Exposicion De La Termodin Mica
ÍNDICE:
Conservación de energía…………………………………………………………………3
Cambios de energía interna por calor y trabajo………………………………………..5
Primera ley de la termodinámica………………………………………………………..6
Glosario de términos……………..……………………………………………………….8
Fuentes de consulta………………………………………………………………………9
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA:
El Principio de conservación de la energía indica que la energía nose crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.
En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanececonstante. Este fenómeno se conoce con el no En todos los casos donde actúen fuerzas conservativas, la energía mecánica total, es decir, la energía cinética más la energía potencial en cualquier instante de la trayectoria es la misma; por ejemplo, la fuerza gravitacional, pues en cualquier trabajo que realice un cuerpo contra la fuerza de gravedad de la Tierra, la energía se recuperará íntegramentecuando el cuerpo descienda.
Em = Ec + Ep
donde Em = energía mecánica total expresada en joules. Sustituyendo las expresiones de las energías:
Em = 1/2mv2 + mgh.
En resumen, "la energía existente en un sistema es una cantidad constante que no se crea ni se destruye, únicamente se transforma". Respecto de fuerzas no conservativas (por ejemplo la fricción) no podemos hablar de energía potencial; sinembargo, la conservación de la energía se mantiene en la forma:
Em = Ec + Q donde Q es ahora el calor disipado al ambiente. En este caso la EC disminuye siempre y eventualmente el calor transporta la energía a la atmósfera.
Enunciado: "La energía mecánica se conserva siempre que no actúen fuerzas no conservativas."
Se define la energía mecánica de una partícula como la suma de su energía cinéticay de su energía potencial: E = Ec + Ep .
El teorema de las fuerzas vivas o teorema de la energía cinética nos dice que el trabajo total realizado sobre una partícula por las distintas fuerzas actuantes es igual al cambio de energía cinética que experimenta la partícula: W = ?Ec.
El trabajo total es la suma del realizado por las fuerzas conservativas (WC) y el efectuado por las fuerzas noconservativas (WNC): W =WNC +WC.
(Recordemos que las fuerzas conservativas son las que pueden devolver el trabajo que se realiza para vencerlas, como la fuerza de un muelle o las fuerzas centrales.)
Por otra parte, el trabajo realizado exclusivamente por las fuerzas conservativas se puede expresar como una disminución de la energía potencial de la partícula: WC = -? Ep .
En resumen, podemos escribir:
W =?Ec =WNC +WC =WNC - ?Ep entonces WNC = ?Ec + ?Ep entonces WNC = ?E
Lo anterior expresa el resultado conocido como principio de conservación de la energía mecánica:
La energía mecánica de un cuerpo sujeto únicamente a fuerzas conservativas se mantiene constante.
Si WNC = 0 entonces ?E = 0 entonces E = cte entonces ?Ec = ?Ep.
Es decir: el aumento de energía cinética conlleva una disminución deenergía potencial (y al revés). Ej.: la energía potencial gravitatoria de una piedra que cae desde un puente se transforma en energía cinética y la energía mecánica permanece constante durante toda la caída (si despreciamos la fricción con el aire).
Cuando actúan también fuerzas no conservativas, el trabajo realizado por éstas produce una variación en la energía mecánica del cuerpo. Por ejemplo, siexiste rozamiento se disipa parte de la energía y el cuerpo se frena. Pero la energía mecánica disipada se transforma en algún otro tipo de energía; en el caso del rozamiento se produce un aumento de la energía interna del sistema cuerpo-superficie de fricción, que se manifiesta en un incremento de la temperatura.
Así llegamos al principio general de conservación de la energía:
Si consideramos el...
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