Importancia de la conservación de la energía

La conservación de la energía es fundamental para el buen funcionamiento del planeta y el desarrollo de los procesos naturales. En la actualidad existe una ley de conservación de la energía donde se establece que la cantidad de energía total en cualquier sistema físico aislado que no entra en contacto con otro sistema, siempre permanece invariable con el tiempo, sin embargo esta energía se puede transformar en otra forma de energía para su aprovechamiento.

Es entonces como se define que la energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma, cambiando de una forma a otra para poderla aprovechar al máximo, un ejemplo de ello es cuando la energía eléctrica es transformada en energía térmica y que se define como calefactor.

Relación con la termodinámica

Los sistemas termodinámicos surgen a partir de la creación de la ley de conservación de la energía y que lleva por nombre la primera ley de la termodinámica, donde se establece que cuando se suministra calor en determinada cantidad a un sistema en particular, esa energía es igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema, más el trabajo que ejecuta el sistema en sus alrededores.

Conservación de la energía

Existe una segunda ley de termodinámica donde se ha podido determinar que aunque la energía no puede ser destruida, si puede degradarse, ya que es un proceso irreversible y no se puede volver al estado termodinámico anterior.

Son muchos los casos de la vida cotidiana que evidencian estas características, donde las máquinas y procesos que han sido desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100% por lo que se deduce que es producto de las pérdidas de energía y  a su vez una disminución de los materiales o recursos económicos. Es un proceso que puede definirse como una transformación irremediable de la energía.

Mecánica relativista

Ha resultado complicado establecer una generalización de la teoría de la relatividad y la ley de conservación de la energía de la mecánica clásica, esto se debe a que en la mecánica relativista no se puede distinguir de manera definida la masa de la energía, por lo que la presencia de una partícula material de masa que se encuentre en reposo con respecto a un observador, implica directamente que dicho observador tiene la capacidad de medir una cantidad energía asociada.

Por otro lado se ha podido confirmar que la teoría de la relatividad no resulta posible formular una ley de la conservación de masa similar a la que existe en la mecánica clásica, pues esta no se puede conservar.

Importancia de la Conservación de la energía

Conservación en presencia de campo electromagnético

Cuando se cuenta con la presencia de un campo electromagnéticos, la energía cinética total de las partículas que están cargadas no se conserva, así mismo, los campos eléctricos y magnéticos son definidos como entidades físicas que cambian en relación al tiempo y en base a la dinámica propia de un lagrangiano, por lo que se les asigna una magnitud que lleva el nombre de energía electromagnética que viene dada por la suma de cuadrados del módulo que contiene cada campo

Conservación en campo gravitatorio

Por otro lado se encuentra el campo gravitatorio que cuenta a su vez con particularidades específicas, se define que no hay una madera de construir una magnitud que pueda representar la energía total conjunta de la materia y el espacio-tiempo que se pueda conservar.

Esto se debe a que el espacio-tiempo puede presentar carencias de simetría temporal, por lo que se puede deducir que no existen vectores de Killing temporales en ese determinado espacio, tampoco se puede hablar de invariancia temporal de las ecuaciones de movimiento, pues no existe un tiempo ajeno al tiempo coordenado por el campo espacio-tiempo.

Otro factor importante es que en la teoría de la relatividad sobre el espacio-tiempo, se puede definir que no existe un tensor de energía-impulso que esté completamente definido, aunque es probable que para ciertos sistemas de coordenadas se pueda construir lo que se conoce como pseudotensor de energía-impulso que tienen propiedades muy similares a un suspensorio, la única diferencia es que pueden definirse solamente en sistemas de coordenadas que cumplen con ciertas propiedades específicas.

Es importante resaltar que algunas teorías alternativas a la relatividad como es la de gravitación de Logunov y Mestvirishvili, si se puede definir la energía total del sistema de la materia. Por lo que se considera una teoría que es equivalente a la teoría de la relatividad general en regiones desprovistas de materia.Esta última teoría preside la no ocurrencia de agujeros negros, por lo que es una de las predicciones que la diferencian con respecto a la teoría general planteada por Albert Einstein sobre la relatividad.Conservación de la energía Relación con la termodinámica

Conservación en mecánica cuántica

En este tipo de mecánica aparece la energía total en algunos sistemas aislados, donde ésta no se encuentra fijada para algunos estados cuánticos, por lo que puede fluctuar a lo largo del tiempo. En este caso existen estados que llevan el nombre de estacionarios y que son autovectores del operador hamiltoniano, son los únicos que tienen la capacidad de tener una energía bien definida, además de caracterizarse porque el hamiltoniano no depende del tiempo.

Según algunos estudios se ha podido definir que en sistemas aislados, aun cuando hay la presencia de estados no estacionarios, es posible definirse una ley de conservación de la energía en términos de valores medios.

Importancia de la conservación de la energía

En el día a día y la vida cotidiana, esta ley juega un papel importante, pues se encuentra presente en muchos procesos en nuestro entorno. Su conservación y transformación es necesaria para la utilización de productos eléctricos y de uso cotidiano, tanto en el hogar como a nivel industrial. También resulta de gran beneficencia para la conservación del medio ambiente, pues una buena administración de esta energía, evitan impactos ambientales en gran proporción.

Algunos medios o fuentes de energía resultan finitos, por lo que su buena utilización y conservación es importante, pues los recursos agotables deben utilizarse de forma consciente e inteligente.

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