Arti teknis dari istilah energi tidak jauh berbeda dengan apa yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Untuk tujuan kita dalam artikel ini, cukup dengan tidak mencampuradukkan energi dengan kekuatan dan mengetahui bahwa energi adalah kekal.
Beberapa bentuk energi yang lebih umum adalah: energi kinetik, atau energi gerakan, energi listrik, yang menggerakkan peralatan listrik kita, energi kimia, yang ada dalam aki mobil dan dalam tubuh kita, energi nuklir, yang berada di bagian dalam atom dan memanifestasikan dirinya dalam reaktor dan pompa.
Semua bentuk ini dapat diperlakukan sebagai ekuivalen, dengan unit pengukuran yang sama dan dapat diubah menjadi satu sama lain, ketika kondisinya menguntungkan.
Energi memiliki beberapa unit, digunakan untuk kenyamanan. Misalnya, energi panas diukur dalam kalori, energi gerak diukur dalam Joule, dan energi listrik diukur dalam kilowatt. Tetapi karena setiap bentuk energi pada akhirnya menjadi manifestasi berbeda dari hal yang sama, selalu mungkin untuk berpindah dari satu unit ke unit lain melalui hubungan sederhana.
Misalnya 1 kalori setara dengan 4,18 Joule dan kita dapat mengatakan misalnya berapa Joule yang dimiliki makanan.
Dan dengan mempertimbangkan konsep dasar bahwa energi adalah kekal , kita dapat mulai berbicara tentang Hukum Pertama Termodinamika. Secara sederhana dapat dirumuskan sebagai berikut:
“Dalam setiap proses alam, energi alam semesta dilestarikan”
Hukum pertama Termodinamika tidak lain, prinsip kekekalan energi, meskipun dipelajari untuk gas, dapat diterapkan dalam setiap proses di mana energi dari suatu sistem dipertukarkan dengan lingkungan eksternal dalam bentuk panas atau kerja.
Ketika kita memasok sistem dengan sejumlah energi Q , energi ini dapat digunakan dalam dua cara:
1- Sebagian energi dapat digunakan sistem untuk melakukan kerja ( t ), memuai atau mengecil, atau dapat juga terjadi bahwa sistem tidak mengubah volumenya (t = 0).
2 – Bagian lain dapat diserap oleh sistem, menjadi energi internal, yaitu bahwa bagian lain dari energi sama dengan variasi energi (ΔU) sistem. Jika variasi energi adalah 0 (ΔU = 0) sistem menggunakan semua energi dalam bentuk usaha.
U = Q – t
Jadi kami telah mengucapkan hukum pertama termodinamika:
“Variasi energi dalam U suatu sistem sama dengan perbedaan antara kalor Q yang dipertukarkan dengan lingkungan luar dan kerja t yang dilakukan selama transformasi”
Menerapkan hukum kekekalan energi, kami memiliki:
U = Q – t atau Q = U + t
Dimana Q adalah jumlah panas yang dipertukarkan dengan medium:
Q> 0 sistem menerima panas;
Q < 0 sistem kehilangan panas.
Dimana U adalah variasi energi dalam gas:
U> 0 energi internal meningkat, oleh karena itu suhunya meningkat;
U <0 energi internal berkurang, oleh karena itu suhunya menurun.
Dimana t adalah Energi yang dipertukarkan gas dengan medium dalam bentuk usaha
t> 0 gas memberikan energi ke medium, oleh karena itu volumenya meningkat
t < 0 gas menerima energi dari medium, oleh karena itu volume berkurang