Explicamos o que é o Princípio da Conservação da Energia, como funciona e alguns exemplos práticos desta lei física.
Qual é o Princípio da Conservação da Energia?
Ele Princípio de Conservação de Energia ó Lei da conservação de energiatambém conhecida como Primeira Lei 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 for transformada em outros tipos de energia.
Isto está resumido no princípio de que A energia no universo não pode ser criada nem destruída, só pode ser transformada em outras formas de energia, como a energia elétrica em energia térmica (é assim que funcionam os resistores) ou em energia luminosa (é assim que funcionam as lâmpadas). Assim, na realização de determinados trabalhos ou na presença de determinadas reações químicas, a quantidade de energia inicial e final parecerá ter variado se as suas transformações não forem tidas em conta.
De acordo com o Princípio da Conservação da Energia, ao introduzir uma determinada quantidade de calor (Q) num sistema, este será sempre igual à diferença entre o aumento da quantidade de energia interna (ΔU) mais o trabalho (W) realizado . pelo referido sistema. Dessa forma, temos a fórmula: Q = ΔU + Wdo qual se segue que ΔU = Q – W.
Este princípio também se aplica ao campo da química, uma vez que A energia envolvida em uma reação química sempre tenderá a ser conservadaassim como a massa, exceto nos casos em que esta se transforma em energia, como indica a famosa fórmula de Albert Einstein de E = mc2, onde E é energia, m é massa e c é a velocidade da luz. Esta equação é de extrema importância nas teorias relativísticas.
A energia, portanto, não se perde, como já foi dito, mas é pode não ser mais útil para a realização de trabalho, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica: a entropia (desordem) de um sistema tende a aumentar com o passar do tempo, ou seja, os sistemas tendem inevitavelmente para a desordem.
A ação desta segunda lei de acordo com a primeira é o que impede a existência de sistemas isolados que mantenham sua energia intacta para sempre (como o movimento perpétuo ou o conteúdo quente de uma garrafa térmica). Só porque a energia não pode ser criada ou destruída não significa que ela permaneça inalterada.
Veja também: Lei da Conservação da Matéria
Exemplos do Princípio da Conservação de Energia
Suponha que haja uma garota em um escorregador, em repouso. Somente a energia potencial gravitacional atua sobre ele, portanto sua energia cinética é 0 J. Ao deslizar pelo escorregador, porém, sua velocidade aumenta e sua energia cinética também, mas à medida que perde 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 de 0 J. Uma energia se transforma em outra, mas a soma de ambas dará sempre 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 aquece. A quantidade total de energia elétrica, térmica e luminosa é a mesma, mas foi transformada de elétrica em luminosa e térmica.