Explicamos o que é o Princípio de Conservação de Energia, como funciona e alguns exemplos práticos desta lei física.
Qual é o princípio de conservação de energia?
O Princípio de Conservação de Energia ou Lei de conservação de energia, também conhecido como o Primeiro Princípio da Termodinâmica, afirma que a quantidade total de Energia em um sistema físico isolado (isto é, sem nenhuma interação com outros sistemas) ela permanecerá sempre a mesma, exceto quando for transformada em outros tipos de energia.
Isso se resume no princípio de que a energia no universo Não pode ser criado nem destruído, apenas transformado em outras formas de energia, como a energia elétrica em energia calórica (é assim que funcionam os resistores) ou na energia da luz (é assim que funcionam as lâmpadas). Conseqüentemente, 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 a trabalho (W) feito por disse sistema. Dessa forma, temos a fórmula: Q = ΔU + W, do qual segue-se que ΔU = Q - W.
Este princípio também se aplica ao campo dequímica, uma vez que a energia envolvida em uma reação química tenderá a ser sempre conservada, assim como omassa, exceto nos casos em que este último é transformado em energia, conforme indicado pela famosa fórmula de Albert Einstein de E = m.c2, onde E é energia, m é massa e c évelocidade 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:entropia (desordem) de um sistema tende a aumentar à medida que oclimaEm outras palavras, os sistemas tendem inevitavelmente à desordem.
A ação desta 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.
Exemplos do princípio de conservação de energia
Suponha que haja uma garota em um slide, em repouso. Apenas um age sobre isso energia potencial gravitacionalPortanto, sua energia cinética é 0 J. À medida que desliza para baixo no escorregador, por outro lado, sua velocidade aumenta e o mesmo acontece com 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 seu energia potencial a energia gravitacional será 0 J. Uma energia é transformada 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 certa quantidade de energia elétrica ativando o interruptor e o transformando em Energia luminosa e na 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.