Energiasäästu põhimõte
Selgitame teile, mis on energia säästmise põhimõte, kuidas see töötab, ja mõned selle füüsikalise seaduse praktilised näited.
Mis on energiasäästu põhimõte?
Energia säästmise põhimõte ehk energia säästmise seadus, mida tuntakse ka kui termodünaamika esimest põhimõtet, sätestab, et kogu energia kogus Isoleeritud füüsilises süsteemis (see tähendab ilma igasuguse interaktsioonita teiste süsteemidega) jääb see alati samaks, välja arvatud juhul, kui see muundatakse teist tüüpi energiaks.
See on kokku võetud põhimõttest, et energiat ei saa universumis luua ega hävitada, see saab ainult muundatud muudeks energiavormideks, näiteks energias kasutatav elektrienergia. Kaloriline (takistite töötamine) või valguse energia (seega pirnide töötamine). Seega näib, et teatud tööde tegemisel või teatud keemiliste reaktsioonide esinemise korral on alg- ja lõppenergia kogus muutunud, kui selle muundumisi ei võeta arvesse.
Energia säästmise põhimõtte kohaselt võrdub teatud hulga soojuse (Q) sisestamisel süsteemi see alati energiakoguse suurenemise vahega Sisemine ( U) pluss nimetatud süsteemi tehtud töö (W). Sel viisil on meil valem: Q = U + W, millest järeldub, et U = Q W.
See põhimõte kehtib ka keemia valdkonnas, kuna keemilises reaktsioonis sisalduv energia, nagu ka mass, on alati säästlik, välja arvatud juhtudel milles viimane muundatakse energiaks, nagu näitab kuulus Albert Einsteini valem E = mc 2, kus E on energia, m on mass ja c valguse kiirus. Selle sõnastusega algas relatiivsus ja seletati mateeria loomist universumis.
Energia ei lähe siis kaduma, nagu juba öeldud, vaid see on termodünaamika teise seaduse kohaselt lagunenud : süsteemi entroopia (häire) kipub aja möödudes suurenema. See tähendab: süsteemid kipuvad paratamatult häireid tegema.
Selle teise seaduse toimimine vastavalt esimesele takistab isoleeritud süsteemide olemasolu, mis hoiavad nende energiat igavesti puutumatuna (näiteks püsiliikumine või termosi kuum sisu). Seda energiat ei saa luua ega hävitada ei tähenda, et see jääks muutumatuks.
Vt ka: Materjalide kaitse seadus.
Näited energiasäästu põhimõttest
Oletame, et slaidil on tüdruk puhkeasendis. Sellele mõjub ainult gravitatsiooniline potentsiaalne energia, seetõttu on selle kineetiline energia 0 J. Kui liumägi libiseb alla, suureneb selle kiirus ja kineetiline energia, kuid kui gravitatsioonipotentsiaalienergia väheneb, väheneb ka selle kõrgus. Lõpuks saavutab see maksimaalse kiiruse just slaidi lõpus, see tähendab maksimaalse kineetilise energia, kuid selle kõrgus on vähenenud ja gravitatsioonipotentsiaalienergia on 0 J. Seal muundatakse üks energia teiseks, kuid summa on mõlemad viskavad kirjeldatud süsteemi alati sama summa.
Teine võimalik näide on säästupirni töö, mis lüliti kasutamisel võtab vastu teatud hulga elektrienergiat ja muundab selle lampi soojenedes energiaks ja soojusenergiaks. Elektri-, soojus- ja valgusenergia üldkogus on sama, kuid see on muudetud esimesest kaheks.
