Trong vật lý và hóa học, định luật bảo toàn năng lượng nói rằng tổng năng lượng của một hệ cô lập là không đổi; tức là nó được bảo toàn theo thời gian. Định luật này được đề xuất và thử nghiệm đầu tiên bởi Émilie du Châtelet.
Định nghĩa
Năng lượng là khả năng thực hiện công. Năng lượng có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, chẳng hạn như:
- Cơ năng: Năng lượng do chuyển động của vật thể.
- Nhiệt năng: Năng lượng do chuyển động của các phân tử, nguyên tử trong vật thể.
- Điện năng: Năng lượng do chuyển động của các electron.
- Quang năng: Năng lượng do ánh sáng mang lại.
- Hóa năng: Năng lượng do liên kết hóa học mang lại.
- Nguyên tử năng: Năng lượng do hạt nhân nguyên tử mang lại.
Phát biểu
Định luật bảo toàn năng lượng phát biểu như sau:
Tổng năng lượng của một hệ cô lập là không đổi theo thời gian.
Một hệ cô lập là hệ không trao đổi năng lượng với môi trường xung quanh.
Ứng dụng
Định luật bảo toàn năng lượng có nhiều ứng dụng trong thực tế, chẳng hạn như:
- Trong động cơ nhiệt, một phần nhiệt năng được chuyển hóa thành cơ năng để thực hiện công.
- Trong máy phát điện, một phần cơ năng được chuyển hóa thành điện năng.
- Trong pin mặt trời, năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành điện năng.
- Trong tuabin gió, năng lượng gió được chuyển hóa thành cơ năng.
Ví dụ
- Khi một quả bóng rơi xuống đất, cơ năng của quả bóng chuyển hóa thành nhiệt năng do ma sát với không khí và mặt đất.
- Khi một ngọn nến cháy, hóa năng của nến chuyển hóa thành nhiệt năng và ánh sáng.
- Khi một chiếc xe chạy, cơ năng của động cơ được chuyển hóa thành nhiệt năng do ma sát với mặt đường và không khí.
Kết luận
Định luật bảo toàn năng lượng là một định luật cơ bản của vật lý, có vai trò quan trọng trong việc hiểu và giải thích các hiện tượng vật lý trong tự nhiên.
Xem thêm
Phương pháp đo nhiệt độ bằng thủy ngân