Năng lượng cần thiết cho sự phát triển của các dạng sống trên trái đất . Trong vật lý, nó được định nghĩa là khả năng thực hiện công việc. Chúng ta biết rằng năng lượng tồn tại ở các dạng khác nhau trong tự nhiên. Bạn đã học về các dạng năng lượng khác nhau – nhiệt, điện, hóa học, hạt nhân, … Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các định luật và nguyên tắc chi phối năng lượng. Định luật này được gọi là định luật bảo toàn năng lượng.

Định luật Bảo toàn Năng lượng là gì?

Định luật bảo toàn năng lượng nói rằng năng lượng không thể được tạo ra cũng như không bị phá hủy. Mặc dù, nó có thể được chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác. Nếu bạn tính đến tất cả các dạng năng lượng, tổng năng lượng của một hệ cô lập luôn không đổi. Tất cả các dạng năng lượng đều tuân theo định luật bảo toàn cơ năng. Tóm lại, định luật bảo toàn năng lượng phát biểu rằng

Trong một hệ thống kín, tức là một hệ thống được cách ly với môi trường xung quanh, tổng năng lượng của hệ thống được bảo toàn.

Vì vậy, trong một hệ cô lập chẳng hạn như vũ trụ, nếu có sự mất mát năng lượng ở một phần nào đó của nó, thì ở phần khác của vũ trụ phải thu được một lượng năng lượng tương đương. Mặc dù nguyên tắc này không thể được chứng minh, nhưng không có ví dụ nào được biết đến về sự vi phạm nguyên tắc bảo toàn năng lượng.

Năng lượng trong bất kỳ hệ nào được xác định theo phương trình sau:

• U _T là tổng năng lượng của một hệ
• U _i là năng lượng ban đầu của một hệ
• Q là nhiệt lượng được thêm vào hoặc loại bỏ khỏi hệ thống
• W là công việc được thực hiện bởi hoặc trên hệ thống

Sự thay đổi nội năng của hệ được xác định bằng phương trình

cách đọc được đề nghị

Luật Bảo toàn Năng lượng Khai thác

Coi thế năng ở bề mặt trái đất bằng không. Chúng ta hãy xem một ví dụ về một quả rơi từ trên cây.

Xét một điểm A ở độ cao ‘H’ tính từ mặt đất trên cây, vận tốc của quả bằng không nên thế năng tại đó là cực đại.

E = mgH ———- (1)

Khi quả rụng, thế năng giảm và động năng tăng.

Tại điểm B, gần gốc cây, quả đang rơi tự do dưới trọng lực và ở độ cao X so với mặt đất, và nó có vận tốc như khi đến điểm B. Vì vậy, tại thời điểm này, nó sẽ có cả hai. động năng và thế năng.

E = KE + PE

PE = mgX ——— (2)

Theo phương trình thứ ba của chuyển động,

v2= 2 g( H– X)⇒12NSv2=12m .2 g( H– X)⇒ K. E=12m .2 g( H– X)⇒ K. E= m g( H– X)

KE = mg (HX) ——– (3)

Sử dụng (1), (2) và (3)

E = mg (H – X) + mgX

E = mg (H – X + X)

E = mgH

Tương tự, nếu chúng ta thấy năng lượng tại điểm C, ở dưới cùng của cây, nó sẽ là mgH. Chúng ta có thể thấy khi quả đang rơi xuống đáy và ở đây, thế năng đang được chuyển hóa thành động năng. Vì vậy phải có một điểm mà động năng trở nên bằng thế năng. Giả sử chúng ta cần tìm độ cao ‘x’ tính từ mặt đất. Chúng tôi biết ở điểm đó,

KE = PE

=> PE = KE = E2 — (4)

E2 là năng lượng mới

Trong đó, E = mgH2

H2 là chiều cao mới.

Khi cơ thể ở độ cao X so với mặt đất,

PE = mgX ——— (5)

Sử dụng (4) và (5), chúng tôi nhận được,

m gNS=m gNS2⇒ X=NS2

H2 được gọi là tầm cao mới

Có thể bạn muốn xem video sau về thế năng và động năng để hiểu rõ hơn về nguyên lý bảo toàn cơ năng

Bảo tồn năng lượng:

Bảo tồn năng lượng không phải là hạn chế việc sử dụng các nguồn tài nguyên cuối cùng sẽ cạn kiệt hoàn toàn. Cách bảo tồn lý tưởng sẽ là giảm nhu cầu đối với nguồn cung hạn chế và tạo điều kiện cho nguồn cung đó bắt đầu tự xây dựng lại. Nhiều khi cách tốt nhất để làm điều này là thay thế năng lượng được sử dụng bằng một phương pháp thay thế.

Ví dụ về Luật Bảo toàn Năng lượng:

Trong Vật lý, hầu hết các phát minh dựa trên thực tế là năng lượng được bảo toàn khi nó được chuyển từ dạng này sang dạng khác. Một số thiết bị điện và cơ học chỉ hoạt động theo định luật bảo toàn cơ năng. Chúng ta sẽ thảo luận một vài ví dụ ở đây.

• Trong đèn pin, năng lượng hóa học của pin được chuyển hóa thành năng lượng điện, được chuyển hóa thành năng lượng ánh sáng và nhiệt năng .
• Trong các nhà máy thủy điện, các thác nước trên tuabin từ độ cao. Điều này sẽ làm quay các tuabin và tạo ra điện. Do đó, thế năng của nước được chuyển thành động năng của tuabin, tiếp tục được chuyển thành năng lượng điện.
• Trong loa, năng lượng điện được chuyển thành năng lượng âm thanh.
• Trong micrô, năng lượng âm thanh được chuyển đổi thành năng lượng điện.
• Trong máy phát điện, cơ năng được biến đổi thành năng lượng điện.
• Khi nhiên liệu bị đốt cháy, năng lượng hóa học được chuyển hóa thành nhiệt năng và năng lượng ánh sáng.
• Năng lượng hóa học từ thực phẩm được chuyển thành nhiệt năng khi nó được phân hủy trong cơ thể và được sử dụng để giữ ấm.