Номер 2, страница 112, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Работа, мощность, энергия. Параграф 75. Невозможность создания вечного двигателя. Повторим изученное - номер 2, страница 112.

Условие.

• В чём состоит закон сохранения энергии?

Решение.

В чём состоит закон сохранения энергии?

Закон сохранения энергии — это фундаментальный закон природы, который гласит, что полная энергия изолированной (замкнутой) физической системы является постоянной величиной. Изолированной называют систему, которая не обменивается энергией или веществом с окружающей средой. Этот закон означает, что энергия никогда не создаётся из ничего и не исчезает бесследно; она лишь может переходить из одной формы в другую или передаваться от одного тела к другому. Примерами форм энергии являются кинетическая (энергия движения), потенциальная (энергия взаимодействия), тепловая, химическая, электрическая и ядерная.

В механике часто используется частный случай этого закона — закон сохранения полной механической энергии. Он справедлив для систем, в которых действуют только консервативные силы (например, сила тяжести, сила упругости) и отсутствуют диссипативные силы (например, сила трения). В таких системах сумма кинетической ($E_к$) и потенциальной ($E_п$) энергий остаётся неизменной: $E_{полная} = E_к + E_п = const$. Кинетическая энергия определяется как $E_к = \frac{mv^2}{2}$, а потенциальная энергия зависит от вида взаимодействия (например, в поле тяжести Земли $E_п = mgh$).

Если в системе действуют диссипативные силы, такие как сила трения, то полная механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю (тепловую) энергию, что проявляется, например, в нагревании трущихся поверхностей. Однако общая энергия системы, с учётом выделившегося тепла, всё равно остаётся постоянной, в полном соответствии с фундаментальным законом сохранения энергии.

Наиболее общей формулировкой закона сохранения энергии является первое начало термодинамики. Оно устанавливает, что изменение внутренней энергии системы $\Delta U$ при переходе из одного состояния в другое равно сумме работы $A'$, совершённой над системой внешними силами, и количества теплоты $\text{Q}$, переданного системе: $\Delta U = Q + A'$. Для изолированной системы, где нет теплообмена ($Q=0$) и не совершается работа ($A'=0$), внутренняя (а значит, и полная) энергия не изменяется ($\Delta U = 0$).

Ответ: Закон сохранения энергии утверждает, что полная энергия изолированной системы постоянна. Энергия не возникает из ниоткуда и не исчезает в никуда, а лишь преобразуется из одного вида в другой или перераспределяется между частями системы в эквивалентных количествах.