energianmuutokset

Energianmuutokset ovat ilmiöitä, joissa järjestelmän energiasisältö muuttuu. Ne voivat johtua energian siirtymisestä ympäristöön tai sisäisten energiamuotojen transformaatiosta. Energiamuotoja ovat muun muassa kineettinen energia, potentiaalienergia sekä sisäenergia; näitä voidaan muuntaa kemialliseksi, sähköiseksi, lämmöksi tai säteilyksi.

Energiamuutokset tapahtuvat useimmiten lämmönsiirron ja työn kautta, mutta ne voivat syntyä myös säteilyn tai sähköisen siirron seurauksena. Energian säilymisen periaate on keskeinen: kokonaisenergia säilyy, vaikka sen muodot voivat muuttua. Yleisesti käytettyjen käsitteiden mukaan järjestelmän sisäenergian muutos ΔU voidaan kirjoittaa muodossa ΔU = Q − W, missä Q on lisätty lämpö ja W on tehty työ (tulkinta riippuu konventiosta: työ, jonka järjestelmä tekee, voidaan pitää negatiivisena).

Esimerkkejä energianmuutoksista ovat faasimuutokset kuten jään sulaminen tai veden höyrystyminen, kemiallisetreaktiot kuten palaminen sekä mekaaniset prosessit kuten jousen vapautuminen tai koneen toiminta. Energiamuutoksia voidaan mitata kalorimetrisesti: lämpövaikutukset näkyvät kalorimetrisissä kokeissa ja entalpiamuutokset usein konstanttipaineessa kalorimetriassa.

Merkitys ja sovellukset: energianmuutosten ymmärtäminen on keskeistä fysiikassa, kemiassa, teknisissä tieteissä ja ympäristöalalla. Se vaikuttaa lämmitys- ja jäähdytystarpeisiin, energiatehokkuuteen, moottoritekniikkaan sekä ilmastonmuutoksen hillintään.