¿Qué es la Ley de Conservación? Definición

Leyes de conservación

En física, una ley de conservación establece que una propiedad medible particular de un sistema físico aislado no cambia a medida que el sistema evoluciona con el tiempo. Estas propiedades a veces se denominan ” constantes del movimiento “. Se dice que estas cantidades están ” conservadas ” y las leyes de conservación que resultan pueden considerarse los principios más fundamentales de la mecánica. En mecánica, ejemplos de cantidades conservadas son energía, momento y momento angular. Las leyes de conservación son exactas para un sistema aislado.

La Ley de Conservación de la Materia

La ley de conservación de la materia  o el principio de conservación de la materia establece que la masa de un objeto o colección de objetos nunca cambia con el tiempo, sin importar cómo se reorganicen las partes constituyentes.

La masa no puede ser creada ni destruida.

La ley exige que durante cualquier reacción nuclear , desintegración radiactiva o reacción química en un sistema aislado, la masa total de los reactivos o materiales de partida debe ser igual a la masa de los productos .

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En el caso de la madera quemada, el problema era la medición del peso de los gases liberados . Las mediciones del peso de los gases liberados fueron complicadas, debido al efecto de flotabilidad de la atmósfera de la Tierra sobre el peso de los gases. Una vez entendida, la conservación de la materia fue de crucial importancia en el progreso de la alquimia a la ciencia natural moderna de la química.

Ley de la conservación de la energía

La ley de conservación de la energía es una de las leyes básicas de la física junto con la conservación de la masa y la conservación del impulso. La ley de conservación de la energía establece que la energía puede cambiar de una forma a otra, pero no se puede crear ni destruir . O la definición general es:

La energía total de un sistema aislado permanece constante en el tiempo.

La energía se puede definir como la capacidad de hacer trabajo . Puede existir en una variedad de formas y puede transformarse de un tipo de energía a otro de cientos de maneras.

Por ejemplo, quemar gasolina para impulsar automóviles es un proceso de conversión de energía en el que confiamos. La energía química en la gasolina se convierte en energía térmica , que luego se convierte en energía mecánica que hace que el automóvil se mueva. La energía mecánica se ha convertido en energía cinética . Cuando usamos los frenos para detener un automóvil, esa energía cinética se convierte por fricción en calor o energía térmica .

Una consecuencia de la ley de conservación de la energía es que una máquina de movimiento perpetuo de primer tipo, que produce trabajo sin la entrada de energía, no puede existir.

El concepto de conservación de energía es ampliamente utilizado en muchos campos. En este artículo se discuten los siguientes campos:

• Conservación de la energía mecánica.
• Conservación de energía en mecánica de fluidos
• Conservación de la energía en termodinámica.
• Conservación de energía en circuitos eléctricos.
• Conservación de energía en reacciones químicas
• Conservación de la energía en la teoría de la relatividad especial
• Conservación de energía en reacciones nucleares

Ley de Conservación de la Energía de Masa – Equivalencia de Energía de Masa

A principios del siglo XX, la noción de masa sufrió una revisión radical. La masa perdió su absoluto . Uno de los resultados sorprendentes de la teoría de la relatividad de Einstein es que la masa y la energía son equivalentes y convertibles  una en la otra. La famosa fórmula E = mc ² describe la equivalencia de la masa y la energía . En palabras, la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Debido a que la velocidad de la luz es un número muy grande, la fórmula implica que cualquier pequeña cantidad de materia contiene una gran cantidad de energía. Se vio que la masa de un objeto era equivalente a la energía, que era interconvertible con la energía y que aumentaba significativamente a velocidades extremadamente altas cerca de la de la luz. Se entendió que la energía total de un objeto comprende su masa en reposo , así como su aumento de masa causado por el aumento de la energía cinética .

En la teoría especial de la relatividad, ciertos tipos de materia pueden crearse o destruirse , pero en todos estos procesos, la masa y la energía asociadas con dicha materia no cambian en cantidad . Se descubrió que la masa en reposo de un núcleo atómico es considerablemente más pequeña que la suma de las masas en reposo de sus protones, neutrones y electrones constituyentes . La masa ya no se consideraba inmutable en el sistema cerrado. La diferencia es una medida de la energía de unión nuclear que mantiene unido el núcleo. Según la relación de Einstein ( E = mc ² ), esta energía de unión es proporcional a esta diferencia de masa y se conoce como el defecto de masa .

Durante la división nuclear o la fusión nuclear , parte de la masa del núcleo se convierte en enormes cantidades de energía y, por lo tanto, esta masa se elimina de la masa total de las partículas originales, y la masa falta en el núcleo resultante. Las energías de enlace nuclear son enormes, son del orden de un millón de veces mayores que las energías de enlace de electrones de los átomos.

En general, en las reacciones químicas y nucleares , se produce cierta conversión entre la masa en reposo y la energía, de modo que los productos generalmente tienen una masa menor o mayor que los reactivos. Por lo tanto, el nuevo principio de conservación es  la conservación de la energía de masas .

Ver también: Liberación de energía de la fisión