La loi de conservation de l'énergie stipule que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite - seulement convertie d'une forme d'énergie en une autre. Cela signifie qu'un système a toujours la même quantité d'énergie, à moins qu'on n'ajoute de l'énergie de l'extérieur. Ceci est particulièrement déroutant dans le cas des forces non conservatives, où l'énergie est convertie de sa forme mécanique en forme thermique, mais l'énergie globale reste la même. La seule façon d'utiliser l'énergie est de transformer l'énergie d'une forme en une autre.

La quantité d'énergie dans n'importe quel système est donc déterminée par l'équation suivante:

[math]\displaystyle{ U_{T} = U_{i} + W + Q }[/math]

  • [math]\displaystyle{ U_T }[/math] est l'énergie interne totale d'un système.
  • [math]\displaystyle{ U_i }[/math] est l'énergie interne initiale d'un système.
  • [math]\displaystyle{ W }[/math] est le travail effectué par ou sur un système.
  • [math]\displaystyle{ Q }[/math] est la chaleur ajoutée ou relevée d'un système.

Il est également possible de déterminer le changement d'énergie interne d'un système à l'aide de l'équation : [math]\displaystyle{ \Delta U = W + Q }[/math]

C'est aussi l'expression mathématique de la première loi de la thermodynamique.

Bien que ces équations soient extrêmement puissantes, elles peuvent rendre difficile la compréhension de l'essentiel de la loi. Ce qu'il faut retenir ici, c'est que l'énergie ne peut pas être créée à partir de rien. La société doit obtenir de l'énergie de quelque part, mais il existe plusieurs endroits cachés où elle peut s'en procurer (certaines sources sont des combustibles primaires et certaines sont des flux d'énergie).

Au début du 20e siècle, Einstein a compris que même la masse est une forme d'énergie (c'est ce qu'on appelle l'équivalence masse-énergie). La quantité de masse est directement liée à la quantité d'énergie, telle que déterminée par la formule la plus célèbre de la physique:

[math]\displaystyle{ E = mc^{2} }[/math]

  • [math]\displaystyle{ E }[/math] est la quantité d'énergie dans un objet ou un système.
  • [math]\displaystyle{ m }[/math] est la masse d'un objet ou d'un système.
  • [math]\displaystyle{ c }[/math] est la vitesse de la lumière, environ [math]\displaystyle{ 3\times10^8 m/s }[/math].

En savoir plus

Pour en savoir plus sur la physique de la loi de conservation de l'énergie, veuillez consulter hyperphysics. Pour apprendre comment cela est lié à la chimie, veuillez voir chem wiki de l'UC Davis.