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A lei da conservação de energia é uma lei importante da física. Basicamente, diz que, embora a energia possa mudar de um tipo para outro, a quantidade total de energia não muda. Esta lei se aplica apenas a sistemas fechados, ou seja, sistemas que não podem trocar energia com o meio ambiente. O universo, por exemplo, é um sistema fechado, enquanto uma xícara de café esfriando lentamente na bancada não.
Sistemas
Se um sistema pode trocar energia com o ambiente, não é um sistema fechado e a conservação de energia não se aplica. A Terra, por exemplo, não é um sistema fechado, pois pode receber calor do sol e irradiar calor para o espaço. Como é um sistema aberto, sua energia total pode mudar. O universo como um todo é um sistema fechado porque, até onde sabemos, não está em contato com outros sistemas ou universos. Consequentemente, a energia total do universo permanece inalterada.
Formas de energia
A energia pode assumir muitas formas diferentes. Um objeto que está se movendo, por exemplo, possui energia cinética ou energia de movimento. Um objeto elevado acima do solo possui energia potencial gravitacional porque a gravidade está puxando o objeto e fazendo com que ele "queira" cair. A luz do sol é energia sob a forma de radiação. As moléculas em sua comida têm energia potencial química que você pode extrair através da digestão, e seu corpo tem energia na forma mais óbvia de todo o calor.
Conversão de energia
No universo como um todo, a energia nunca é destruída - apenas muda de forma. Quando uma rocha cai, por exemplo, o potencial gravitacional que possui em virtude de sua altura é transformado em energia cinética e, quando atinge o solo, a energia cinética se transforma em calor. As plantas recebem radiação e convertem a energia que ela contém em energia potencial química que, por sua vez, extrai quando você come sua comida. Uma usina capta a energia potencial química do carvão e a transforma em energia elétrica. Em todos esses cenários, a energia está apenas mudando de forma.
Primeira lei
A Primeira Lei da Termodinâmica é outra maneira de declarar a lei da conservação de energia. Ele diz que, para qualquer sistema, a mudança em sua energia total é igual à quantidade de trabalho realizada menos a quantidade de energia transferida para ele como calor. Essa é apenas outra maneira de explicar a mesma idéia, porque a energia do sistema permanece constante, a menos que receba energia na forma de trabalho ou calor.