ਊਨਰਜੀ ਬਚਾਅ ਦਾ ਸੰਕਲਪ ਕੀ ਹੈ?

ऊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ

ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦਾ ਇਕ ਮੁੱਢਲਾ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ ਜੋ ਕਿਹਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਅਲਗ-ਖ਼ਾਸ ਸਿਸਟਮ ਵਿਚ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਨਿਰੰਤਰ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿਚ, ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਜਾਂ ਨਸ਼ਟ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ; ਇਸਨੂੰ ਸਿਰਫ ਇੱਕ ਰੂਪ ਤੋਂ ਇੱਕ ਹੋਰ ਰੂਪ ਵਿਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਇੱਕ ਹੋਰ ਵਸਤੂ ਵਿਚ ਪ੍ਰਵਾਹ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

1. ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ

ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕਿਹਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

ਇੱਕ ਅਲਗ-ਖ਼ਾਸ ਸਿਸਟਮ ਵਿਚ, ਕੋਈ ਵੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਨਿਰੰਤਰ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।

ਊਰਜਾ ਇੱਕ ਰੂਪ ਤੋਂ ਇੱਕ ਹੋਰ ਰੂਪ ਵਿਚ ਬਦਲ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਪਰ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਨਿਰੰਤਰ ਅਤੁਹਾਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।

2. ਗਣਿਤਕ ਪ੍ਰਗਟਾਉ

ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਗਣਿਤਕ ਰੂਪ ਵਿਚ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪ੍ਰਗਟਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

E ਆਦਿ = E ਅੰਤ

ਜਿੱਥੇ:

• E ਆਦਿ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਆਦਿ ਅਵਸਥਾ ਵਿਚ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਹੈ।

• E ਅੰਤ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਅੰਤਿਮ ਅਵਸਥਾ ਵਿਚ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਹੈ।

ਜੇ ਕਾਰਵਾਈ ਸ਼ਾਮਲ ਹੋਵੇ, ਤਾਂ ਸਮੀਕਰਣ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

E ਆਦਿ + W = E ਅੰਤ

ਜਿੱਥੇ W ਸਿਸਟਮ ਉੱਤੇ ਜਾਂ ਸਿਸਟਮ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਕਾਰਵਾਈ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।

3. ਊਰਜਾ ਦੇ ਰੂਪ

ਊਰਜਾ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਰੂਪਾਂ ਵਿਚ ਮੌਜੂਦ ਹੈ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ:

• ਗਤੀਜ ਊਰਜਾ: ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਦੀ ਗਤੀ ਕਰਕੇ ਜੋ ਊਰਜਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਸ਼ੁੱਧ ਫਾਰਮੂਲਾ K = 1/2 mv² ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ m ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ ਹੈ ਅਤੇ v ਇਸ ਦਾ ਵੇਗ ਹੈ।

•  ਘਾਤਿਕ ਊਰਜਾ: ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਦੀ ਪੋਜੀਸ਼ਨ ਜਾਂ ਅਵਸਥਾ ਕਰਕੇ ਜੋ ਊਰਜਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਗ੍ਰੈਵਿਟੇਸ਼ਨਲ ਘਾਤਿਕ ਊਰਜਾ U = mgh, ਜਿੱਥੇ m ਭਾਰ ਹੈ, g ਗ੍ਰੈਵਿਟੇਸ਼ਨ ਦੀ ਤਵੱਟ ਹੈ, ਅਤੇ h ਉੱਚਾਈ ਹੈ; ਜਾਂ ਲੈਥਾਲ ਘਾਤਿਕ ਊਰਜਾ U = 1/2 kx², ਜਿੱਥੇ k ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਦਾ ਨਿਯਮ ਹੈ ਅਤੇ x ਵਿਚਲਣ ਹੈ।

• ਥਰਮਲ ਊਰਜਾ: ਕਣਾਂ ਦੀ ਯਾਦੀ ਗਤੀ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਊਰਜਾ।

