Divulgación No entiendo la ley de la conservación de la energía

[limite]

La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.

No entiendo como puede construirse un sistema aislado sin interacción con ningún otro sistema, me pongan un ejemplo por favor.

[Entro]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Ejemplo de sistema aislado: El universo.

Pero para cosas más cotidianas los sistemas aislados son idealizaciones que sirven para modelar fenómenos y para deducir principios fundamentales. Evidentemente no hay ningún sistema física natural que esté perfectamente aislado, pero esto no quita para que sea útil teóricamente, igual que es útil estudiar gases ideales.

[limite]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Es el unico sistema hipoteticamente aislado que se me habia ocurrido, por lo que deduzco que un sistema mecanico que podamos construir nosotros nunca podra estar totalmente aislado, siempre estara interactuando en el medio que lo contiene, deduzco que en este caso al no ser un sistema aislado si se puede no crear pero si generar energia dado que no es un sistema aislado, es esto correcto?

[limite]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Las leyes y principios de la fisica me estan creando dudas que agradeceria que me aclararan.
Partiendo de un solido rigido,dentro de un determinado sistema mecanico a estudio, la fuerza que ejerce el peso de un determinado objeto sobre un punto de apoyo ¿puede transmitirse a dos puntos diferentes del sistema sin que esa fuerza se divida?
Si la respuesta es afirmativa les agradeceria me pusieran un ejemplo.

[KyAlOx]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Es el unico sistema hipoteticamente aislado que se me habia ocurrido, por lo que deduzco que un sistema mecanico que podamos construir nosotros nunca podra estar totalmente aislado, siempre estara interactuando en el medio que lo contiene, deduzco que en este caso al no ser un sistema aislado si se puede no crear pero si generar energia dado que no es un sistema aislado, es esto correcto?

¿Qué diferencia hay entre "crear" y "generar"? Si consideras, por ejemplo, que tu sistema es tu móvil cargándose, sí, su energía está aumentando. No hay ningún problema con que la energía de un sistema aumente. Lo que ocurre es que no es un sistema aislado; si considerases por ejemplo a la red eléctrica y a la batería como un sistema aislado, la energía sí se conservaría, pues la que pierde la red la gana la batería.

Por supuesto, como bien dices, no existe ningún sistema perfectamente aislado: es una idealización física útil, como otras tantas. En el caso de la red eléctrica, es evidente que habrá pérdidas por efecto Joule, por ejemplo. Sin embargo, tú podrías considerar que estas van a ser muy pequeñas, y trabajar en un primer modelo considerando tu sistema aislado como uno determinado.

K.

[limite]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Hola KyAlOx
La diferencia que veo es que por ejemplo una ley de fisica dice que " la energia no se crea ni se destruye...." sin embargo generar energia se entiende que es producir energia partiendo de alguna fuente conocida, aunque por definición en el diccionario no esta clara la diferencia, crear pienso que es el hecho de hacer existir algo que antes no existia como por ejemplo una obra de arte, un dibujo, un pensamiento, una vida, generar entiendo que es transformar una-s fuerzas partiendo de otras con mediacion de trabajo como por ejemplo la fuerza del viento en energia electrica.
Entiendo lo que dices y me aclaraste alguna duda con tu ejemplo, pero cuando la fuente de la fuerza es la gravedad , es decir genero energia partiendo de la fuerza de la gravedad,¿ la energia que yo estoy generando de donde se resta?

[ser humano]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Entiendo lo que dices y me aclaraste alguna duda con tu ejemplo, pero cuando la fuente de la fuerza es la gravedad , es decir genero energia partiendo de la fuerza de la gravedad,¿ la energia que yo estoy generando de donde se resta?

Si lo que esta aumentando es la energia potencial, es porque el cuerpo se esta alejando del ente que interactua gravitacionalmente con él. Claramente, si se aleja de este ente, es porque tiene una velocidad en sentido opuesto a éste. El hecho es que a medida que a medida que se aleja (es decir, aumenta su entergia potencial), su velocidad disminuye (y por lo tanto disminuye su energia cinetica). De esta forma, el cuerpo cambia su energia potencial, por energia cinetica.

Saludos

[limite]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Hola ser humano.
No es la energia potencial ni tampoco la cinetica la que esta aumentando, simplemente etoy generando energia usando la fuerza de gravedad, entonces la energia que yo genero ¿ que la esta perdiendo?, imagina que elevo una determinada masa y le hago trabajar sin perder altura y con su trabajo genero energia.

[KyAlOx]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Hola ser humano.
No es la energia potencial ni tampoco la cinetica la que esta aumentando, simplemente etoy generando energia usando la fuerza de gravedad, entonces la energia que yo genero ¿ que la esta perdiendo?, imagina que elevo una determinada masa y le hago trabajar sin perder altura y con su trabajo genero energia.

Pero para elevar la masa has tenido que realizar un trabajo en contra de la gravedad. Si la "haces trabajar sin perder altura" (por ejemplo, un motor), pues...tienes un motor a 100 metros de altura xD pero no estás convirtiendo su energía potencial en nada. Sin embargo, piensa en una presa de agua: se convierte la energía potencial del agua en energía eléctrica. Si quisieras volver a usar el mismo agua para seguir generando energía eléctrica, tendrías que idear un método para subir el agua al embalse de arriba, lo cual requeriría energía.

K.

[Entro]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Si no varía la energía cinética o la energía potencial de un cuerpo no puedes generar trabajao y por tanto no puedes "generar" energía para transmitirla a otro sistema.

[limite]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Ok, entiendo que para generar energia debe haber movimiento de una determinada masa o sistema en el cual este variando la energía cinética o la energía potencial en este caso de la masa elevada, lo cual me lleva al siguiente problema, bueno no problema, mas bien necesito de otra explicación.

