Conservación de la energía — Física, 14–17 años
La energía cambia de forma y pasa de un lugar a otro, pero no se crea ni se destruye. Física, 14–17 años.
La idea
La energía es una forma de seguir la pista de aquello que puede producir cambios: movimiento, calor, luz, sonido o elevar algo. Puede estar almacenada de distintas maneras y transferirse entre objetos o sistemas. En un sistema cerrado, la cantidad total permanece igual, aunque su forma útil sea menos evidente.
Por qué lo necesitamos
Las máquinas a veces parecen crear energía: un motor mueve un ascensor o una lámpara produce luz. La conservación pregunta adónde fue la energía de entrada y qué más se produjo. Esta idea surgió de estudios detallados sobre el calor, el trabajo y las máquinas, y ofrece una explicación fiable incluso cuando el proceso es complejo.
Ejemplo resuelto
Se eleva un libro de 2 kg a 3 m. Tomando la intensidad del campo gravitatorio como 10 N/kg, el aumento de energía potencial gravitatoria es mgh = 2 × 10 × 3 = 60 J. Si la persona transfiere 75 J, los 15 J restantes se convierten sobre todo en energía térmica en los músculos y el entorno. El total sigue siendo 75 J.
El error habitual
A menudo se dice que la energía se «pierde» cuando una máquina se calienta o hace ruido. Es comprensible, porque el calor y el sonido quizá no ayuden a la máquina a realizar su tarea. La energía no ha desaparecido; se ha dispersado por el entorno, donde resulta más difícil recogerla y volver a utilizarla.
Dónde aparece
La conservación de la energía guía el diseño de centrales eléctricas, baterías, aislamiento y sistemas renovables. Una auditoría energética de una vivienda sigue la electricidad o el combustible hasta la calefacción, la luz, el movimiento y el calor residual. También ayuda a evaluar afirmaciones: un dispositivo no puede entregar más energía de la que recibe, salvo que ya tuviera energía almacenada.
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