La Conservación de la Energía

Este elemento es una ampliación de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre la conservación de la energía.

Conservación de la Energía en Física

La conservación de la energía es el principio que establece que la energía no puede crearse ni destruirse, aunque sí puede cambiarse de una forma a otra. La ley de la conservación de la energía se ha establecido mediante una multitud de mediciones meticulosas de las ganancias y pérdidas de todas las formas conocidas de energía, incluidas las mecánicas, eléctricas, magnéticas, térmicas, químicas y nucleares. En todos los casos, algunas partes o partículas del sistema pueden ganar energía, pero otras deben perderla igualmente. Así, en cualquier sistema aislado o cerrado, la suma de todas las formas de energía permanece constante. La energía del sistema puede interconvertirse entre muchas formas diferentes (véase la ilustración). A medida que avanza cualquier proceso físico, la segunda ley de la termodinámica predice que las transformaciones de energía favorecerán el aumento del desorden y la disminución de la disponibilidad de energía para realizar trabajo. Sin embargo, dentro de los límites de una pequeña incertidumbre experimental, no se ha observado ningún cambio en la cantidad total de energía en ninguna situación en la que haya sido posible asegurar que la energía no ha entrado o salido del sistema en forma de trabajo o calor. Para un sistema que gana y pierde energía en forma de trabajo y calor, como es el caso de cualquier máquina en funcionamiento, el principio de energía afirma que la ganancia neta de energía es igual al cambio total de la energía interna del sistema. Véase también: Leyes de conservación (física); Energía; Conversión de energía; Principios termodinámicos

▷ En este Día: 18 Abril de 1857: El Juicio del Siglo

Nace el abogado defensor, orador, polemista y escritor estadounidense Clarence Darrow, entre cuyas destacadas comparecencias ante los tribunales figura el juicio Scopes, en el que defendió a un profesor de secundaria de Tennessee que había infringido una ley estatal al presentar la teoría darwiniana de la evolución.

Aplicación a los procesos vitales

El principio de la energía también se aplica a los procesos vitales. Por ejemplo, la cantidad de calor obtenida al quemar alimentos equivalente a la ingesta diaria de alimentos de un animal es igual a la cantidad diaria de energía liberada por el animal en forma de calor, trabajo realizado y energía en los productos de desecho. (Se supone que el animal no gana ni pierde peso). Se han realizado estudios con resultados similares sobre la fotosíntesis, proceso del que depende en última instancia la existencia de prácticamente toda la vida vegetal y animal. Véase también: Metabolismo; Fotosíntesis

Conservación de la energía mecánica

El principio de conservación de la energía puede enunciarse de muchas maneras, dependiendo de la aplicación que se le quiera dar. Algunos ejemplos son los distintos métodos para enunciar la primera ley de la termodinámica, el teorema de la energía cinética del trabajo y la afirmación de que el movimiento perpetuo del primer tipo es imposible. Resulta especialmente interesante la forma especial del principio conocido como principio de conservación de la energía mecánica (Ek cinética más Ep potencial), que afirma que la energía mecánica de cualquier sistema de cuerpos conectados entre sí de cualquier manera se conserva, siempre que el sistema esté libre de todas las fuerzas de fricción, incluida la fricción interna que podría surgir durante las colisiones de los cuerpos del sistema. Aunque las fuerzas de fricción u otras fuerzas no conservativas están siempre presentes en cualquier situación real, sus efectos en muchos casos son tan pequeños que el principio de conservación de la energía mecánica es una aproximación muy útil. Así, para un misil o un satélite que se desplaza a gran altura en el espacio, los efectos de disipación procedentes de fuentes como el aire residual y el polvo meteórico son tan sumamente pequeños que la pérdida de energía mecánica (Ek + Ep) del cuerpo a medida que avanza en su trayectoria puede, para muchos fines, despreciarse. Véase también: Fricción; Movimiento perpetuo; Principios termodinámicos

▷ Lo último (2024)

Lo último publicado esta semana de abril de 2024:

Agrarianismo

Filosofía Moral Agrícola

Racismo en la Justicia Climática

Equivalente mecánico del calor

A mediados del siglo XIX, James Prescott Joule y otros demostraron la equivalencia del calor y el trabajo al demostrar experimentalmente que siempre aparece una cantidad definida de calor por cada cantidad definida de trabajo realizado contra la fricción. Los experimentos se organizaban normalmente de forma que el calor generado era absorbido por una cantidad determinada de agua, y se observaba que un gasto determinado de energía mecánica producía siempre el mismo aumento de temperatura en el agua. La relación numérica resultante entre las cantidades de energía mecánica y de calor se denomina equivalente Joule, que también se conoce como equivalente mecánico del calor.

Conservación de la masa-energía

Teniendo en cuenta el principio de equivalencia de la masa y la energía en la teoría restringida de la relatividad, el principio clásico de conservación de la energía debe considerarse como un caso especial del principio de conservación de la masa-energía. Sin embargo, este principio más general sólo debe invocarse cuando se trata de ciertos fenómenos nucleares o cuando se trata de velocidades comparables a la de la luz (3,00 × 105 km/s o 1,86 × 105 mi/s). Véase también: Relatividad

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones y recomendaciones se expresarán a continuación:

Leyes del movimiento

Dado que la suma de todas las formas de energía en un sistema aislado o cerrado permanece constante, el comportamiento real de todas las partes o partículas del sistema (y, por tanto, de todo el sistema en sí) obedece a ciertas leyes del movimiento. Por lo tanto, estas leyes del movimiento deben ser tales que la energía del sistema total no se vea modificada por las colisiones u otras interacciones de sus partes. Véase también: Movimiento; Leyes del movimiento de Newton.

