CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

HISTORIA

En 1638, Galileo publicó el famoso "péndulo interrumpido", que puede ser descrita como conservadora conversión de energía potencial en energía cinética y viceversa.

Gottfried Wilhelm Leibniz (1676-1689), intentó por primera vez una formulación matemática del tipo de energía que se conecta con el movimiento.

El francés Sadi Carnot demostró que el trabajo mecánico se obtiene cuando el calor pasa de una temperatura alta a otra más baja.

En 1798 el Conde Rumford realizó mediciones del calor de fricción y desarrolló la idea de que el calor es una forma de energía cinética, y sus mediciones refutó la teoría calórica.

Julius Robert von Mayer (1814-1878) llego a la conclusión: El calor se convertía en trabajo y el trabajo se convertía en calor.

En 1843, James Prescott Joule descubrió de forma independiente el equivalente mecánico y sé demostró que la energía potencial gravitatoria perdida por el peso en descendente era igual a la energía térmica obtenida por el agua por la fricción con la paleta.

En 1847, Hermann Von Helmholtz lanzó la misma idea sin el conocimiento de los anteriores trabajos de Mayer y es a quien se le atribuye la paternidad.

SIN EMBARGO TRES SON LOS CIENTÍFICOS CUYA PARTICIPACIÓN PUEDE CONSIDERARSE MÁS DECISIVA:

Helmholtz expresó un principio de

conservación de la energía mecánica

al decir que la suma de la “fuerza

viva” era constante.

Thomson se convenció de la

posibilidad inversa de obtener “efecto mecánico a partir de calor”, lo que

le llevó a formular el principio de

conservación de la energía.

Clausius, aceptando la

equivalencia de calor y trabajo, realizó en 1850 una formulación matemática del

principio de conservación de

la energía.

En resumen, la conservación de la energía establece que la energía de un sistema aislado

puede ser transformada de una clase de energía a otra; sin embargo, la energía total en

sus varias formas no puede ser creada ni destruida.

FORMULACIÓN

𝐸𝑀=𝐾 +𝑈

Consideremos lo siguiente:

m

hmg

𝑈= h𝑚𝑔

𝑊 𝑝𝑒𝑠𝑜= h𝑚𝑔

Mientras que :

m m

d

𝐾=12𝑚𝑣2

𝑊 𝐹=𝐹 .𝑑=𝑚𝑎 .𝑑 1𝑣 𝑖=0 𝑣 𝑓

F F

Pero sabemos que:

𝑣 𝑓❑2=𝑣𝑖❑

2 +2𝑎𝑑0

entonces:

𝑎𝑑=𝑣2

2Remplazamos en 1:

𝑊 𝐹=𝑚𝑣2

2

Entonces la energía mecánica es:

𝐸𝑀=12𝑚𝑣2+ h𝑚𝑔

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La primera ley de la termodinámica, es la aplicación del principio de conservación de la energía, a los procesos de calor y termodinámico.

Establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Es la ley de conservación de energía pero aplicada a sistemas que tienen un número muy grande de partículas.

Es típico escribir la primera ley como: ΔU=Q+W

Por supuesto que es la misma ley, (la expresión termodinámica del principio de conservación de la energía). Exactamente se define W, como el trabajo realizado sobre el sistema, en vez de trabajo realizado por el sistema. En un contexto físico, el escenario común es el de añadir calor a un volumen de gas, y usar la expansión de ese gas para realizar trabajo, como en el caso del empuje de un pistón, en un motor de combustión interna. En el contexto de procesos y reacciones químicas, suelen ser mas comunes, encontrarse con situaciones donde el trabajo se realiza sobre el sistema, mas que el realizado por el sistema.