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In der Physik wird ein von seiner Umgebung abgegrenzter Bereich als System oder als physikalisches System bezeichnet. Je nach der Art der Abgrenzung zwischen System und Umgebung unterscheidet man zwischen offenen, geschlossenen und abgeschlossenen Systemen.
Physikalische Größen, die in einem abgeschlossenen System einen bestimmten Betrag haben, bezeichnet man als Erhaltungsgrößen. Eine solche Erhaltungsgröße ist die Energie. Sie ist in einem abgeschlossenen System konstant. Auch der Energieerhaltungssatz gilt nur für abgeschlossene Systeme.

Volumenänderungsarbeit oder Volumenarbeit wird verrichtet, wenn auf ein abgeschlossenes Gas eine Kraft wirkt und sich dabei das Volumen des Gases ändert. Unter der Bedingung, dass der Druck in dem Gas bei der Volumenänderung konstant ist, lässt sich die Volumenänderungsarbeit mit folgender Gleichung berechnen:

$\begin{array}{l}{W}_A=p\cdot \Delta V\\ p\text{ Druck im Gas}\\ \Delta V\text{ Änderung des Gasvolumens}\end{array}$

Die Verformungsarbeit kann auch aus einem Druck-Volumen-Diagramm (p-V-Diagramm) ermittelt werden. Die Volumenänderungsarbeit wird wie die anderen Arten mechanischer Arbeit in den Einheiten ein Newtonmeter (1 Nm) und ein Joule (1 J) gemessen.

Die physikalischen Größen Energie und Arbeit hängen eng miteinander zusammen. Wird von einem System oder an einem System Arbeit verrichtet, so ändert sich dessen Energie. Allgemein gilt:

Die von einem System oder an einem System verrichtete Arbeit ist gleich der Änderung seiner Energie.

Mechanische Arbeit wird verrichtet, wenn ein Körper oder ein System durch eine einwirkende Kraft bewegt oder verformt wird. Dabei unterscheidet man traditionsgemäß je nach dem betreffenden Vorgang zwischen verschiedenen Arten der Arbeit. Wichtige Arten sind

Häufig wirken bei einem Vorgang auch mehrere Arten von Arbeit.

Analog zum Impulserhaltungssatz bei der Translation gilt für die Rotation ein Drehimpulserhaltungssatz. Er besagt, dass in einem abgeschlossenen System die Summe der Drehimpulse konstant ist, also gilt:

$\begin{array}{l}\overrightarrow{L}={\displaystyle \sum _{i=1}^n{\overrightarrow{L}}_i}={\displaystyle \sum _{i=1}^n{J}_i\cdot {\overrightarrow{\omega }}_i}=\text{konstant}\\ \overrightarrow{L}\text{Gesamtdrehimpuls}\\ {\overrightarrow{L}}_i\text{Drehimpulse der einzelnen Körper}\\ J_i\text{Trägheitsmomente der einzelnen Körper}\\ {\overrightarrow{\omega }}_i\text{Winkelgeschwindigkeiten der einzelnen Körper}\end{array}$

Dieser Drehimpulserhaltungssatz gilt in der Makrophysik einschließlich astronomischer Objekte ebenso wie im Bereich der Mikrophysik.

Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen.

Die Energie ist eine Zustandsgröße und in abgeschlossenen Systemen eine Erhaltungsgröße. Für sie gilt der Energieerhaltuntgssatz.

Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen.
 

Die Energie ist eine Zustandsgröße und in abgeschlossenen Systemen eine Erhaltungsgröße.

In einem abgeschlossenen System ist die Summe aller Energien konstant. Die Gesamtenergie bleibt erhalten. Es gilt:

$\begin{array}{l}E=E_1+E_2+\mathrm{...}\text{ + }{E}_n\\ \text{oder}\\ \Delta E=0\\ E\text{ Gesamtenergie}\\ E_1,E_2,\mathrm{...}\text{ Energien in den verschiedenen }\\ \text{ Energieformen}\end{array}$
 

In der klassischen Physik gilt für abgeschlossene Systeme neben dem Gesetz von der Erhaltung der Masse der Energieerhaltungssatz und der Impulserhaltungssatz.
Aus relativistischer Sicht ergibt sich: Aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie umfasst der Energieerhaltungssatz auch das Gesetz von der Erhaltung der Masse. Auch Impulserhaltungssatz und Energieerhaltungssatz sind miteinander verknüpft.

In der Physik wird ein von seiner Umgebung abgegrenzter Bereich als System oder als physikalisches System bezeichnet. Je nach der Art der Abgrenzung zwischen System und Umgebung unterscheidet man zwischen offenen, geschlossenen und abgeschlossenen Systemen.
Physikalische Größen, die in einem abgeschlossenen System einen bestimmten Betrag haben, bezeichnet man als Erhaltungsgrößen. Solche Erhaltungsgrößen sind z.B. die Energie, der Impuls und der Drehimpuls.

Eine Rakete wird durch den Rückstoß ausströmender Gase vorwärts getrieben. Sie nutzt damit zur Fortbewegung den Impulserhaltungssatz.
Das hierbei genutzte Prinzip wird als Rückstoßprinzip oder als Raketenprinzip bezeichnet.
Die Endgeschwindigkeit, die eine Rakete erreichen kann, wird durch die Raketengrundgleichung bestimmt. Sie wurde erstmals von dem russischen Forscher KONSTANTIN EDUADOWITSCH ZIOLKOWSKI (1857-1935) angegeben.

Wird z.B. aus einer Waffe ein Geschoss abgefeuert, so ist ein Rückstoß festzustellen, d.h. die Waffe bewegt sich ruckartig in der entgegengesetzten Richtung zum Geschoss. Dieser Effekt spielt nicht nur in der Waffentechnik eine Rolle, sondern auch in der Tierwelt, bei der Fortbewegung von Flugzeugen und Raketen oder beim Antrieb von Schiffen. Das Auftreten eines Rückstoßes kann mithilfe des Impulserhaltungssatzes erklärt werden.

Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist der Energieerhaltungssatz, formuliert für thermodynamische Prozesse. Die heute bekannte mathematische Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik stammt von RUDOLF CLAUSIUS und wurde von ihm um 1850 so formuliert:

Die einem thermodynamischen System zugeführte Wärme ist gleich der Summe aus der Änderung der inneren Energie des Systems und der von ihm verrichteten mechanischen Arbeit.

$\begin{array}{l}\Delta U=W+Q\\ \Delta U\text{Änderung der inneren Energie}\\ \text{des Systems}\\ W\text{vom System oder am System verrrichtet}\\ \text{mechanische Arbeit (Volumenarbeit)}\\ Q\text{vom System aufgenommene oder}\\ \text{abgegebene Wärme}\\ \end{array}$

Eine andere übliche Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik lautet:
Es ist unmöglich, eine Perpetuum mobile 1. Art zu konstruieren.