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Conceptos Mecánicos de Energía. La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas. Hace referencia a las energías cinética y potencial. **Energia Cinetica:** Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación: Con lo cual un cuerpo de masa **m** que lleva una velocidad **v** posee energía. Ec = ½ m. v2 **Energia potencial:** Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación: Con lo cual un cuerpo de masa **m** situado a una altura **h** (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria. Ep = m. g. h = P. h. Se define energía mecánica como la suma de sus energías cinética y potencial de un cuerpo: **Em = ½ m. v2 + m. g. h** Para demostrar esto hay que conocer la segunda ley de Newton: F = m. a Siendo **F** la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, **m** la masa y **a** la aceleración. También se debe saber la cinemática relacionada con posición en cuerpos con aceleración y una de sus fórmulas que lo demuestran vf2 = vo2 + 2. a. Δx Se parte de un cuerpo que desciende por un plano inclinado liso. La fuerza que provoca la aceleración con que desciende es la componente x del peso Px Se aplica la ley de Newton: Fx = m. a que conlleva m. g. sen b = m. a La relación entre las velocidades vf y vo del cuerpo cuando se encuentra a unas alturas hf y ho es: vf 2 = vo2 + 2. a. Δx que conlleva a = (vf2 – vo2)/ 2. Δx Al introducir esto en la segunda ley de Newton: m. (vf2 – vo2)/ 2. Δx = m. g. sen b Como ho – hf = Δx. sen b m. (vf2 – vo2)/ 2 = m. g. (ho – hf) y separando los momentos inicial y final: **½ m. vo2 + m. g. ho = ½ m. vf2 + m. g. hf** Esto permite afirmar: La energía mecánica de un cuerpo en un instante del movimiento Eo es igual a la de cualquier otro Ef. La energía mecánica se mantiene constante. Si no hay rozamiento la energía mecánica siempre se conserva. Si un cuerpo cae desde una altura se producirá una conversión de energía potencial en cinética. La pérdida de cualquiera de las energías queda compensada con la ganancia de la otra, por eso siempre la suma de las energías potencial y cinética en un punto será igual a la de otro punto. Em = cte Si existe rozamiento en una transformación de energía, la energía mecánica no se conserva. Por ejemplo, un cuerpo que cae por un plano inclinado perderá energía mecánica en energía térmica provocada por el rozamiento. Con lo cual en un proceso semejante a éste la energía cinética inicial acabará en una energía mecánica final inferior a la otra más el trabajo ejercido por la fuerza de rozamiento: Emo = Emf + Tfr
 * Definicion de energia mecanica**
 * Demostración de la ecuación de la energía mecánica:**
 * Conservación de la energía mecánica:**
 * Disipación de la energía mecánica:**

**Procesos Termodinámicos** **-Proceso adiabático.** Se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. El término //adiabático// hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de una llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar de que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.

Durante un proceso adiabático, la energía interna del fluido que realiza el trabajo debe necesariamente decrecer. Es decir, que en este tipo de procesos se tiene que //**Q = 0**//. Que de acuerdo con la primera ley de la termodinámica, tenemos que: **Q= //∆U +W//** Como Q =0, entonces, //**∆U = -W.**// Esto quiere decir, que para un gas contenido en un cilindro provisto de un pistón, cuyas paredes no permiten la transferencia de calor al exterior, la variación de energía interna es igual al trabajo, ya sea realizado por el sistema o sobre el sistema.

**-Proceso isotérmico.** En este proceso la temperatura permanece constante. Como la energía interna de una gas ideal sólo es función de la temperatura, en un proceso isotérmico de un gas ideal la variación de la energía interna es cero **(∆U= 0**) La curva hiperbólica se conoce como isotérmica. De acuerdo con la primera ley de la termodinámica tenemos: **Q =** //**∆U +W.**// Como //**∆U = 0**//, entonces, //**Q = W**// Este proceso se observa cuando en un pistón que contiene un gas, después de suministrarle calor y producir cambios tanto en la presión como en el volumen su temperatura permanece constante.

