ley de conservación de la energíaley
A mediados del siglo XIX, varios cientÃficos llegaron de forma independiente a la conclusión de que el calor no es un fluido misterioso, sino una forma de movimiento de las partÃculas. Julius Mayer, al observar el color de la sangre de los marineros, notó la relación entre el trabajo del organismo y el calor. James Joule, mediante experimentos precisos, midió cuánto calor produce el trabajo mecánico. Hermann Helmholtz dio forma a una teorÃa coherente. La ley de conservación de la energÃa afirma que en un sistema aislado, la energÃa total (la suma de la cinética, potencial, térmica y otras formas) es constante. Es como un presupuesto familiar: los ingresos y gastos pueden cambiar de forma, pero el saldo total de la cuenta se mantiene si no interviene una fuente externa.
How it works
Esta ley explica por qué es imposible crear un móvil perpetuo: parte de la energÃa siempre se convierte en calor. Una bombilla se calienta porque no toda la energÃa eléctrica se transforma en luz. Al caer una piedra, la energÃa potencial de la altura se vuelve cinética y, al golpear, sonora y térmica.
💡 Gracias a esta ley sabemos con certeza que el aleteo de una mariposa no desaparece sin dejar rastro, sino que se disipa en el caos del movimiento térmico del aire.
E = K + U = \text{const}
E: energÃa mecánica total; K: energÃa cinética (energÃa de movimiento), para una masa puntual K = mv²/2, donde m: masa, v: velocidad; U: energÃa potencial (energÃa de posición, que depende de la configuración del sistema; por ejemplo, en el campo gravitatorio U = mgh, donde g ≈ 9.8 m/s² es la aceleración de la gravedad y h la altura).
\Delta U = Q - W
ΔU: variación de la energÃa interna del sistema; Q: cantidad de calor recibida por el sistema; W: trabajo realizado por el sistema contra las fuerzas externas (en algunas convenciones el signo puede cambiar). Para un sistema aislado Q = 0, W = 0, por lo tanto ΔU = 0, es decir, la energÃa interna es constante.