• ਰਸਾਇਣਿਕ ਊਰਜਾ: ਰਸਾਇਣਿਕ ਬੰਧਾਂ ਵਿਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਊਰਜਾ, ਜੋ ਰਸਾਇਣਿਕ ਕ੍ਰਿਿਆਵਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕੰਬੂਸ਼ਨ) ਦੌਰਾਨ ਰਿਲੀਜ਼ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

• ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਊਰਜਾ: ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਿਧੁਟ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੁਆਰਾ ਉਤਪੱਨ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਊਰਜਾ।

• ਨੁਕਲੀ ਊਰਜਾ: ਪਰਮਾਣੂ ਨਿਕੜਾਂ ਵਿਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਊਰਜਾ, ਜੋ ਨੁਕਲੀ ਵਿਖੰਡਨ ਜਾਂ ਸੰਯੋਜਨ ਦੌਰਾਨ ਰਿਲੀਜ਼ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

4. ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ ਦੇ ਉਦਾਹਰਣ

• ਅਜਿਹੀ ਗਿਰਣ: ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਇੱਕ ਉੱਚਾਈ ਤੋਂ ਸਹੀ ਗਿਰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸ ਦੀ ਗ੍ਰੈਵਿਟੇਸ਼ਨਲ ਘਾਤਿਕ ਊਰਜਾ ਧੀਰੇ-ਧੀਰੇ ਗਤੀਜ ਊਰਜਾ ਵਿਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਹਵਾ ਦੀ ਰੋਕ ਨੂੰ ਨਹੀਂ ਮਾਨਦੇ ਹੋਏ, ਜਦੋਂ ਵਸਤੂ ਜ਼ਮੀਨ 'ਤੇ ਟੱਕਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਸ ਦੀ ਗਤੀਜ ਊਰਜਾ ਇਸ ਦੀ ਆਦਿ ਗ੍ਰੈਵਿਟੇਸ਼ਨਲ ਘਾਤਿਕ ਊਰਜਾ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

• ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਆਸਿਲੇਟਰ: ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਸਪ੍ਰਿੰਗ-ਮੈਸ ਸਿਸਟਮ ਵਿਚ, ਲੈਥਾਲ ਘਾਤਿਕ ਊਰਜਾ ਅਤਿਅੰਤ ਪੋਜੀਸ਼ਨਾਂ ਵਿਚ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਹਿਯੋਗੀ ਪੋਜੀਸ਼ਨ ਵਿਚ ਸਾਰੀ ਊਰਜਾ ਗਤੀਜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸਾਰੀ ਸੰਕਟਨ ਦੌਰਾਨ, ਕੁੱਲ ਮੈਕਾਨਿਕਲ ਊਰਜਾ ਨਿਰੰਤਰ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।

• ਫ਼ਰਿਕਸ਼ਨ ਅਤੇ ਗਰਮੀ: ਜਦੋਂ ਦੋ ਵਸਤੂਆਂ ਆਪਸ ਵਿਚ ਰੱਬਦੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਮੈਕਾਨਿਕਲ ਊਰਜਾ ਥਰਮਲ ਊਰਜਾ ਵਿਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਮੈਕਾਨਿਕਲ ਊਰਜਾ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਫਿਰ ਵੀ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ (ਮੈਕਾਨਿਕਲ + ਥਰਮਲ) ਨਿਰੰਤਰ ਸੰਭਾਲੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।

5. ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਦੀ ਉਪਯੋਗਤਾ

• ਇਨਜੀਨੀਅਰਿੰਗ: ਮੈਸ਼ੀਨਾਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਿਸਟਮ, ਹੀਟ ਇਨਜਨਾਂ ਆਦਿ ਦੇ ਡਿਜਾਇਨ ਵਿਚ, ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਦੀ ਉਪਯੋਗ ਇਨਪੁਟ, ਆਉਟਪੁਟ, ਅਤੇ ਰੂਪਾਂਤਰਣ ਕਾਰਵਾਈ ਦੇ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

• ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੀ ਖੋਜ: ਪਾਰਟੀਕਲ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਅਸਤ੍ਰੋਫ਼ਿਜ਼ਿਕਸ ਜਿਹੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿਚ, ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਬ੍ਰਹਮੰਡ ਵਿਚ ਵਿਭਿਨਨ ਘਟਨਾਵਾਂ ਦੇ ਸਮਝਣ ਲਈ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ।