Es un proceso termodinámico en el cual la presión permanece constante, en este proceso, como la presión se mantiene constante, se produce una variación en el volumen y por tanto el sistema realiza trabajo o se puede realizar trabajo sobre el sistema. De acuerdo con la primera ley de la termodinámica, tenemos: //**Q = ∆U +W**// Lo que quiere decir que en un proceso de tipo isobárico tanto el calor transferido como el trabajo realizado ocasionan una variación de la energía interna.
 * -Proceso isobárico.**

En este proceso el volumen permanece constante, es decir que en este tipo de proceso el volumen no varía y por tanto el trabajo es igual a cero, lo que significa que **W= 0**. De acuerdo con la primera ley de la termodinámica tenemos: //**Q = ∆U +W**// Como W=0, entonces //**Q = ∆U**//
 * -Proceso isométrico**

Transferencia de Energía mediante Trabajo En física se dice que el trabajo se realiza sobre un objeto cuando se transfiere la energía a ese objeto. En Física sí Qué Dice El Trabajo de las Naciones Unidas Sobre sí realiza Objeto CUANDO SE TRANSFIERE la Energía un Objeto ese. Para el pensamiento de introducción, esta es la mejor definición del trabajo. Para El Pensamiento de Introducción, Esta Es La Mejor definition del Trabajo.

Si usted pone la energía en un objeto, entonces se trabaja en ese objeto. Si USTED Pone La Energía en la ONU Objeto, 'entonces' sí Trabaja en ESE Objeto.

Si un primer objeto es el agente que da energía a un segundo objeto, el objeto primero funciona en el segundo objeto. Si las Naciones Unidas imprimación Objeto es El Agente Que da una Energía de la ONU Segundo Objeto, El Objeto Primero Funciona en El Segundo Objeto. La energía va desde el primer objeto en el segundo objeto. La Energía va Desde El Objeto de imprimación en El Segundo Objeto. En primer lugar diremos que si un objeto está en reposo, y ponerlo en marcha, entonces usted ha puesto la energía en ese objeto. En Lugar de imprimación diremos Que Si Objeto de las Naciones Unidas this en Reposo, y ponerlo en Marcha, 'entonces' el usted ha Puesto La Energía en ESE Objeto.

Persona de club de golf de Movimientos de balanceo, por ejemplo, un jugador utiliza un palo y una pelota de golf se fija en movimiento cuando él o ella golpea la pelota. Por Ejemplo, sin golfista banking de las Naciones Unidas y el club consigue UNA pelota de golf estacionaria de moverse CUANDO El o Ella Golpea la bola. El club funciona en la pelota de golf, ya que golpea la pelota. El club Funciona en La Pelota de Golf, ya Que Golpea la pelota. Energía deja el club y entra el balón. Energía vu El Club y El Balón Entra. Esta es una transferencia de energía. Esta Es UNA Transferencia de Energía. Por lo tanto, decimos que el club hizo un trabajo sobre la pelota. Por Lo Tanto, Que decimos de El Club de las Naciones Unidas hizó Trabajo Sobre La pelota vasca.

Y, antes que el balón fue golpeado, el golfista ha funcionado en el club. Y, Antes que Qué El Balón FUE golpeado, El golfista ha funcionado en el Club. El club fue inicialmente detenido, y el jugador quedó en movimiento cuando él o ella lo golpeó con el club. El club FUE inicialmente detenido, y El Jugador quedo en Movimiento CUANDO El o Ella Lo golpeó Con El club.

