Principio de conservación de la Energía Mecánica

Autores: Juan Canaglia y Facundo Medina.

Grupo: 5

Principio de conservación
Se lo puede denominar según el siguiente enunciado:
En un sistema aislado no se crea ni se destruye energía, y sólo pueden ocurrir transformaciones de una forma de energía.
Para entender dicho enunciado debe tenerse presente que se denomina sistema aislado a un sistema que no intercambia ni masa ni energía con el medio. Es decir, un sistema cerrado separado del medio por una pared rígida y adiabática y que no está vinculado con el medio ni por un campo magnético ni eléctrico.

Esto puede enunciarse como primer principio de la Termodinámica:
El trabajo que un sistema cerrado intercambia con el medio en una transformación adiabática, depende del estado inicial del que parte y del estado final a que llega; con independencia de los estados intermedios por los que el sistema pasa.

Se entiende por transformación adiabática a una alternativa durante la cual el sistema está separado por una pared adiabática, es decir, donde tenemos diferentes cuerpos a distintas temperaturas separados por ella, donde no habrá interacción entre ellos.

Trabajo de fuerza no conservativa y su aplicación
Si hablamos de un sistema cerrado, en él actúan fuerzas perpendiculares a su límite. Si en este no hay un cambio de volumen estamos hablando de un trabajo de rozamiento.
En un sistema cerrado el rozamiento solo puede serle cedido y es siempre negativo, o nulo en el caso límite del proceso reversible. 
Un fenómeno en el que intervenga el trabajo de rozamiento, es un proceso disipante y es siempre irreversible. Por el contrario, en un proceso reversible el rozamiento no existe y el trabajo es únicamente de expansión. Se verifica:
Ejemplo:
Un cilindro de 0,25 m de diámetro interior contiene un gas, limitado en su parte superior por un embolo que actúa sobre el gas con una fuerza de 7.500 N. A través de una resistencia eléctrica, conectada a un generador de corriente continua, circula durante 40s una corriente de 2,0 A, a la tensión de 50 V. Al finalizar el proceso, el embolo se encuentra 280 mm por encima de la situación inicial. Calcular el trabajo absorbido o cedido al sistema.
Solución:
Sobre el sistema actúa un trabajo de rozamiento debido a la resistencia eléctrica y el sistema produce un trabajo de expansión. La suma de ambos será el trabajo resultante.
El trabajo de rozamiento aportado por la resistencia eléctrica será:
El trabajo de expansión realizado por el gas, dado que se produce a presión contante, valdrá:

Donde se ha sustituido la presión sobre el gas calculada mediante p = F / S
El trabajo total será:

Que resulta negativa por ser un trabajo absorbido por el sistema.

Bibliografía
A, G. C. (2006). Termodinámica Técnica. Buenos Aires: Alsina.
Ortiz, M. C. (2007). Termodinámica Técnica. Resistencia: Triñanes Gráfica.


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