• ਰੋਜ਼ਮਰਾ ਦੀ ਜ਼ਿੰਦਗੀ: ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਕਾਰ ਇਨਜਨਾਂ ਦੇ ਕਾਮ ਕਰਨ ਦੀ ਵਿਚਾਰਧਾਰਾ, ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਚਾਰਜਿੰਗ ਅਤੇ ਡਿਸਚਾਰਜਿੰਗ ਜਿਹੀਆਂ ਰੋਜ਼ਮਰਾ ਦੀਆਂ ਘਟਨਾਵਾਂ ਦੀ ਵਿਚਾਰਧਾਰਾ ਸਮਝਣ ਲਈ ਉਪਯੋਗੀ ਹੈ।

6. ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ ਅਤੇ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਸਿਧਾਂਤ

ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਸਿਧਾਂਤ ਦਾ ਆਧਾਰ ਹੈ, ਜੋ ਕਿਹਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਬਦਲਾਅ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਜੋੜੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਦੇ ਬਾਅਦ ਸਿਸਟਮ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਕਾਰਵਾਈ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ:

ΔU = Q - W

ਜਿੱਥੇ:

• ΔU ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਬਦਲਾਅ ਹੈ।

• Q ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਜੋੜੀ ਗਈ ਗਰਮੀ ਹੈ।

• W ਸਿਸਟਮ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਕਾਰਵਾਈ ਹੈ।

ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਸਿਧਾਂਤ ਮੁੱਢਲਾ ਰੂਪ ਵਿਚ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸਿਸਟਮਾਂ ਵਿਚ ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਦੀ ਉਪਯੋਗਤਾ ਹੈ।

7. ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ

ਹਾਲਾਂਕਿ ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਕਲਾਸਿਕ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿਚ ਸਾਰਵਭੌਮਿਕ ਰੂਪ ਵਿਚ ਲਾਗੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਕਈ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਹਾਲਾਤਾਂ—ਜਿਵੇਂ ਉੱਚ ਵੇਗ, ਮਜ਼ਬੂਤ ਗ੍ਰੈਵਿਟੇਸ਼ਨਲ ਕ੍ਰਿਿਆਵਾਂ, ਜਾਂ ਕੁਆਂਟਮ ਸਕੇਲ—ਵਿਚ ਰਿਲੇਟਿਵਿਟੀ ਅਤੇ ਕੁਆਂਟਮ ਮੈਕਾਨਿਕਸ ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ ਦੀ ਅਧਿਕ ਸਹੀ ਵਿਚਾਰਧਾਰਾ ਦੇਣਗੇ। ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ, ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਰਿਲੇਟਿਵਿਟੀ ਵਿਚ, ਭਾਰ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਬਦਲੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਸਮੀਕਰਣ E = mc² ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਸਾਰਾਂਗਿਕ

ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਭਾਲ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਪ੍ਰਕ੍ਰਿਿਆਵਾਂ ਵਿਚ ਇੱਕ ਅਲਗ-ਖ਼ਾਸ ਸਿਸਟਮ ਵਿਚ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਨਿਰੰਤਰ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ, ਇਹ ਇੱਕ ਸਭ ਤੋਂ ਮੁੱਢਲਾ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ, ਜੋ ਇਹ ਸਿੱਧ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਊਰਜਾ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਰੂਪਾਂ ਵਿਚ ਮੌਜੂਦ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਇੱਕ ਰੂਪ ਤੋਂ ਇੱਕ ਹੋਰ ਰੂਪ ਵਿਚ ਬਦਲ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਸਿਧਾਂਤ ਸਿਰਫ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿਚ ਨਹੀਂ, ਬਲਕਿ ਇਨਜੀਨੀਅਰਿੰਗ, ਰੋਜ਼ਮਰਾ ਦੀ ਜ਼ਿੰਦਗੀ, ਅਤੇ ਹੋਰ ਵਿਗਿਆਨਿਕ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿਚ ਵੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।