Definición de ley de la conservación de la energía

1. La ley de la conservación de la energía afirma la equivalencia de todas las formas de la energía. La suma de todas las energías en un sistema aislado cualquiera permanece constante; esto es, la energía puede transformarse sin que haya pérdida ni ganancia en la cantidad total que ha intervenido en la transformación.
   
   En otras épocas geológicas la energía solar produjo indirectamente el carbón que ahora quemamos para convertir el agua en vapor; la energía del vapor puede transformarse a su vez en energía mecánica y ésta es capaz de convertirse en energía eléctrica. Si representamos por E la energía, el proceso descrito podría expresarse así:
   
   Ecarbón → Evapor → Emecánica → Eeléctrica
   
   Independientemente del número de transformaciones que sufra, la cantidad de energía contenida en el carbón nunca puede ser teóricamente mayor ni menor que la cantidad de energía eléctrica producida.
   
   Para simplificar se ha supuesto que las transformaciones se realizan con un rendimiento del 100 %, pero como siempre hay pérdidas en forma de calor de fricción o por radiación, la cantidad real de energía eléctrica obtenida será menor que aquella cifra:
   
   Ecarbón < Eeléctrica
   
   Históricamente, el establecimiento del principio de conservación de la energía es reciente. En 1798, Rumford (v. Rumford, Benjamín Thompson) dióse cuenta de la gran cantidad de calor que se producía cuando se taladraba un agujero en un metal; en aquella época el calor se consideraba como un fluido, llamado calórico, capaz de pasar de un cuerpo a otro.
   
   Rumford supuso que el trabajo mecánico, o mejor la energía, se había convertido en calor por rozamiento y propuso que se considerase al calor no como una sustancia, sino más bien como una forma de energía originada a expensas de otra, en este caso a partir de la energía mecánica.
   
   Fue J. P. Joule (v. Joule, James Prescott) quien en 1843 logró expresar la relación matemática que liga la cantidad de calor producido con la energía mecánica consumida. Una energía mecánica que se desvanece no siempre reaparece convertida en calor.
   
   La energía mecánica del viento puede convertirse en energía eléctrica por medio de un molino de viento y, a su vez, transformarse en luz o en ondas electromagnéticas. Todas ellas son diferentes formas energéticas, pero la energía total continúa siendo la misma.
   
   Mayer en 1842 y Helmholtz en 1847 (v. Helm-holtz, Hermann von; Mayer, Julius Robert von), demostraron que en el trabajo producido por un gas al expansionarse, la energía interna del gas disminuye en proporción a la cantidad de trabajo realizado. Esta pérdida de energía interna puede observarse por la disminución de la temperatura del gas que se expansiona.
   
   El trabajo realizado (energía mecánica) al comprimir un gas aumenta la energía interna de éste, como puede comprobarse por la elevación de temperatura que sufre dicho gas.
   
   Estas observaciones condujeron a la primera ley de la termodinámica, que no es sino una reafirmación del principio de la conservación de la energía, a saber, que la energía no puede crearse ni destruirse. Véase Energía; Materia, Ley de conservación de la; Movimiento continuo; Termodinámica.
   
   Además de la conservación de la energía, existen otros principios fundamentales que se relacionan con este concepto. Uno de ellos es el principio de la conservación de la masa, el cual establece que la masa total de un sistema aislado también se conserva, es decir, la materia no puede crearse ni destruirse, solo transformarse.
   
   La energía se puede encontrar en diferentes formas, como la energía cinética (asociada al movimiento), la energía potencial (asociada a la posición o estado de un objeto), la energía térmica o calorífica, la energía eléctrica, la energía radiante (luz y otras ondas electromagnéticas), entre otras.
   
   Es importante destacar que, si bien la energía se conserva en un sistema aislado, puede transferirse de un objeto a otro o de una forma a otra. Por ejemplo, cuando se enciende una lámpara eléctrica, la energía eléctrica se transforma en energía lumínica y térmica. Sin embargo, en el proceso siempre se mantiene la cantidad total de energía constantemente.
   
   La ley de la conservación de la energía tiene aplicaciones prácticas en múltiples campos. Es fundamental en la física para entender el funcionamiento de la naturaleza y los procesos energéticos. También es esencial para el diseño de sistemas de generación y distribución de energía, como las centrales eléctricas, donde se busca maximizar la eficiencia y minimizar las pérdidas energéticas.
   
   En resumen, la ley de la conservación de la energía establece que la cantidad total de energía en un sistema aislado se mantiene constante a lo largo de las transformaciones energéticas. Esta ley fundamental permite comprender y predecir los diversos fenómenos energéticos que ocurren en nuestro entorno.

Ciencia

Física y química

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