Wet van behoud van energie

De wet van behoud van energie is een wet uit de natuurkunde. Volgens de wet gaat energie nooit verloren en wordt er geen nieuwe energie aangemaakt. Met andere woorden, de totale hoeveelheid energie blijft altijd gelijk. Wel kan de ene vorm van energie in de andere vorm worden omgezet.

De wet is vergelijkbaar met de eerste wet van de thermodynamica. Thermodynamica is het deel van de natuurkunde wat zich bezighoudt met warmte en hoe je warmte in energie kunt omzetten.

De wet

De wet van behoud van energie gaat uit van een afgesloten (of geïsoleerd) systeem. Dit betekent dat je je moet voorstellen dat het proces zich afspeelt in een afgesloten ruimte, waar andere processen geen invloed hebben.

Volgens de wet heeft ieder voorwerp een bepaalde hoeveelheid energie. Deze energie wordt verdeeld in twee soorten:

• Kinetische energie (bewegingsenergie): Dit is de energie van het voorwerp bij beweging.
• Potentiële energie (zwaarte-energie): Dit is de energie van het voorwerp bij stilstand.

Een steen die stilligt heeft dus alleen potentiële energie. Zodra je deze steen van een flat naar beneden gooit, wordt de potentiële energie omgezet in kinetische energie. De totale hoeveelheid (dus potentiële en kinetische energie samen) blijft gelijk, maar de samenstelling veranderd. De hoeveelheid kinetische energie neemt namelijk net zo veel toe als de hoeveelheid potentiële energie afneemt.

Je kunt de wet opschrijven als de volgende formule:

E = T + V

De letter "E" staat hier voor energie, "T" voor kinetische energie en "V" voor potentiële energie.

Potentiële en kinetische energie kunnen overigens verschillende soorten energie aannemen, zoals chemische energie of warmte-energie.

Een voorbeeld

Je kunt de wet van behoud van energie uitleggen aan de hand van het volgende voorbeeld: Het laten stuiteren van bal. Als je de bal boven de grond vasthoudt, bevat deze alleen potentiële energie en geen kinetische energie. Zodra je de bal loslaat, wordt de potentiële energie deels omgezet in kinetische energie. Wanneer de bal weer omhoog stuitert, wordt de kinetische energie weer omgezet in potentiële energie. Uiteindelijk komt de bal op een gegeven momenteel in de lucht tot stilstand. Op de punt is alle kinetische energie in potentiële energie omgezet. Vervolgens stuitert de bal weer terug, waardoor weer kinetische energie ontstaat. Het proces herhaalt zich steeds. Het stuiteren is dus een samenspel van potentiële en kinetische energie.

Je zou denken dat de wet inhoudt dat de bal voor eeuwig blijft stuiteren, aangezien energie behouden blijft. In theorie is dit niet zo; na een aantal stopt de bal met stuiteren. Waarom? Bij iedere keer dat de bal de grond stuitert, geeft de bal geluid en een klein beetje warmte af. Hierdoor verliest het stuiteren energie, maar de energie gaat niet verloren. Geluid en warmte zijn namelijk ook energie, waardoor de energie constant blijft.

Bronnen

• Wet van behoud van energie via www.examenoverzicht.nl