La loi de conservation de l'énergie est une loi importante de la physique. Fondamentalement, il dit que tandis que l'énergie peut se transformer d'une sorte en une autre, la quantité totale d'énergie ne change pas. Cette loi ne s'applique qu'aux systèmes fermés, c'est-à-dire aux systèmes qui ne peuvent pas échanger d'énergie avec leur environnement. L'univers, par exemple, est un système fermé, alors qu'une tasse de café qui se refroidit lentement sur un comptoir n'est pas.

Systèmes

Si un système peut échanger de l'énergie avec son environnement, ce n'est pas fermé système et la conservation de l'énergie ne s'applique pas. La Terre, par exemple, n'est pas un système fermé car elle peut à la fois recevoir de la chaleur du soleil et rayonner de la chaleur dans l'espace. Puisque c'est un système ouvert, son énergie totale peut changer. L'univers dans son ensemble est un système fermé car, autant que nous le sachions, il n'est pas en contact avec d'autres systèmes ou univers. Par conséquent, l'énergie totale de l'univers reste inchangée.

Formes d'énergie

L'énergie peut prendre différentes formes. Un objet qui bouge, par exemple, a une énergie cinétique ou une énergie de mouvement. Un objet élevé au-dessus du sol a une énergie potentielle gravitationnelle parce que la gravité tire sur l'objet et le fait «vouloir» tomber. La lumière du soleil est de l'énergie sous forme de rayonnement. Les molécules de votre nourriture ont une énergie potentielle chimique que vous pouvez extraire grâce à la digestion, et votre corps a de l'énergie sous la forme la plus évidente de toute la chaleur.

Conversion d'énergie

Dans l'univers un tout, l'énergie n'est jamais détruite - elle change simplement de forme. Quand une roche tombe, par exemple, le potentiel gravitationnel qu'elle possède en raison de sa hauteur est transformé en énergie cinétique, et quand elle frappe le sol, cette énergie cinétique se transforme en chaleur. Les plantes absorbent le rayonnement et convertissent l'énergie qu'elle contient en énergie potentielle chimique que vous extrayez à votre tour lorsque vous mangez votre nourriture. Une centrale électrique prend l'énergie potentielle chimique dans le charbon et la transforme en énergie électrique. Dans tous ces scénarios, l'énergie ne fait que changer de forme.

Première loi

La première loi de la thermodynamique est une autre façon d'énoncer la loi de la conservation de l'énergie. Il dit que pour tout système, le changement de son énergie totale est égal à la quantité de travail qu'il fait moins la quantité d'énergie qui lui est transférée sous forme de chaleur. C'est simplement une autre façon d'expliquer la même idée, car l'énergie du système reste constante à moins qu'elle ne reçoive de l'énergie sous forme de travail ou de chaleur.