#Wenn ein gewisser Betrag einer Energie verschwindet, so ist stets die
Summe der Beträge derjenigen Energien, welche dadurch zum Vorschein
kommen, dem verschwundenen Betrag gleich.# (R. Mayer.) Eine in der Natur
vorhandene Energie kann also nicht zu nichts werden, sondern kann sich
nur in eine oder mehrere andere Energien verwandeln derart, daß beide
Beträge einander gleich sind. Die Energie verschwindet nicht, sondern
verwandelt sich nur in andere Energien, wobei die Größe der vorhandenen
Energie ungeändert bleibt: #Satz von der Erhaltung der Energie.#
Dieser Satz spricht zugleich aus, daß ^eine Energie nicht aus nichts
entstehen kann^, daß durch Aufwand einer Energie nicht eine dem Betrag
nach größere Energie hervorgebracht werden kann, daß also die
Gesamtsumme der in der Natur vorhandenen Energien weder vergrößert noch
verkleinert werden kann. Es ist dieser Satz der allgemeinste, oberste
und alle Vorgänge der Natur beherrschende Satz, der sich würdig und
ebenbürtig dem durch die Wissenschaft der Chemie gefundenen Satz
anschließt, daß der ^Stoff sich erhält^, daß die Menge des in der Natur
vorhandenen Stoffes weder verringert noch vermehrt werden kann.
Beispiele. Bei den einfachen Maschinen (Hebel, Rolle, Wellrad, schiefe
Ebene, Schraube), sowie bei allen zusammengesetzten Maschinen (Kran,
Räderwerk etc.) gilt ^die goldene Regel^, daß die Kräfte sich verhalten
wie umgekehrt die Wege, oder daß die Arbeit der Kraft gleich ist der
Arbeit der Last. Diesen Satz, dessen Richtigkeit und Wichtigkeit man
schon früher erkannte, nannte man den Satz von der ^Erhaltung der Kraft^
oder der ^Erhaltung der Arbeit^. Bei all diesen Maschinen verschwindet
eine Energie, da eine Kraft längs eines Weges wirkt, dafür kommt eine
andere Energie zum Vorschein, z. B. eine Gravitationsenergie. #Bei allen
mechanischen von Stoß und Reibung freien Vorgängen ist immer die Summe
der vorhandenen lebendigen und Spann-Kräfte konstant# (Helmholtz).
In Wirklichkeit zeigt sich stets ein Verlust an gewonnener Energie: ein
Teil der aufgewendeten Energie scheint ^verloren gegangen^ zu sein.
Dieser Teil hat sich durch die Reibung in eine andere Energie, etwa
Wärme, verwandelt, er hat sich #zerstreut#.
Wenn im galvanischen Elemente Zink verbraucht wird, so wird dadurch eine
gewisse Menge chemischer Energie verbraucht, indem sich ~Zn~ mit ~O~
verbindet. Dafür entstehen nun andere Energien; es wird Wasserstoff
frei, der selbst noch eine chemische Energie (Verwandtschaft zu ~O~)
hat; dann wird Wärme im Elemente frei; ferner entsteht elektrische
Energie, die aber im galvanischen Strome sofort wieder verschwindet und
dadurch Wärme (im Draht), Energie der Lage oder Bewegung (Umtreiben
einer elektrischen Maschine, Treiben einer elektrischen Klingel)
vielleicht auch noch chemische Energie (Ausscheiden von ~Cu~ aus ~SO₄Cu~
bei unlöslicher Anode) hervorbringt. Wenn man all diese Energien der
Größe nach mißt und addiert, so ist ihr Gesamtbetrag genau gleich der
aufgewendeten chemischen Energie, nämlich der chemischen Verwandtschaft
des ~Zn~ zu ~O~.
Wenn wir verbrennliche Speisestoffe (Mehl, Zucker, Fett etc.) in uns
aufnehmen, und dieselben durch die Verdauung ins Blut kommen, so
verbinden sie sich dort mit dem durch die Lungen aufgenommenen
Sauerstoff, d. h. sie verbrennen, ihre chemische Energie verschwindet.
Dafür entsteht Wärme, wovon ein Erwachsener täglich zka. 2700 Kal. nach
außen abgibt; ferner entsteht die Kraft unserer Muskeln, mittels deren
wir andere Energien hervorbringen, z. B. Bewegungsenergien; ein
arbeitender Mensch leistet täglich zka. 50 000 _kgm_ bloß durch die
willkürlichen Muskelbewegungen; noch größere Arbeit leisten gewöhnlich
die unwillkürlichen. Die Summe der Beträge beider Energien ist gleich
dem Betrage der aufgewendeten chemischen Energie, also gleich dem Betrag
der durch die wirkliche Verbrennung der Speisestoffe entwickelten Wärme.
Die Speisestoffe, z. B. Fett, entwickeln gleich viel Wärmemenge (gleich
viel Kalorien), ob sie direkt in der Luft verbrennen, oder ob sie sich
im Körper mit Sauerstoff verbinden, wenn nur in beiden Fällen die
Verbrennung eine gleich vollständige ist.
In all diesen Fällen findet also stets der Vorgang statt, daß eine
Energie verschwindet und dafür eine oder mehrere Energien zum Vorschein
kommen, daß sich also eine Energie in eine oder mehrere andere Energien
umwandelt und bei jedem solchen Vorgang gilt der ^Satz von der Erhaltung
der Energie als der allgemeinste und oberste Grundsatz der Physik^.
Diesem Grundsatz gemäß ist die Energie des Weltalls ein der Größe nach
unveränderliches Ganzes.
Zwölfter Abschnitt: Anhang.
Interferenz, Beugung und Polarisation der Wellen.