ऊर्जा संरक्षण और परिवर्तन
ऊर्जा संरक्षण की अवधारणा
एक मौलिक कानून जिसे सभी प्राकृतिक घटनाओं के लिए धारण करने के लिए देखा गया है, को ऊर्जा के संरक्षण की आवश्यकता है - अर्थात, कुल ऊर्जा प्रकृति में होने वाले सभी परिवर्तनों में नहीं बदलती है। ऊर्जा का संरक्षण प्रकृति में चल रही किसी भी प्रक्रिया का विवरण नहीं है, बल्कि यह एक कथन है कि ऊर्जा की मात्रा स्थिर रहती है जब तक कि इसका मूल्यांकन नहीं किया जाता है या क्या प्रक्रियाएँ हैं - संभवतः ऊर्जा का एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तन सहित- क्रमिक मूल्यांकन के बीच जाना।
ऊर्जा के संरक्षण का नियम केवल प्रकृति के लिए ही नहीं, बल्कि प्रकृति के भीतर बंद या पृथक प्रणालियों पर भी लागू होता है। इस प्रकार, यदि किसी सिस्टम की सीमाओं को इस तरह से परिभाषित किया जा सकता है कि सिस्टम से कोई भी ऊर्जा या तो नहीं जोड़ी जाती है या हटा दी जाती है, तो सिस्टम के अंदर चल रही प्रक्रियाओं के विवरण की परवाह किए बिना उस सिस्टम के भीतर ऊर्जा को संरक्षित किया जाना चाहिए। इस बंद-प्रणाली के कथन का एक सहसंबंध यह है कि जब भी दो क्रमिक मूल्यांकन में निर्धारित किसी प्रणाली की ऊर्जा समान नहीं होती है, तो अंतर उस ऊर्जा की मात्रा का माप होता है जिसे या तो सिस्टम में जोड़ा या हटा दिया गया है दो मूल्यांकन के बीच का समय अंतराल।
ऊर्जा एक प्रणाली के भीतर कई रूपों में मौजूद हो सकती है और संरक्षण कानून की बाधा के भीतर एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित हो सकती है। इन विभिन्न रूपों में गुरुत्वाकर्षण, गतिज, तापीय, लोचदार, विद्युत, रासायनिक, दीप्तिमान, परमाणु और द्रव्यमान ऊर्जा शामिल हैं। यह ऊर्जा की अवधारणा की सार्वभौमिक प्रयोज्यता है, साथ ही साथ विभिन्न रूपों में इसके संरक्षण के नियम की पूर्णता है, जो इसे इतना आकर्षक और उपयोगी बनाती है।
ऊर्जा का परिवर्तन
एक आदर्श प्रणाली
एक प्रणाली का एक सरल उदाहरण जिसमें ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा रहा है, हवा में द्रव्यमान एम के साथ गेंद को उछालने में प्रदान किया जाता है। जब गेंद को जमीन से लंबवत फेंक दिया जाता है, तो इसकी गति और गतिज ऊर्जा लगातार कम हो जाती है जब तक कि यह अपने उच्चतम बिंदु पर क्षण भर के लिए आराम न कर ले। इसके बाद यह खुद को उलट देता है, और इसकी गति और गतिज ऊर्जा जमीन पर लौटते ही लगातार बढ़ती जाती है। गतिज ऊर्जा ई कश्मीर पल में गेंद की यह जमीन (बिंदु 1) छोड़ दिया आधा द्रव्यमान का उत्पाद और वेग के वर्ग, या था 1 / 2 mv 1 2, और उच्चतम बिंदु पर शून्य करने के लिए तेजी से कमी आई है (बिंदु २)। जैसे ही गेंद हवा में उठी, उसने गुरुत्वाकर्षण क्षमता वाली ऊर्जा ई । पी । प्राप्त की । इस अर्थ में संभावित का मतलब यह नहीं है कि ऊर्जा वास्तविक नहीं है, बल्कि यह है कि यह कुछ अव्यक्त रूप में संग्रहीत है और काम करने के लिए तैयार किया जा सकता है। गुरुत्वाकर्षण क्षमता ऊर्जा वह ऊर्जा है जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में अपनी स्थिति के आधार पर एक शरीर में संग्रहीत होती है। द्रव्यमान m की गुरुत्वाकर्षण क्षमता ऊर्जा द्रव्यमान के गुणनफल के द्वारा दी गई देखी जाती है, ऊँचाई h कुछ संदर्भ ऊंचाई के सापेक्ष प्राप्त होती है, और एक पिंड का त्वरण g जिसके परिणामस्वरूप पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण उस पर खींचता है, या mgh होता है। गेंद को तुरंत ऊँचाई पर जमीन छोड़ दिया h 1 इसकी संभावित ऊर्जा E p1 mgh 1 है । उच्चतम बिंदु पर, इसकी संभावित ऊर्जा E P2 mgh 2 है । ऊर्जा के संरक्षण के नियम को लागू करना और हवा में कोई घर्षण न होना, ये निम्नलिखित समीकरण बनाते हैं:
इस आदर्श उदाहरण में गेंद के ग्राउंड लेवल पर गतिज ऊर्जा को गेंद को h 2 तक बढ़ाने में काम में परिवर्तित किया जाता है जहाँ इसकी गुरुत्वाकर्षण क्षमता को mg (h 2 - h 1) द्वारा बढ़ाया गया है । गेंद जमीनी स्तर ज करने के लिए वापस गिर जाता है के रूप में 1, इस गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा h की रफ्तार से गतिज ऊर्जा और अपने कुल ऊर्जा में परिवर्तित वापस आ गया है 1 फिर से है 1 / 2 mv 1 2 + MGH 1 । घटनाओं की इस श्रृंखला में गेंद की गतिज ऊर्जा h 1 पर अपरिवर्तित होती है; इस प्रकार घटनाओं के इस चक्र में गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा गेंद पर किया गया कार्य शून्य है। इस प्रणाली को रूढ़िवादी कहा जाता है।