Fórmula Para El Trabajo En casi todos los casos considerados en el estudio de las formas mecánicas de energía, cuando se realiza trabajo sobre un objeto se aplica una fuerza al objeto, y el objeto es desplazado mientras esta fuerza actúa sobre ella. En Todos Los Casos CASI considerados en El Estudio de las Formas Mecánicas de Energía, CUANDO SE realiza Trabajo de las Naciones Unidas Sobre Objeto SE APLICA UNA Fuerza al Objeto , y El Objeto es desplazado MIENTRAS ESTA Fuerza Actúa Sobre Ella. Es decir, el objeto se mueve como resultado de una fuerza que es colocado sobre ella. Es Decir, El Objeto en sí Mueve Como Resultado de la UNA Fuerza Que es colocado Sobre Ella.
 * W= T*d**

En el ejemplo anterior, el club de golf pone una fuerza sobre la pelota, y esta fuerza actúa sobre la pelota por encima de la corta distancia a través del cual el club y el balón están en contacto, como la pelota se ve afectado. En El Ejemplo anterior, El Club de Golf Pone UNA Fuerza Sobre La pelota vasca, y this Fuerza Actúa Sobre La pelota Por Encima de la Corta DISTANCIA un Través del Cual El Club y El Balón estan en Contacto, Como La pelota sí ve afectado '. La energía se transfiere como la fuerza actúa sobre este desplazamiento. La Energía SE TRANSFIERE Como La Fuerza Actúa Sobre Este Desplazamiento.

La cantidad de trabajo se calcula multiplicando la fuerza por el desplazamiento. La cantidad de Trabajo sí cálculo multiplicando La Fuerza Por El Desplazamiento. Esa fórmula se parece a esto : Esa es la Fórmula Siguiente:

Al principio vamos a considerar solamente las fuerzas que están dirigidas en la misma dirección que el desplazamiento. Al Principio Vamos a ConSiderar Solamente las Fuerzas Que estan dirigidas en La Misma Dirección Que El Desplazamiento. Por ejemplo, se imagina un objeto que está siendo empujado horizontalmente hacia la derecha, y el objeto se mueve horizontalmente a la derecha como resultado de esta fuerza aplicada. Por Ejemplo, sí imaginación de las Naciones Unidas Objeto Que està siendo empujado horizontalmente Hacia la Derecha, y El Objeto en sí Mueve horizontalmente al estilo de Derecha Como Resultado of this Fuerza aplicada.

Energía de un Sistema

la energía también es una [|magnitud física] que se presenta bajo diversas formas, está involucrada en todos los procesos de cambio de [|estado físico], se transforma y se transmite, depende del sistema de referencia y fijado éste se conserva. [|1] Por lo tanto, todo cuerpo es capaz de poseer energía en función de su [|movimiento], [|posición] , [|temperatura] , [|masa] , composición química, y otras propiedades. En las diversas disciplinas de la [|física] y la [|ciencia], se dan varias definiciones de energía, todas coherentes y complementarias entre sí, y todas ellas siempre relacionadas con el concepto de [|trabajo].

Transferencia de Energía por Calor

Se define como calor (Q) a la cantidad de energía intercambiada desde un cuerpo más caliente hacia uno más frío. Esta transferencia de energía ocurre hasta que el sistema (parte del Universo en estudio) se encuentre en equilibrio térmico. Se dice, por tanto, que un sistema está en equilibrio térmico cuando ha alcanzado la condición de estado estable, en la que no tiene lugar intercambio neto de energía entre cualquiera de las partes del sistema y sus temperaturas son idénticas (temperatura final del equilibrio). Llamamos sistema adiabático a aquel sistema aislado que no intercambia calor con el medio. Asimismo, un calorímetro ideal o perfecto es aquel que no intercambia calor con las restantes partes del sistema, es decir que no entrega ni absorbe calor del resto del sistema.

La capacidad calorífica de un cuerpo o sustancia se define por:

C = ΔQ / ΔT

en donde ΔQ es la cantidad de calor que debe intercambiarse para efectuar un cambio ΔT en la temperatura. Mientras mayor sea el cuerpo, mayor será la cantidad de calor, por lo tanto, se define el calor específico, c, de un cuerpo como la capacidad calorífica por unidad de masa:

c = C / M

donde M es la masa del cuerpo.

