Законът за запазване на енергията е важен закон на физиката. По принцип се казва, че докато енергията може да се превърне от един вид в друг, общото количество енергия не се променя. Този закон се прилага само за затворени системи, което означава системи, които не могат да обменят енергия със заобикалящата ги среда. Вселената, например, е затворена система, докато чаша кафе бавно охлаждаща се върху плота не е така.
Системи
Ако една система може да обменя енергия със заобикалящата я среда, това не е затворена система и запазването на енергията не се прилага. Земята например не е затворена система, тъй като тя може както да получава топлина от слънцето, така и да излъчва топлина в космоса. Тъй като това е отворена система, общата й енергия може да се промени. Вселената като цяло е затворена система, защото доколкото знаем, тя не е в контакт с други системи или вселени. Следователно общата енергия на Вселената остава непроменена.
Форми на енергия
Енергията може да приеме много различни форми. Обектът, който се движи, например, има кинетична енергия или енергия на движение. Обект, издигнат високо над земята, има гравитационна потенциална енергия, защото гравитацията дърпа обекта и го кара да „иска“ да падне. Светлината от слънцето е енергия под формата на радиация. Молекулите в храната ви имат химическа потенциална енергия, която можете да извлечете чрез храносмилане, а тялото ви има енергия в най-очевидната форма от всички - топлина.
Преобразуване на енергия
Във Вселената като цяло енергията никога не се унищожава - тя просто променя формите. Когато една скала падне, например, гравитационният потенциал, който тя притежава поради височината си, се превръща в кинетична енергия, а когато се удари в земята, тази кинетична енергия се превръща в топлина. Растенията приемат радиация и преобразуват съдържащата се в нея енергия в химическа потенциална енергия, която от своя страна извличате, когато ядете храната си. Електроцентралата приема химическа потенциална енергия във въглищата и я превръща в електрическа енергия. Във всички тези сценарии енергията просто променя формите си.
Първи закон
Първият закон на термодинамиката е друг начин за формулиране на закона за запазване на енергията. В него се казва, че за всяка система промяната в нейната обща енергия е равна на количеството работа, която извършва, минус количеството енергия, предадено в нея като топлина. Това е просто друг начин да се обясни същата идея, тъй като енергията на системата остава постоянна, освен ако не получава енергия под формата на работа или топлина.