Zákon zachování energie je důležitým zákonem fyziky. V zásadě se říká, že i když se energie může změnit z jednoho druhu na jiný, celkové množství energie se nemění. Tento zákon se vztahuje pouze na uzavřené systémy, tj. Systémy, které si nemohou vyměňovat energii se svým prostředím. Vesmír je například uzavřený systém, zatímco šálek kávy pomalu ochlazovaný na desce není.
Systémy
Pokud systém dokáže vyměňovat energii se svým okolím, nejedná se o uzavřený systém a ochrana energie neplatí. Země například není uzavřeným systémem, protože může jak přijímat teplo ze slunce, tak vyzařovat teplo do vesmíru. Jelikož je to otevřený systém, jeho celková energie se může měnit. Vesmír jako celek je uzavřený systém, protože pokud víme, není v kontaktu s žádnými jinými systémy nebo vesmíry. Celková energie vesmíru tedy zůstává nezměněna.
Formy energie
Energie může mít mnoho různých forem. Například objekt, který se pohybuje, má kinetickou energii nebo energii pohybu. Objekt vyvýšený vysoko nad zemí má gravitační potenciální energii, protože gravitace přitahuje objekt a způsobuje, že "chce" spadnout. Světlo ze slunce je energie ve formě záření. Molekuly ve vašem jídle mají chemickou potenciální energii, kterou můžete extrahovat trávením, a vaše tělo má energii v nejviditelnější formě všeho - teplo.
Konverze energie
Ve vesmíru jako celku není energie nikdy zničena - pouze mění formy. Když například skála spadne, gravitační potenciál, který vlastní díky své výšce, se změní na kinetickou energii a při dopadu na zem se kinetická energie změní na teplo. Rostliny přijímají záření a přeměňují energii, kterou obsahuje, na chemickou potenciální energii, kterou zase extrahujete, když jíte jídlo. Elektrárna bere chemickou potenciální energii v uhlí a přeměňuje ji na elektrickou energii. Ve všech těchto scénářích energie jen mění formy.
První zákon
První zákon termodynamiky je dalším způsobem, jak stanovit zákon zachování energie. Říká, že pro každý systém se změna jeho celkové energie rovná množství práce, které vykonává, minus množství energie přenesené do něj jako teplo. Toto je pouze další způsob, jak vysvětlit stejnou myšlenku, protože energie systému zůstává konstantní, pokud nepřijímá energii ve formě práce nebo tepla.