En consecuencia, y de acuerdo con esta definición, la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de M gramos de un objeto es:

Δ Q = M c Δ T

Considerando un sistema adiabático, un calorímetro “ideal” y una mezcla de dos masas de agua a distintas temperaturas, se sabe que después de un cierto tiempo se alcanzará la misma temperatura final. Para calcular la temperatura de equilibrio se recurre a la conservación de la energía. Como no se efectúa trabajo mecánico, se mantiene la energía térmica total del sistema. Por tanto, se puede escribir:

ganancia de calor (por una parte del sistema) + pérdida de calor (por otra parte del sistema) = 0

Esta ecuación de conservación se puede escribir en términos de masas, calores específicos y diferencias de temperatura de los diversos componentes:

Mc ca (Tm-Tc) + Mf ca (Tm-Tf) = 0

donde: Mc= masa de agua caliente Mf = masa de agua fría ca = calor específico del agua Tm = temperatura de la mezcla en el equilibrio Tc, Tf = temperaturas iniciales del agua caliente y fría, respectivamente

Tomando el módulo de la variación de temperatura y simplicando el calor específico del agua (si suponemos insignificante la variación de c con la temperatura), obtenemos: Mc |ΔTc | = Mf |ΔTf |

Balance de Energía de Sistemas Cerrados Se dice que un sistema es abierto o cerrado dependiendo que exista o no transferencia de masa a través de la frontera del sistema durante el período de tiempo en que ocurre el balance de energía. Por definición un proceso intermitente es un proceso cerrado y los procesos semiintermitente y continuo son sistemas abiertos. Una ecuación integral de balance de energía puede desarrollarse para un sistema cerrado entre dos instantes de tiempo.

energía final del sistema – energía inicial del sistema = energía neta transferida

Energía inicial del sistema = Ui + Eci + Epi

Energía final del sistema = Uf + Ecf + Epf

U = energía interna Ec = energía cinética Ep = energía potencial

Energía transferida( D E) = Q + W D E = Et2 –Et1 Los subíndices se refieren a los estrados inicial y final

(Uf - Ui) + (Ecf - Eci) + (Epf - Epi) = Q +W

Si utilizamos el símbolo D para indicar diferencia se tiene: D U + D Ec + D Ep = Q + W luego,

D E = Q + W (1) donde D E representa la acumulación de energía en el sistema asociada a la masa y está compuesta por: energía interna(U), energía cinética y energía potencial(P). La energía transportada a través de la frontera del sistema puede transferirse de dos modos: como calor (Q) o como y trabajo (W) **Q y W** representan la transferencia neta de calor y trabajo, respectivamente, entre el sistema y su entorno Si D E = 0 ; Q = - W La ecuación (1) es la es la forma básica de la primera ley de la termodinámica En [|física], la **energía interna** //(U)// de un sistema intenta ser un reflejo de la energía a escala microscópica. Más concretamente, es la suma de: La energía interna no incluye la energía cinética traslacional o rotacional del sistema como un todo. Tampoco incluye la energía potencial que el cuerpo pueda tener por su localización en un campo gravitacional o electrostático externo.    Todo cuerpo posee una energía acumulada en su interior equivalente a la energía cinética interna más la energía potencial interna. Si pensamos en constituyentes atómicos o moleculares, será el resultado de la suma de la [|energía cinética] de las [|moléculas] o [|átomos] que constituyen el sistema (de sus energías de traslación, rotación y vibración), y de la [|energía potencial] intermolecular (debida a las [|fuerzas intermoleculares] ). Desde el punto de vista de la [|termodinámica], en un [|sistema cerrado] (o sea, de paredes impermeables), la variación total de energía interna es igual a la suma de las cantidades de energía comunicadas al sistema en forma de calor y de trabajo. Aunque el calor transmitido depende del proceso en cuestión, la variación de energía interna es independiente del proceso, sólo depende del estado inicial y final, por lo que se dice que es una [|función de estado]. Del mismo modo es una diferencial exacta, a diferencia de, que depende del proceso.
 * la //energía cinética interna//, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema, y de
 * la //energía potencial interna//, que es la energía potencial asociada a las interacciones entre estas individualidades. [|1]
 * En un [|gas ideal] [|monoatómico] bastará con considerar la energía cinética de traslación de sus moléculas.
 * En un gas ideal poliatómico, deberemos considerar además la energía vibracional y rotacional de las mismas.
 * En un líquido o sólido deberemos añadir la energía potencial que representa las interacciones moleculares.

