Conservación de la energía deutsch
Clásicamente, la conservación de la energía era distinta de la conservación de la masa. Sin embargo, la relatividad especial demostró que la masa está relacionada con la energía y viceversa mediante E = mc2, y la ciencia considera ahora que la masa-energía en su conjunto se conserva. En teoría, esto implica que cualquier objeto con masa puede convertirse 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 muy poco después del Big Bang o cuando los agujeros negros emiten radiación de Hawking.
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, 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 entregar una cantidad ilimitada de energía a su entorno[4] Para los sistemas que no tienen simetría de traslación temporal, puede no ser posible definir la conservación de la energía. Algunos ejemplos son los espacios-tiempo curvos en la relatividad general[5] o los cristales de tiempo en la física de la materia condensada[6][7][8][9].
Conservación del momento
Pero, ¿qué significa esto y por qué es importante? Un sistema cerrado es algo que definimos. Puede ser todo el universo, una habitación o una mezcla de reacción en un vaso de precipitados. Que la energía se conserve significa que la energía total de nuestro sistema en cualquier momento es la misma.
La primera ley dice que la energía no puede crearse de la nada ni destruirse (convertirse en nada). El universo o cualquier sistema cerrado que elijamos dentro de él contiene una cantidad fija de energía que puede existir en diferentes formas (trabajo, energía potencial, energía cinética, calor), pero la cantidad total de energía presente es siempre constante.
Podemos, por ejemplo, equiparar una expresión de la energía total de un sistema antes de algún cambio con la misma expresión después, lo que nos permite resolver una variable que falta, quizá algo que realmente nos gustaría saber. En los sistemas termodinámicos, a menudo formamos ecuaciones que reflejan esa
Una excepción que merece la pena considerar es la noción de que la masa puede, de hecho, convertirse directamente en energía, lo que sortea las leyes de conservación de la masa y la energía. Einstein demostró la equivalencia de masa y energía con su famosa expresión
¿Qué significa “conservado”?
La ley de la conservación de la energía es una ley física que establece que la energía no puede crearse ni destruirse, pero puede cambiarse de una forma a otra. Otra forma de enunciar esta ley de la química es decir que la energía total de un sistema aislado permanece constante o se conserva dentro de un marco de referencia determinado.
En la mecánica clásica, la conservación de la masa y la conversación de la energía se consideran dos leyes distintas. Sin embargo, en la relatividad especial, la materia puede convertirse en energía y viceversa, según la famosa ecuación E = mc2. Por tanto, es más apropiado decir que la masa-energía se conserva.
Si un cartucho de dinamita explota, por ejemplo, la energía química contenida en la dinamita se transforma en energía cinética, calor y luz. Si se suma toda esta energía, será igual al valor inicial de la energía química.
Una consecuencia interesante de la ley de conservación de la energía es que significa que las máquinas de movimiento perpetuo del primer tipo no son posibles. En otras palabras, un sistema debe tener una fuente de alimentación externa para suministrar continuamente energía ilimitada a su entorno.
La energía no se puede crear ni destruir
Estaba tratando de averiguar la situación en la que la energía se conserva y el momento no y fue bastante fácil encontrar un caso que es el de una piedra atada a una cuerda que se mueve en un movimiento circular uniforme.
Entonces pensé en considerar la situación inversa en la que el momento se conserva pero la energía no. Me parece que si elegimos un sistema en el que el momento se conserva, automáticamente se implica que la energía también se conserva en dicho sistema. Pero viendo el caso como estas dos conservaciones llegan a existir debido a dos simetrías diferentes (una relacionada con la invariancia en las leyes físicas debido a la traslación en el espacio y la otra en el tiempo).
Aunque hay algunas buenas respuestas, nadie ha mencionado todavía el teorema de Noether. Fundamentalmente, la conservación del momento y la conservación de la energía tienen caracteres diferentes. En particular, la conservación del momento lineal está vinculada a que las leyes de la física son independientes del lugar en el que ocurre algo y la conservación de la energía está vinculada a que las leyes de la física son independientes del momento en el que ocurre algo.