Princípio de conservação de energia

Explicamos o que é o Princípio de Conservação de Energia, como funciona e alguns exemplos práticos desta lei física.

A energia potencial é transformada em energia cinética quando descemos um escorregador.

Qual é o princípio de conservação de energia?

O Princípio de Conservação de Energia ou Lei de Conservação de Energia , também conhecido como Primeiro Princípio da Termodinâmica, afirma que a quantidade total de energia em um sistema físico isolado (ou seja, sem qualquer interação com outros sistemas) permanecerá sempre a mesma , exceto quando se transforma em outros tipos de energia.

Isso se resume no princípio de que a energia no universo não pode ser criada nem destruída , apenas transformada em outras formas de energia, como a energia elétrica em energia térmica (é assim que os resistores funcionam) ou em energia luminosa (é assim que eles operar. lâmpadas). Portanto, ao realizar certos trabalhos ou na presença de certas reações químicas, a quantidade de energia inicial e final parecerá ter variado se suas transformações não forem levadas em consideração.

De acordo com o Princípio de Conservação de Energia, ao introduzir uma determinada quantidade de calor (Q) em um sistema, ela será sempre igual à diferença entre o aumento na quantidade de energia interna (ΔU) mais o trabalho (W) realizado pelo referido sistema . Assim, temos a fórmula: Q = .DELTA.u + W , a partir do qual se segue que Au = Q – W .

Este princípio também se aplica ao campo da  química , uma vez que  a energia envolvida em uma reação química tenderá a ser sempre conservada , como a  massa , exceto nos casos em que esta se transforme em energia, conforme indicado pela famosa fórmula de Albert Einstein de E = mc 2 , onde E é a energia, m é a massa ec é a  velocidade da luz . Essa equação é de extrema importância nas teorias relativísticas.

A energia, então, não se perde, como já foi dito, mas  pode deixar de ser útil para a realização do trabalho, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica : a  entropia  (desordem) de um sistema tende a aumentar com o passar do  tempo , isto é, os sistemas tendem inevitavelmente à desordem.

A ação dessa segunda lei de acordo com a primeira é o que impede a existência de sistemas isolados que mantêm sua energia intacta para sempre (como  o movimento perpétuo ou o conteúdo quente de uma garrafa térmica). Essa energia não pode ser criada ou destruída não significa que ela permaneça inalterada.

Veja também: Lei de Conservação da Matéria

Exemplos do princípio de conservação de energia

Suponha que haja uma garota em um slide, em repouso. Sobre ele atua apenas uma energia potencial gravitacional , pois sua energia cinética é 0 J. Ao deslizar no escorregador, por outro lado, sua velocidade aumenta e também sua energia cinética , mas ao perder altura, sua energia potencial gravitacional também diminui. Por fim, atinge a velocidade máxima logo no final do slide, com sua energia cinética máxima. Mas sua altura terá diminuído e sua energia potencial gravitacional será 0 J. Uma energia se transforma em outra, mas a soma de ambas sempre renderá a mesma quantidade no sistema descrito.

Outro exemplo possível é o funcionamento de uma lâmpada, que recebe uma determinada quantidade de energia elétrica quando o interruptor é acionado e a transforma em energia luminosa e energia térmica, à medida que a lâmpada se aquece. A quantidade total de energia elétrica, térmica e luminosa é a mesma, mas foi transformada de elétrica para leve e térmica.