Algunas variaciones de la energía interna
Al aumentar la [|temperatura] de un sistema, sin que varíe nada más, aumenta su energía interna reflejado en el aumento del [|calor] del sistema completo o de la materia estudiada. Convencionalmente, cuando se produce una variación de la energía interna manifestada en la variación del calor que puede ser cedido, mantenido o absorbido se puede medir este cambio en la energía interna indirectamente por la variación de la temperatura de la materia.

[ [|editar] ] Variación sin modificación de la composición química
Sin que se modifique la composición química o cambio de estado de la materia que compone el sistema, se habla de variación de la energía interna **sensible** y se puede calcular de acuerdo a los siguientes parámetros; Donde cada término con sus unidades en el [|Sistema Internacional] son: **Q =** es la variación de energía o de calor del sistema en un tiempo definido (J). **Ce =** [|calor específico] de la materia (J/kg·K). **m =** masa. **=** temperatura final del sistema - temperatura inicial (K).

[ [|editar] ] Ejemplo
Calcular la energía total de un sistema compuesto de 1 g de agua en condiciones normales, es decir a la altura del mar, una atmósfera de presión y a 14 °C para llevarlo a 15º C, sabiendo que el Ce del agua es = 1 [cal/g·°C]. Aplicando la fórmula y reemplazando los valores, tenemos; Q = 1 [cal/g·°C] · 1 [g] · (15 - 14) [°C] = 1 [cal]

[ [|editar] ] Variación con modificación de la composición química
Si se produce alteración de la estructura atómica-molecular, como es el caso de las [|reacciones químicas] o cambio de estado, se habla de variación de la energía interna **química** o variación de la energía interna //**latente**//. Esta condición de cambio de estado se puede calcular de acuerdo a: Donde  **=** Coeficiente de cambio de estado, medido en [kcal/m]

[ [|editar] ] Variación nuclear
Finalmente, en las reacciones de [|fisión] y [|fusión] se habla de energía interna **nuclear**.

[ [|editar] ] Energía cinética media de un gas
K = Constante de Boltzmann = 1,38·10-23 J/K =Velocidad media de la molécula

**//El trabajo//** es la **//transferencia//** de **//energía.//**  In physics we say that work **//is done on an object//** when you transfer energy to that object. En física se dice que el trabajo **//se realiza sobre un objeto//** cuando se transfiere la energía a ese objeto. For introductory thinking, this is the best definition of work. Para el pensamiento de introducción, esta es la mejor definición del trabajo.  If you put energy into an object, then you do work on that object. Si usted pone la energía en un objeto, entonces se trabaja en ese objeto.  If a first object is the agent that gives energy to a second object, then the first object does work on the second object. Si un primer objeto es el agente que da energía a un segundo objeto, el objeto primero funciona en el segundo objeto. The energy goes from the first object into the second object. La energía va desde el primer objeto en el segundo objeto. At first we will say that if an object is standing still, and you get it moving, then you have put energy into that object. En primer lugar diremos que si un objeto está en reposo, y ponerlo en marcha, entonces usted ha puesto la energía en ese objeto.  For example, a golfer uses a club and gets a stationary golf ball moving when he or she hits the ball. Por ejemplo, un golfista utiliza un club y consigue una pelota de golf estacionaria de moverse cuando él o ella golpea la bola. The club does work on the golf ball as it strikes the ball. El club funciona en la pelota de golf, ya que golpea la pelota. Energy leaves the club and enters the ball. Energía deja el club y entra el balón. This is a transfer of energy. Esta es una transferencia de energía. Thus, we say that the club did work on the ball. Por lo tanto, decimos que el club hizo un trabajo sobre la pelota.  And, before the ball was struck, the golfer did work on the club. Y, antes que el balón fue golpeado, el golfista ha funcionado en el club. The club was initially standing still, and the golfer got it moving when he or she swung the club. El club fue inicialmente detenido, y el jugador quedó en movimiento cuando él o ella lo golpeó con el club.