Ley de la conservación de la energía: ejemplos y enunciado

Enuncie la ley de conservación de la energía con un ejemplo

Para los científicos, la conservación de la energía no significa ahorrar energía. Al contrario, la ley de la conservación de la energía dice que la energía ni se crea ni se destruye. Cuando la gente utiliza la energía, ésta no desaparece. La energía cambia de una forma de energía a otra forma de energía.

El motor de un coche quema gasolina, convirtiendo la energía química de la gasolina en energía mecánica. Las células solares fotovoltaicas transforman la energía radiante del sol en energía eléctrica. La energía cambia de forma, pero la cantidad total de energía en el universo sigue siendo la misma.

La eficiencia energética es la cantidad de energía útil que se obtiene de un sistema. Una máquina perfectamente eficiente desde el punto de vista energético convertiría toda la energía introducida en ella en trabajo útil. En realidad, la conversión de una forma de energía en otra forma de energía siempre implica una conversión en formas de energía utilizables (o útiles) e inutilizables (o inútiles).

Muchas transformaciones de energía son relativamente ineficaces. El cuerpo humano es un buen ejemplo. El cuerpo humano es como una máquina, y el combustible que necesita son los alimentos. Los alimentos dan energía a una persona para moverse, respirar y pensar. Sin embargo, el cuerpo humano no es muy eficiente a la hora de convertir los alimentos en trabajo útil. La eficiencia del cuerpo humano es inferior al 5% la mayor parte del tiempo. El resto de la energía se convierte en calor, que puede o no ser útil, dependiendo de lo fría o caliente que quiera estar una persona.

Experimento sobre la ley de conservación de la energía

Clásicamente, la conservación de la energía era distinta de la conservación de la masa. Sin embargo, la relatividad especial muestra que la masa está relacionada con la energía y viceversa mediante E = mc2, y la ciencia opina ahora que la masa-energía en su conjunto se conserva. Teóricamente, esto implica que cualquier objeto con masa puede convertirse a su vez en energía pura, y viceversa. Sin embargo, se cree que esto sólo es posible en las condiciones físicas más extremas, como las que probablemente existían en el universo poco después del Big Bang o cuando los agujeros negros emiten radiación de Hawking.

Dado el principio de acción estacionaria, la conservación de la energía puede demostrarse rigurosamente mediante el teorema de Noether como consecuencia de la simetría de traslación del tiempo continuo; es decir, a partir del hecho de que las leyes de la física no cambian con el tiempo.

Una consecuencia de la ley de conservación de la energía es que no puede existir una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo; es decir, ningún sistema sin un suministro de energía externo puede suministrar una cantidad ilimitada de energía a su entorno[4]. Dependiendo de la definición de energía, la conservación de la energía puede ser violada por la relatividad general a escala cosmológica[5].

Ley de conservación de la energía pdf

La ley de la conservación de la energía establece que la energía no puede crearse ni destruirse, sino que se transforma de una forma a otra. Por ejemplo, los paneles solares no crean energía. Aprovechan la energía del Sol y convierten la energía luminosa en energía eléctrica. Todos los tipos de energía obedecen a esta ley.

En la siguiente imagen se muestra el movimiento de un péndulo. Pasa por un punto central (A), alcanza el punto extremo (B), oscila de nuevo hacia el punto central y finalmente llega al otro punto extremo (C). Su energía cinética (E.K.) es nula en la parte superior de su oscilación, y su energía potencial (E.P.) es máxima. En otras palabras, cuando alcanza la cima, toda su energía cinética se convierte en energía potencial.

La energía potencial almacenada se convierte en energía cinética cuando el péndulo vuelve al centro. En el centro, la energía potencial es cero y la energía cinética es máxima. Por lo tanto, en cualquier momento, la suma de ambas es constante. Dado que la suma de las energías cinética y potencial da energía mecánica, un péndulo oscilante es un ejemplo de conservación de la energía mecánica.

10 ejemplos de conservación de la energía

Clásicamente, la conservación de la energía era distinta de la conservación de la masa. Sin embargo, la relatividad especial demuestra que la masa está relacionada con la energía y viceversa mediante E = mc2, y la ciencia opina ahora que la masa-energía en su conjunto se conserva. Teóricamente, esto implica que cualquier objeto con masa puede convertirse a su vez en energía pura, y viceversa. Sin embargo, se cree que esto sólo es posible en las condiciones físicas más extremas, como las que probablemente existían en el universo poco después del Big Bang o cuando los agujeros negros emiten radiación de Hawking.

Dado el principio de acción estacionaria, la conservación de la energía puede demostrarse rigurosamente mediante el teorema de Noether como consecuencia de la simetría de traslación del tiempo continuo; es decir, a partir del hecho de que las leyes de la física no cambian con el tiempo.

Una consecuencia de la ley de conservación de la energía es que no puede existir una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo; es decir, ningún sistema sin un suministro de energía externo puede suministrar una cantidad ilimitada de energía a su entorno[4]. Dependiendo de la definición de energía, la conservación de la energía puede ser violada por la relatividad general a escala cosmológica[5].