Conservación da enerxía

Na Galipedia, a wikipedia en galego.

A lei de conservación da enerxía establece que o valor da enerxía dun sistema illado (sen interacción con ningún outro sistema) permanece invariable co tempo. A conservación da enerxía dun sistema está ligada ao feito de que as ecuacións de evolución sexan independentes do instante considerado.

Dentro dos sistemas termodinámicos, unha consecuencia da lei de conservación da enerxía é a chamada Primeira lei da termodinámica, que establece que, dada unha cantidade de enerxía térmica Q que flúe dentro dun sistema, debe aparecer como un incremento da enerxía interna (ΔU)do sistema ou como un traballo (W) efectuado polo sistema sobre os seus arredores:

$\Delta U = \ Q + \ W$

(ver Criterio de signos termodinámico)

[editar] Transformación da enerxía

Sistema mecánico no cal consérvase a enerxía, para choque perfectamente elástico e ausencia de rozamiento.

Aínda que a enerxía non se perde, degrádase. Hai formas de enerxía que se poden transformar ou aproveitar mellor. Ó final e tras sucesivas conversións a enerxía acaba en forma de calor. Esta calor é moi difícil de converter noutras enerxías, polo menos cun rendemento próximo ó rendemento do Ciclo de Carnot, e, ademais, necesítase unha diferenza de temperatura. Moitas veces non se pode aproveitar e hai que descartar o seu uso. Ás veces, fai falta enerxía extra para desfacerse del. Desde un punto de vista cotián, as máquinas e os procesos desenvolvidos polo home funcionan cun rendemento menor que o 100%, o que se traduce en "perdas de enerxía" medido en términos económicos ou materiais, sen que isto deba interpretarse como un non cumprimento do principio enunciado.

[editar] O principio en mecánica clásica

En mecánica lagranxiana a conservación da enerxía é unha consecuencia do teorema de Noether cando o lagranxiano non depende explícitamente do tempo e, xa que logo, existe un grupo uniparamétrico de traslacións temporais ou simetría que satisfai o teorema de Noether.

En mecánica newtoniana o principio de conservación da enerxía, non pode derivarse dun principio tan elegante como o teorema de Noether, pero pode comprobarse directamente para certos sistemas simples de partículas no caso de que todas as forzas deriven dun potencial, o caso máis sinxelo é o dun sistema de partículas puntuais que interactúan a distancia de modo instantáneo.

[editar] O principio en mecánica relativista

En mecánica relativista, a conservación da enerxía requiere que asociada a unha masa considérese unha cantidade de enerxía E = mc2, onde m é a masa efectiva en movemento. Xa que logo, dentro da teoría da relatividade non é posible formular unha lei de conservación da masa análoga á que existe en mecánica clásica. Isto leva a que en mecánica relativista non existan leis de conservación separadas para a enerxía e para a masa, entendida no sentido clásico, senón unha única lei de conservación para a "masa-enerxía".