Imaginemos un sistema planetario simple como la Tierra-Luna a una escala menor, por ejemplo la esfera de masa mayor de 25 metros de diametro que le sobresale un eje por su parte superior-inferior y una esfera de masa menor 81 veces mas pequeña , elevadas 5 metros del suelo sobre otra estructura, ambas masas conectadas mecanicamente por un brazo en forma de media circunferencia de longitud radial x, al eje superior -inferior de la esfera mayor, de tal forma que la masa satelite pueda orbitar la esfera de masa mayor en una orbita ecuatorial girando libremente sobre el eje de la esfera de masa mayor pero sin rotar sobre si misma ni hacer rotar a la esfera de masa mayor, con el movimiento orbital del satelite estoy alterando continuamente el centro de masas, ahora el centro de masas es comun a los dos cuerpos provovando un movimiento de precesion en la esfera de masa mayor, no rota, cabecea como una peonza dibujando un cono en su parte superior y otro en su parte inferior a la misma velocidad que lo haga la masa satelite, espero que logre hacerme entender porque no puedo subir archivos por ahora por problemas del Pc.
Ahora imaginemos que la energia que yo gasto en impulsar el satelite logro recuperarla pero con las logicas perdidas de rozamiento y calor y sin embargo logro que ese movimiento de precesión de la esfera mayor y la continua alteración del centro de masas produzca mucha mas energia,saliendo del sistema la energia que gasto en impulsar el satelite multiplicada x 4, con resultado de un excedente de energia que es aprovechable.
La pregunta es: La energia que el sistema esta generando de más, ¿ de donde la esta captando, de que fuente?
Muy agradecido por sus respuestas, me estan ayudando mucho a entender

[Entro]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Imaginemos un sistema planetario simple como la Tierra-Luna a una escala menor, por ejemplo la esfera de masa mayor de 25 metros de diametro que le sobresale un eje por su parte superior-inferior y una esfera de masa menor 81 veces mas pequeña , elevadas 5 metros del suelo sobre otra estructura, ambas masas conectadas mecanicamente por un brazo en forma de media circunferencia de longitud radial x, al eje superior -inferior de la esfera mayor, de tal forma que la masa satelite pueda orbitar la esfera de masa mayor en una orbita ecuatorial girando libremente sobre el eje de la esfera de masa mayor pero sin rotar sobre si misma ni hacer rotar a la esfera de masa mayor, con el movimiento orbital del satelite estoy alterando continuamente el centro de masas, ahora el centro de masas es comun a los dos cuerpos provovando un movimiento de precesion en la esfera de masa mayor, no rota, cabecea como una peonza dibujando un cono en su parte superior y otro en su parte inferior a la misma velocidad que lo haga la masa satelite, espero que logre hacerme entender porque no puedo subir archivos por ahora por problemas del Pc.

El centro de masas no cambia en un sistema de dos cuerpos que están orbitando uno respecto a otro. De hecho se podría estudiar el problema como un sistema de una única partícula rotando al rededor del centro de masas. Es cuestión de punto de vista.

Ahora imaginemos que la energia que yo gasto en impulsar el satelite logro recuperarla pero con las logicas perdidas de rozamiento y calor y sin embargo logro que ese movimiento de precesión de la esfera mayor y la continua alteración del centro de masas produzca mucha mas energia,saliendo del sistema la energia que gasto en impulsar el satelite multiplicada x 4, con resultado de un excedente de energia que es aprovechable.
La pregunta es: La energia que el sistema esta generando de más, ¿ de donde la esta captando, de que fuente?
Muy agradecido por sus respuestas, me estan ayudando mucho a entender

Eso no es posible... directamente... eso violaría varias leyes de conservación y la segunda ley de la termondinámica.

Prueba a pantentarlo...

[limite]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Ok, es donde queria llegar, seguro que estoy cometiendo errores en mis calculos, pero no veo donde, aun asi me gustaria que me respondieran a la pregunta: ¿ de que fuente estaria captando el excedente energia el hipotetico sistema? y tambien si las leyes que menciona Entro son inviolables.

[Sartie]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Ok, es donde queria llegar, seguro que estoy cometiendo errores en mis calculos, pero no veo donde, aun asi me gustaria que me respondieran a la pregunta: ¿ de que fuente estaria captando el excedente energia el hipotetico sistema? y tambien si las leyes que menciona Entro son inviolables.

si, son inviolables, no puedes crear energía de la nada ni extraer mas energía de un sistema que la que ya tiene por si mismo dicho sistema.
Para entenderlo imginate un pendulo sin rozamiento. Tu le aplicas un momento, que es energía y el pendulo oscila. Sin rozamiento la altura que alcanzaría el pendulo sería siempre la misma, nunca podría el propio pendulo adquirir una energía extra de la nada y alcanzar mas altura.

[ser humano]

Re: No entiendo la ley de la conservación de la energía

Lo que pasa es que ahi estarias trabajando con un sistema de referencia no inercial, al ponerlo en el centro de masa. Siendo asi, las leyes de newton no se cumplen, y la aceleracion de un cuerpo no necesariamente esta ligada a la aplicacion de una fuerza sobre él. Siendo asi, en el caso del objeto de mayor masa, esta acelerado (desde el sistema de referencia del centro de masa), pero esto no conlleva una energia cinetica, ya que la expresion de la energia cinetica se deduce a partir de calcular de forma generica el trabajo realizado por una fuerza (que en este caso no existe), la cual cumple con la segunda ley de Newton (cosa que aca no pasa porque trabajas en un sistema no inercial)
Si queres ver dicha demostracion, podes hacerlo acá

Saludos