Diferencia entre revisiones de «Conservación de la energía»
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La [[ley científica|ley]] de la '''conservación de la energía''' constituye el [[primera ley de la termodinámica|primer principio de la termodinámica]] y afirma que la cantidad total de [[energía (física)|energía]] en cualquier [[sistema físico|sistema]] aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un [[calefactor]].
== Conservación de la energía y termodinámica ==
Dentro de los [[sistema termodinámico|sistemas termodinámicos]], una consecuencia de la [[ley de conservación]] de la energía es la llamada '''[[primera ley de la termodinámica]]''', la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de [[energía térmica]] (''Q'') a un [[sistema]], esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la [[energía interna]] del sistema (''ΔU'') menos el [[trabajo (física)|trabajo]] (''W'') efectuado por el sistema sobre sus alrededores:
:<math> \Delta U = \ Q - \ W </math>
''(ver [[Criterio de signos termodinámico]])''
Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la [[segunda ley de la termodinámica]]. En un [[proceso termodinámico|proceso]] [[irreversibilidad|irreversible]], la [[entropía (termodinámica)|entropía]] de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al [[estado de equilibrio termodinámico|estado termodinámico]] físico anterior. Así un sistema físico aislado puede cambiar su estado a otro con la misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable. Por ejemplo, un movimiento con [[fricción]] es un proceso irreversible por el cual se convierte [[energía mecánica]] en [[energía térmica]]. Esa energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario.
Desde un punto de vista cotidiano, las [[máquina]]s y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en pérdidas de energía y por lo tanto también de recursos económicos o materiales. Como se decía anteriormente, esto no debe interpretarse como un incumplimiento del principio enunciado sino como una transformación "irremediable" de la energía.
== El principio en mecánica clásica ==
*En [[mecánica lagrangiana]] la conservación de la energía es una consecuencia del [[teorema de Noether]] cuando el [[lagrangiano]] no depende explícitamente del tiempo. El teorema de Noether asegura que cuando se tiene un lagrangiano independiente del tiempo, y por tanto, existe un grupo uniparamétrico de traslaciones temporales o simetría, puede construirse una magnitud formada a partir del lagrangiano que permanece constante a lo largo de la evolución temporal del sistema, esa magnitud es conocida como [[hamiltoniano]] del sistema. Si además, la energía cinética es una función sólo del cuadrado de las velocidades generalizadas (o lo que es equivalente a que los vínculos en el sistema sean esclerónomos, o sea, independientes del tiempo), puede demostrarse que el hamiltoniano en ese caso coincide con la [[energía mecánica]] del sistema, que en tal caso se conserva.
*En [[mecánica newtoniana]] el principio de conservación de la energía, no puede derivarse de un principio tan elegante como el teorema de Noether, pero puede comprobarse directamente para ciertos sistemas simples de partículas en el caso de que todas las fuerzas [[fuerza conservativa|deriven de un potencial]], el caso más simple es el de un [[Dinámica del punto material|sistema de partículas puntuales]] que interactúan a distancia de modo instantáneo.
== El principio en mecánica relativista ==
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