Datos verificados por: Thompson
[rtbs name=”ciencias”] [rtbs name=”fisica”] [rtbs name=”energia”]

Introducción: Almacenamiento de energía en general

La vida es, por supuesto, mucho más que simplemente ganar y usar energía, ya que la vida debe usar la energía cuando y donde la necesite para ayudar al organismo a ajustarse a un entorno en continuo cambio. Así como un motor o una luz necesitan un interruptor para apagarse y encenderse según sea necesario, la vida también debe tener interruptores. Como un simple ejemplo, si nuestros músculos estuvieran disparando todo el tiempo, serían inútiles, y de hecho tal condición es una patología llamada tétanos. Así, la vida ha desarrollado toda una serie de complejos controles e interruptores que utilizan la energía disponible del sol o de los alimentos poco a poco, almacenándola y liberándola según sea necesario y controlada por las hormonas y el sistema nervioso que operan a través de una bioquímica muy compleja. La solución general que ha evolucionado para el problema de almacenamiento y encendido/apagado ha sido el uso de varios depósitos de almacenamiento. Esto permite la captura, almacenamiento, transporte y liberación de la energía puesta a disposición del organismo por la fotosíntesis o por la ingestión de alimentos. El compuesto más común de este tipo para el almacenamiento a corto plazo (véase más detalles en esta plataforma general) es el trifosfato de adenosina (ATP) y su forma menos energizada ADP. Siempre que el cuerpo necesita energía, rápidamente llama al ATP para que la entregue. Estos compuestos son omnipresentes en la vida y son críticos para todas las actividades que realiza un organismo. El almacenamiento a medio plazo (véase más detalles en esta plataforma general) es el glucógeno en nuestro hígado, y el almacenamiento a largo plazo (véase más detalles en esta plataforma general) es muy familiar para nosotros como grasa corporal.

• EE.UU. veta el ingreso de Palestina como miembro de pleno derecho en la ONU
• EE.UU. acepta que Israel ataque Rafah si contiene su represalia a Irán
• Detienen a un hombre por apuñalar a dos niñas en el noreste de Francia
• El ultraderechista alemán Björn Höcke, a juicio por utilizar un lema nazi
• Israel negocia con EE.UU. entrar en Rafah a cambio de contención contra Irán

Energía y Evolución

Las plantas y los animales en la naturaleza han sido sometidos a una feroz presión selectiva para hacer lo “correcto” energéticamente, es decir, para asegurarse de que cualquier actividad importante que hicieran, y hacen, ganara más energía de la que costaba y, en general, obtuviera un mayor rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) energético neto que las actividades alternativas. La biología del siglo pasado se había centrado, de manera bastante apropiada, principalmente en la aptitud, es decir, en la capacidad de los organismos para sobrevivir y reproducirse, en otras palabras, para impulsar sus genes hacia el futuro. Si bien es obvio que un guepardo, por ejemplo, tiene que atrapar más energía en su presa de la que necesita para agotarla, y bastante más para superar los tiempos de escasez y también para reproducirse, fue necesario el desarrollo de isótopos de doble etiqueta y los exquisitos procedimientos experimentales de personas como Donald Thomas y sus colegas [4] para mostrar la poderosa energía neta que controlaba la aptitud física. Estudiaron tetas (pollos) en Francia y Córcega, y descubrieron que aquellas aves que sincronizaban sus migraciones, la construcción de nidos y el nacimiento de sus crías para coincidir con la disponibilidad estacional de grandes orugas, que a su vez dependían del momento del desarrollo de las hojas de roble de las que se alimentaban, tenían un excedente de energía mucho mayor que sus homólogos que no se alimentaban de las orugas. Ellas volaban más, más grandes, y por lo tanto más parecidas para sobrevivir a sus crías, mientras que también aumentaban enormemente su propia probabilidad de volver al año siguiente para reproducirse de nuevo. Aquellas de sus crías que heredaron el “calendario” adecuado para la migración y la nidificación tenían a su vez muchas más probabilidades de tener un apareamiento exitoso y así sucesivamente. Thomas y otros también mostraron cómo el patrón evolutivo natural estaba siendo alterado por el cambio climático, de manera que las tetas tendían a llegar a sus sitios de anidación demasiado tarde para aprovechar las orugas, que emergían más temprano en respuesta a las primeras hojas. Presumiblemente, si el calentamiento climático continúa, la selección natural favorecerá a las tetas que tenían genes que les decían que se movieran al norte un poco antes.

Datos verificados por: LI

Regulación sobre Conservación de la energía

Recursos

Notas y Referencias

Véase También

• Gas
• Yacimiento de gas
• Transporte intracomunitario
• Tráfico intracomunitario
• Técnica de observación

▷ Esperamos que haya sido de utilidad. Si conoce a alguien que pueda estar interesado en este tema, por favor comparta con él/ella este contenido. Es la mejor forma de ayudar al Proyecto Lawi.