La ley de la conservación de la energía establece que, aunque la energía se puede transformar y convertir de una forma a otra. Es decir, la cantidad total de ella en un sistema aislado no varía con el tiempo.
Esta ley fue enunciada por Julius von Mayer.
No hay que confundir esta ley con la ley de la conservación de la masa que enunció Albert Einstein.
El principio de la conservación de la energía tiene visiones particulares dependiendo de la rama de la física a la que nos referimos. En este artículo nos referimos dos casos particulares:
En la mecánica clásica.
En la termodinámica.
Ley de la conservación de la energía en la mecánica clásica
En la mecánica newtoniana, el principio de la conservación establece que: “La energía mecánica total de un sistema cerrado de cuerpos, entre los cuales solo actúan las fuerzas internas del sistema, permanece constante.”
En pocas palabras, en ausencia de fuerzas disipativas (por ejemplo, fuerzas de fricción), la energía no surge de la nada y no puede desaparecer. Sólo pueden convertirse en otros tipos de energía.
Si aparecen fuerzas disipativas, como por ejemplo la fuerza de fricción, una cierta cantidad de energía se transforma en otra forma de energía (por ejemplo, en energía térmica).
Principio de la conservación de la energía en la termodinámica
En termodinámica, la ley de conservación se formula como la primera ley de la termodinámica: “La cantidad de calor recibida por el sistema se utiliza para cambiar su energía interna y realizar trabajos contra fuerzas externas.”
La ley de conservación de la energía, establece que no hay máquinas de movimiento perpetuo del primer tipo. Sadi Carnot demostró que tales procesos son imposibles.
Ejemplos de la ley de la conservación de la energía
Para entender cómo funciona la ley de conservación de la energía enumeramos algunos ejemplos:
El vagón de una montaña rusa realiza varias conversiones de energía potencial y energía cinética en cada vuelta. Cuando está en lo más alto, casi toda la energía es energía potencial gravitatoria. A continuación, a medida que va bajando, aumenta la velocidad y la energía se transforma en energía cinética.
Un generador eléctrico tiene la capacidad de transformar la energía mecánica en energía eléctrica.
La combustión de un fuego de leña transforma la energía química del combustible en energía térmica para calentar sus alrededores.
Durante la fusión del hielo, una parte del calor suministrado sirve para bajar la temperatura hasta llegar al punto de fusión. A partir de este momento, todo el flujo de energía se utiliza para realizar el cambio de fase de sólido a líquido.
