Key Concepts:

* gesloten systeem: Een systeem waar het niet uitkomt, kan binnenkomen of vertrekken, maar energie kan worden uitgewisseld met zijn omgeving.

* energie: Het vermogen om werk te doen. Het bestaat in verschillende vormen (bijv. Kinetisch, potentieel, warmte, licht).

* Conservation: Energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd, alleen van de ene vorm naar de andere worden getransformeerd.

Hoe energie wordt geconserveerd:

1. Energietransformatie: Binnen een gesloten systeem verandert energie constant van vorm. Bijvoorbeeld:

* Mechanische energie: Een bal die door een heuvel rolt, zet zijn potentiële energie (vanwege zijn hoogte) om in kinetische energie (vanwege zijn beweging).

* Warmte -energie: Wrijving genereert warmte wanneer twee oppervlakken tegen elkaar wrijven en kinetische energie omzetten in thermische energie.

* Chemische energie: Het branden van brandstof brengt chemische energie af als warmte en licht.

2. Interne energie: De totale energie binnen een gesloten systeem wordt zijn interne energie genoemd. Het is de som van alle aanwezige verschillende vormen van energie.

* De eerste wet van de thermodynamica stelt dat de verandering in de interne energie van een systeem (Δu) gelijk is

* Als het werk wordt gedaan * op * het systeem, W is negatief, waardoor de interne energie toeneemt.

* Als het werk wordt gedaan * door * het systeem, W is positief, waardoor interne energie afneemt.

3. Geen energieverlies: Terwijl energie transformeert, blijft de totale hoeveelheid energie binnen het gesloten systeem altijd constant. Dit betekent dat de uit de ene vorm verloren energie moet worden verkregen door een andere vorm.

Voorbeeld:

Stel je een verzegelde container voor met een stuiterende bal. De bal bezit kinetische energie (beweging) en potentiële energie (positie ten opzichte van de bodem van de container).

* Terwijl de bal stuitert, verliest hij kinetische energie terwijl deze stijgt (het omzetten in potentiële energie).

* Wanneer het de top bereikt, is de potentiële energie maximaal en is kinetische energie nul.

* Terwijl het valt, zet potentiële energie terug in kinetische energie.

* Wanneer het de bodem raakt, gaat wat energie verloren als warmte als gevolg van wrijving. Deze warmte wordt geabsorbeerd door de container en lucht in het gesloten systeem.

Over het algemeen, zelfs met energietransformaties en verliezen als gevolg van wrijving, blijft de totale energie (interne energie) in de afgesloten container constant.

belangrijke opmerkingen:

* In real-world scenario's zijn perfect gesloten systemen moeilijk te bereiken. Sommige energie kan ontsnappen als geluid of straling.

* Het behoud van energie is een fundamenteel principe dat van toepassing is op alle fysieke processen. Het heeft brede implicaties op verschillende gebieden, waaronder engineering, chemie en astrofysica.