Закон збереження енергії

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Закон збереження енергії стверджує, що повна енергія в замкнених системах не змінюється з часом. Проте, енергія може перетворюватися з одного виду в інший.

[ред.] Закон збереження механічної енергії

У механіці, закон збереження енергії твердить, що в замкненій системі часток, повна енергія, що є сумою кінетичної і потенціальної енергії не залежить від часу, тобто є інтегралом руху.

Закон збереження енергії справедливий тільки для замкнених систем, тобто при умові відсутності зовнішніх полів чи взаємодій.

Сили взаємодії між тілами, для яких виконується закон збереження механічної енергії називаються консервативними силами.

Закон збереження механічної енергії не виконується для сил тертя, оскільки за наявності сил тертя відбувається перетворення механічної енергії в теплову.

Закон збереження енергії пов'язаний із однорідністю часу, а саме із принципом, згідно з яким жодна мить жодним чином не відрізняється від іншої, тож одинакові фізичні системи за одинакових умов завжди еволюціонуватимуть однаково.

З точки зору аналітичної механіки, однорідність часу зводиться до твердження, що механіка Лагранжа чи Гамільтона класичної системи не залежить від часу безпосередньо, а лише опосередковано, через узагальнені координати.

В квантовій фізиці у випадку, коли гамільтоніан фізичної системи не залежеть від часу, можна перейти від часового рівняння Шредінгера до стаціонарного рівняння Шредінгера. В такому випадку енергія стає інтегралом руху, але приймає лише певні значення, визначені із розв'язку відповідної задачі на власні значення. Говорять, що енергія квантується.

[ред.] Закон збереження енергії в термодинаміці

Закон збереження енергії, також відомий як перше начало термодинаміки, можливо є найважливішим, і без сумніву найчастіше застосовним на практиці з-посеред законів збереження у фізиці.

Закон твердить, що сумарний притік енергії в систему мусить бути рівним сумарному відтоку енергії з системи, плюс зміна енергії, що міститься в самій системі. Іншими словами, енергія може бути перетворена з одної форми в іншу, але не може бути створеною чи знищеною.

Закон збереження енергії виключає можливість створення вічного двигуна (perpetuum mobile) першого роду.