Consultar ensayos de calidad


Conservación de la Energía - Conservación del Momento Lineal, Conservación del momento angular, Conservación de la carga eléctrica

Conservación de la energía
La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinamica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.
En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra.
Una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada Primera Ley de la Termodinamica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de energía térmica (Q) a un sistema, esta cantidad de energía sera igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores.


Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con La Segunda Ley de la Termodinamica: En un proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinamico físico anterior.
Desde un punto de vista cotidiano, las maquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%,lo que se traduce en pérdidas de energía y por lo tanto también de recursos económicos o materiales. Como se decía anteriormente, esto no debe interpretarse como un incumplimiento del principio enunciado sino como una transformación 'irremediable' de la energía.
Conservación del Momento Lineal
La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o moméntum es una magnitud física fundamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría mecanica. En mecanica clasica la cantidad de movimiento se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado.
En mecanica newtoniana, la forma mas usual de introducir la cantidad de movimiento como el con las leyes de Newton. No obstante, después del desarrollo de la física moderna, esta manera de hacerlo no resultó la mas conveniente para abordar esta magnitud fundamental. El defecto principal es que esta definición newtoniana esconde el concepto inherente a la magnitud, que resulta ser una propiedad de cualquier ente físico con o sin masa, necesaria para describir las interacciones. Los modelos actuales consideran que no sólo los cuerpos masicos poseen cantidad de movimiento, también resulta ser un atributo de los campos ylos fotones.



La cantidad de movimiento obedece a una ley de conservación, lo cual significa que la cantidad de movimiento total de todo sistema cerrado (o sea uno que no es afectado por fuerzas exteriores, y cuyas fuerzas internas no son disipadoras) no puede ser cambiada y permanece constante en el tiempo.
En el enfoque geométrico de la mecanica relativista la definición es algo diferente. Ademas, el concepto de momento lineal puede definirse para entidades físicas como los fotones o los campos electromagnéticos, que carecen de masa en reposo.
Conservación del momento angular
El momento angular o momento cinético es una magnitud física importante en todas las teorías físicas de la mecanica, desde la mecanica clasica a la mecanica cuantica, pasando por la mecanica relativista. Su importancia en todas ellas se debe a que esta relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físicos. Bajo ciertas condiciones de simetría rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida que el sistema evoluciona, lo cual da lugar a una ley de conservación conocida como ley de conservación del momento angular. El momento angular para un cuerpo rígido que rota respecto a un eje, es laresistencia que ofrece dicho cuerpo a la variación de la velocidad angular. En el Sistema Internacional de Unidades el momento angular se mide en kg*m²/s.
Esta magnitud desempeña respecto a las rotaciones un papel analogo al momento lineal en las traslaciones. Sin embargo, eso no implica que sea una magnitud exclusiva de las rotaciones; por ejemplo, el momento angular de una partícula que se mueve libremente con velocidad constante (en módulo y dirección) también se conserva.
Conservación de la carga eléctrica
En concordancia con los resultados experimentales, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva.
En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer cargas eléctricas donde antes no había, pero siempre lo haran de modo que la carga total del sistema permanezca constante. Ademas esta conservación es local, ocurre en cualquier región del espacio por pequeña que sea.La conservación de la carga implica, al igual que la conservación de la masa, que en cada punto del espacio se satisface una ecuación de continuidad que relaciona la derivada de la densidad de carga eléctrica con la divergencia del vector densidad de corriente eléctrica, dicha ecuación expresa que el cambio neto en la densidad de carga dentro de un volumen prefijado es igual a la integral de la densidad de corriente eléctrica sobre la superficie que encierra el volumen, que a su vez es igual a la intensidad de corriente eléctrica :

Esta propiedad se conoce como cuantización de la carga y el valor fundamental corresponde al valor de carga eléctrica que posee el electrón y al cual se lo representa como e. Cualquier carga q que exista físicamente, puede escribirse como siendo N un número entero, positivo o negativo.
Por convención se representa a la carga del electrón como -e, para el protón +e y para el neutrón, 0. La física de partículas postula que la carga de los quarks, partículas que componen a protones y neutrones toman valores fraccionarios de esta carga elemental. Sin embargo, nunca se han observado quarks libres y el valor de su carga en conjunto, en el caso del protón suma +e y en el neutrón suma 0







Política de privacidad