Kami menerangkan apa itu Prinsip Pemuliharaan Tenaga, cara ia berfungsi dan beberapa contoh praktikal undang-undang fizikal ini.
Apakah Prinsip penjimatan tenaga?
Prinsip Pemuliharaan Tenaga atau Undang-undang penjimatan tenaga, juga dikenali sebagai Prinsip Pertama Termodinamik, menyatakan bahawa jumlah keseluruhan Tenaga dalam sistem fizikal terpencil (iaitu, tanpa sebarang interaksi dengan sistem lain) ia akan sentiasa kekal sama, kecuali apabila ia diubah menjadi jenis tenaga lain.
Ini disimpulkan dalam prinsip bahawa tenaga dalam Alam semesta Ia tidak boleh dicipta atau dimusnahkan, hanya diubah menjadi bentuk tenaga lain, seperti tenaga elektrik dalam tenaga kalori (beginilah cara perintang berfungsi) atau dalam tenaga cahaya (beginilah cara mentol lampu berfungsi). Oleh itu, apabila menjalankan kerja tertentu atau dengan kehadiran tindak balas kimia tertentu, jumlah tenaga awal dan akhir akan kelihatan berubah-ubah jika transformasinya tidak diambil kira.
Menurut Prinsip Pengekalan Tenaga, apabila memasukkan sejumlah haba (Q) tertentu ke dalam sistem, ia akan sentiasa sama dengan perbezaan antara peningkatan jumlah tenaga dalaman (ΔU) ditambah dengan pekerjaan (W) dibuat oleh said sistem. Dengan cara itu, kami mempunyai formula: Q = ΔU + W, dari mana ia mengikutinya ΔU = Q - W.
Prinsip ini juga terpakai kepada bidangkimia, kerana tenaga yang terlibat dalam tindak balas kimia akan cenderung untuk sentiasa dipelihara, sama sepertijisim, kecuali dalam kes di mana yang terakhir diubah menjadi tenaga, seperti yang ditunjukkan oleh formula terkenal Albert Einstein tentang E = m.c2, di mana E ialah tenaga, m ialah jisim, dan c ialahkelajuan cahaya. Persamaan ini amat penting dalam teori relativistik.
Tenaga, maka, tidak hilang, seperti yang telah dikatakan, tetapi ia boleh berhenti berguna untuk menjalankan kerja, menurut Undang-undang Termodinamik Kedua:entropi (gangguan) sistem cenderung meningkat apabilacuacaDalam erti kata lain, sistem tidak dapat dielakkan cenderung kepada gangguan.
Tindakan undang-undang kedua ini mengikut yang pertama adalah yang menghalang kewujudan sistem terpencil yang mengekalkan tenaga mereka utuh selama-lamanya (seperti pergerakan kekal, atau kandungan panas termos). Tenaga itu tidak boleh dicipta atau dimusnahkan tidak bermakna ia kekal tidak berubah.
Contoh Prinsip pemuliharaan tenaga
Katakan ada seorang gadis di atas gelongsor, sedang berehat. Hanya satu yang bertindak ke atasnya tenaga keupayaan gravitiOleh itu, tenaga kinetiknya ialah 0 J. Apabila ia meluncur ke bawah gelongsor, sebaliknya, kelajuannya meningkat dan begitu juga dengannya. Tenaga kinetik, tetapi apabila kehilangan ketinggian, tenaga keupayaan gravitinya juga berkurangan. Akhirnya, ia mencapai kelajuan penuh tepat pada penghujung slaid, dengan tenaga kinetik maksimumnya. Tetapi ketinggiannya akan berkurangan dan dia tenaga keupayaan tenaga graviti akan menjadi 0 J. Satu tenaga ditukar kepada tenaga lain, tetapi jumlah kedua-duanya akan sentiasa menghasilkan jumlah yang sama dalam sistem yang diterangkan.
Contoh lain yang mungkin ialah pengendalian mentol lampu, yang menerima jumlah tertentu kuasa elektrik dengan mengaktifkan suis dan mengubahnya menjadi tenaga cahaya dan dalam tenaga haba, apabila mentol menjadi panas. Jumlah tenaga elektrik, haba dan cahaya adalah sama, tetapi ia telah diubah daripada elektrik kepada cahaya dan haba.