Закон сохранения энергии

Зако́н сохране́ния эне́ргии — фундаментальный закон природы, установленный эмпирически и заключающийся в том, что для изолированной физической системы может быть введена скалярная физическая величина, являющаяся функцией параметров системы и называемая энергией, которая сохраняется с течением времени. Поскольку закон сохранения энергии относится не к конкретным величинам и явлениям, а отражает общую, применимую везде и всегда закономерность, его можно именовать не законом, а принципом сохранения энергии.

С фундаментальной точки зрения, согласно теореме Нётер, закон сохранения энергии является следствием однородности времени, то есть независимости законов физики от момента времени, в который рассматривается система. В этом смысле закон сохранения энергии является универсальным, то есть присущим системам самой разной физической природы. При этом выполнение этого закона сохранения в каждой конкретно взятой системе обосновывается подчинением этой системы своим специфическим законам динамики, вообще говоря, различающимся для разных систем.

В различных разделах физики по историческим причинам закон сохранения энергии формулировался независимо, в связи с чем были введены различные виды энергии. Возможен переход энергии из одного вида в другой, но полная энергия системы, равная сумме отдельных видов энергий, сохраняется. Однако, из-за условности деления энергии на различные виды, такое деление не всегда может быть произведено однозначно.

Для каждого вида энергии закон сохранения может иметь свою, отличающуюся от универсальной, формулировку. Например, в классической механике был сформулирован закон сохранения механической энергии, в термодинамике — первое начало термодинамики, а в электродинамике — теорема Пойнтинга.

С математической точки зрения, закон сохранения энергии эквивалентен утверждению, что система дифференциальных уравнений, описывающая динамику данной физической системы, обладает первым интегралом движения, связанным с симметричностью уравнений относительно сдвига во времени.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

В 1918 г. Эмми Нетером было доказано, что если некоторая система инвариантна относительно некоторого глобального преобразования, то для нее существует определенная сохраняющая величина. Из этого следует, что закон сохранения энергии является следствием симметрии, существующих в реальном пространстве-времени.

Коллектив авторов, Концепции современного естествознания. Учебное пособие, 2009

16. Из закона сохранения энергии мы уже знаем, что всякая смена явлений есть только изменение в распределении или форме энергии, между тем как эта последняя сама остается неизменной. Закон же интенсивности показывает, что это изменение обусловлено: 1) различием (многообразием) того, что нам дано как пребывающее в пространстве и времени, именно, различием величины интенсивности и 2) тем, что дано направление, в котором происходит переход, изменение, именно, от большей к меньшей интенсивности. Этим изменение определяется как отношение содержаний пространства и времени как событие, т. е. определено место явления в порядке времени. В законе интенсивности выражено, следовательно, правило, что временная смена определена т. е. «что в том, что происходит, можно найти условие, определяющее во всякое время (т. е. необходимым образом) то, что происходит» (Кант, «Критика чистого разума»). Это условие возможности временного порядка есть не что иное, как «принцип временной смены, следующий закону причинности: все изменения происходят согласно закону связи причины и действия» (там же).

Коллектив авторов, Новые идеи в философии. Сборник номер 11, 2014

Энергия – общая количественная мера разных форм движения материи. Закон сохранения энергии связывает воедино все явления природы. Согласно этому закону энергия не возникает из ничего и не исчезает, а переходит из одной формы в другую. Все материальные вещества состоят из множества частиц вещества. Собственно энергия вещества (материи) является совокупностью энергии частиц. Различают энергию покоя и энергию связи частиц вещества. Под энергией покоя частицы (вещества) понимают энергию частицы в системе отсчёта, в которой частица покоится. Количественно она определяется по формуле:

Г. В. Белов, Изменит ли Россию альтернативная наука, 2016