Conservacion de energia
En física y química , la ley de conservación de la energía establece que la energía total de un sistema aislado permanece constante; se dice que se conserva con el tiempo. [1] Esta ley, propuesta y probada por primera vez por Émilie du Châtelet , [2] [3] significa que la energía no se puede crear ni destruir; más bien, solo se puede transformar o transferir de una forma a otra. Por ejemplo, la energía química se convierte en energía cinética cuando una barra de dinamitaexplota. Si se suman todas las formas de energía que se liberaron en la explosión, como la energía cinética y la energía potencial de las piezas, así como el calor y el sonido, se obtendrá la disminución exacta de la energía química en la combustión de la dinamita.
Clásicamente, la conservación de la energía era distinta de la conservación de la masa ; sin embargo, la relatividad especial mostró que la masa está relacionada con la energía y viceversa por E = mc 2 , y la ciencia ahora considera que la masa-energía en su conjunto se conserva. En teoría, esto implica que cualquier objeto con masa puede convertirse en energía pura y viceversa. Sin embargo, se cree que esto es posible solo en las condiciones físicas más extremas, como las que probablemente existieron en el universo poco después del Big Bang o cuando los agujeros negros emiten radiación de Hawking .
La conservación de la energía puede demostrarse rigurosamente mediante el teorema de Noether como consecuencia de la simetría de traslación en el tiempo continuo ; es decir, por el hecho de que las leyes de la física no cambian con el tiempo.
Una consecuencia de la ley de conservación de la energía es que no puede existir una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo , es decir, ningún sistema sin un suministro externo de energía puede entregar una cantidad ilimitada de energía a su entorno. [4] Para sistemas que no tienen simetría de traslación en el tiempo , puede que no sea posible definir la conservación de energía . Los ejemplos incluyen espaciotiempo curvo en la relatividad general [5] o cristales de tiempo en la física de la materia condensada . [6] [7] [8] [9]
Filósofos antiguos que se remontan a Tales de Mileto c. 550 a. C. tenía indicios de la conservación de alguna sustancia subyacente de la que todo está hecho. Sin embargo, no hay ninguna razón en particular para identificar sus teorías con lo que hoy conocemos como "masa-energía" (por ejemplo, Tales pensó que era agua). Empédocles (490–430 a. C.) escribió que en su sistema universal, compuesto de cuatro raíces (tierra, aire, agua, fuego), "nada llega a ser ni perece"; [10] en cambio, estos elementos sufren un reordenamiento continuo. Epicuro ( c. 350 a. C.), por otro lado, creía que todo en el universo estaba compuesto de unidades indivisibles de materia, el antiguo precursor de los 'átomos', y él también tenía alguna idea de la necesidad de la conservación, afirmando que "la suma total de las cosas era siempre tal como es ahora, y tal siempre será ". [11]
En 1605, Simon Stevinus pudo resolver una serie de problemas de estática basándose en el principio de que el movimiento perpetuo era imposible.
