กฎทรงพลังงาน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
กลศาสตร์ภาวะต่อเนื่อง
BernoullisLawDerivationDiagram.svg
สมการนาเวียร์-สโตกส์
จัดการ: แม่แบบ  พูดคุย  แก้ไข

กฎทรงพลังงาน (อังกฤษ: Conservation of energy) เป็นกฎในทางฟิสิกส์ที่กล่าวว่า พลังงานโดยรวมในระบบแยกส่วน[note 1]หนึ่งๆ จะมีค่าเท่าเดิม หรือพูดได้ว่าพลังงานจะถูกอนุรักษ์ตลอดช่วงเวลา พลังงานที่ป้อนเข้าไปในระบบใดระบบหนึ่ง จะเท่ากับพลังงานที่ส่งออกมา พลังงานไม่สามารถถูกสร้างขึ้นใหม่หรือถูกทำลาย มันทำได้แต่เพียงเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น พลังงานเคมีสามารถเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์ได้ในการระเบิดของแท่งไดนาไมท์ เป็นต้น

ผลที่ตามมาของกฏทรงพลังงานนี้ก็คือเครื่องยนต์ที่เคลื่อนไหวได้โดยไม่มีวันหยุดประเภทที่หนึ่งไม่มีจริง หรือพูดอีกอย่างคือ ไม่มีระบบที่ปราศจากการจ่ายพลังงานจากภายนอกจะสามารถส่งออกพลังงานที่ไม่มีขีดจำกัดออกมาในสิ่งแวดล้อมได้

พลังงาน คือ ความสามารถในการทำงานได้ของวัตถุ พลังงานมีหลายประเภท เช่น พลังงานจลน์ พลังงานศักย์ พลังงานเคมี พลังงานไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานความร้อน เป็นต้น

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับปริมาณพลังงานจลน์โดยตรง คือ ความเร็วของวัตถุนั่นเอง หากความเร็วของวัตถุมีการเปลี่ยนแปลง แสดงว่าพลังงานจนล์ของวัตถุนั้นมีการเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งสามารถหาพลังงานจลน์ได้จากสมการ เมื่อ m คือ มวลของวัตถุ และ v คือ ความเร็วของวัตถุ และเช่นกันปริมาณที่เกี่ยวข้องกับพลังงานศักย์โน้มถ่วงโดยตรง คือ ตำแหน่งความสูงของวัตถุ หากวัตถุมีการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งความสูง แสดงว่าวัตถุนั้นมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์โน้มถ่วง ซึ่งสามารถหาได้จากสมการ เมื่อ m คือมวลของวัตถุ g คือ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและ h คือ ความสูงของวัตถุ

หากเราพิจารณาการการเปลี่ยนรูปพลังงานของวัตถุเฉพาะพลังงานกล(พลังงานจนล์กับพลังงานศักย์ถูกเรียกรวมว่าพลังงานกล)โดยไม่มีพลังงานอื่นเข้ามาเกี่ยวข้องเลย จะได้การเปลี่ยนรูปพลังงานตามสมการที่เราคุ้นเคยกันดี

[1]

Notes[แก้]

  1. ระบบแยกส่วน (อังกฤษ: isolated system) หมายถึง 1. ระบบทางกายภาพที่ถูกถอดไกลออกจากระบบอื่น ๆ และไม่มีปฏิสัมพันธ์กับระบบเหล่านั้น หรือ 2. ระบบอุณหพลศาสตร์หนึ่งที่ถูกล้อมรอบโดยกำแพงแกร่งที่รื้อถอนไม่ได้ และวัตถุหรือพลังงานใด ๆ ก็ไม่สามารถผ่านกำแพงนี้เข้าไปได้. ระบบแยกส่วนจะอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงภายในของตัวมันเอง แรงโน้มถ่วงและแรงระยะไกลอื่น ๆ ภายนอกไม่สามารถเข้าถึงได้

อ้างอิง[แก้]

  1. Planck, M. (1923/1927). Treatise on Thermodynamics, third English edition translated by A. Ogg from the seventh German edition, Longmans, Green & Co., London, page 40.