Kuidas hoitakse energiat suletud süsteemis?

Energia jäävuse seadus on oluline füüsikaseadus. Põhimõtteliselt öeldakse, et kuigi energia võib ühest liigist teiseks muutuda, ei muutu kogu energia hulk. See seadus kehtib ainult suletud süsteemide, st süsteemide kohta, mis ei saa oma keskkonnaga energiat vahetada. Näiteks universum on suletud süsteem, samal ajal kui tassipinnal aeglaselt jahutav kohvitassi mitte.

Kui süsteem saab energiat ümbritsevaga vahetada, pole see suletud süsteem ja energia säästmine ei kehti. Näiteks Maa ei ole suletud süsteem, kuna see võib nii päikeselt soojust vastu võtta kui ka kosmosesse kiirata. Kuna see on avatud süsteem, võib selle koguenergia muutuda. Universum tervikuna on suletud süsteem, kuna teadaolevalt ei puutu see kokku ühegi teise süsteemi ega universumiga. Järelikult jääb universumi koguenergia muutumatuks.

Energial võib olla palju erinevaid vorme. Näiteks liikuval objektil on kineetiline energia või liikumisenergia. Kõrgel maapinnast üles tõstetud objektil on gravitatsioonipotentsiaalne energia, kuna gravitatsioon tõmbab objekti ja põhjustab selle "tahtmist" kukkuda. Päikese valgus on energia kiirguse kujul. Teie toidus olevatel molekulidel on keemiline potentsiaalne energia, mida saate seedimise kaudu ammutada, ja teie kehas on energiat kõige ilmsemas vormis - soojus.

Universumis tervikuna ei hävitata kunagi energiat - see lihtsalt muudab vorme. Näiteks kui kivi kukub, muudetakse gravitatsioonipotentsiaal, mis tal oma kõrguse tõttu on, kineetiliseks energiaks ja kui see põrkab vastu maad, muutub kineetiline energia soojuseks. Taimed võtavad kiirgust ja muudavad selles sisalduva energia keemiliseks potentsiaalseks energiaks, mille te omakorda toitu süües eraldate. Elektrijaam võtab kivisöes keemilist potentsiaalset energiat ja muudab selle elektrienergiaks. Kõigi nende stsenaariumide korral muudab energia lihtsalt vorme.

Esimene termodünaamikaseadus on veel üks võimalus öelda energia jäävuse seadust. Seal öeldakse, et mis tahes süsteemi puhul on koguenergia muutus võrdne tehtud tööga, millest on lahutatud talle soojuseks ülekantud energia hulk. See on lihtsalt üks viis sama mõtte seletamiseks, sest süsteemi energia jääb konstantseks, kui see ei saa energiat kas töö või soojuse kujul.