Закон сохранения энергии является одним из самых основных законов, подчиняющих себе абсолютно все природные процессы. Данный закон был выявлен опытным путем, то есть эмпирически. Для всех механических процессов его установил Лейбниц, для немеханических процессов данный закон был подтвержден Гельмгольцом, Джоулем и Майером.

Основная суть закона состоит в том, что в системе количество энергии не изменяется, она может лишь изменять свою форму в результате определенных процессов. Другими словами, энергия не может появится из неоткуда и исчезнуть в никуда, она только преобразовывается. При всем при этом работа и энергия связаны, а именно количество энергии зависит от работы.

Согласно работе Майера, движение, тепло и электрическую энергию можно считать единой силой. Подобное было доказано при помощи ряда экспериментов, в результате которых было установлено, что для поднятия одного килограмма веса на высоты примерно в треть метра необходимо затратить одну калорию. В замкнутой системе она всегда сохраняет, лишь изменяя свой вид.

Еще одним примером является переход электрической энергии в тепловую при работе лампы накаливания. Именно благодаря этому закону осуществляется работа всех электромеханических устройств. Эксперименты, проводимые Джоулем, доказали, что электричество преобразуется в движение и тепло, сохраняя энергию даже в случае самых сложных превращений.

Закон сохранения энергии в механической системе действует только если в системе не наблюдаются силы сопротивления или трения, например, стропы цепные не трутся о поверхности. К примеру, в случае падения или взлета энергия кинетическая энергия становится потенциальной или наоборот, однако количество энергии не изменяется. Конечно, некоторая часть переходит в тепловую энергию, однако это количество незначительно.