ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y ANÁLISIS GENERAL DE ENERGÍA

ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y ANÁLISIS GENERAL DE ENERGÍA

El inicio de conservación de la energía expresado por la primera ley de la termodinámica es un criterio con el que ya se ha trabajado en bachillerato, y constantemente se hace énfasis en que a lo largo de un proceso, la energía no se crea ni se elimina, solamente cambia de una manera a otra. Esto parece bastante fácil, sin embargo podría ser primordial comprobar en qué medida se comprende en verdad este inicio.

 Imagine una habitación con puertas y ventanas cerradas herméticamente y con paredes recluidas por lo cual la pérdida o ganancia de calor por medio de ellas es insignificante. En el interior de la habitación se sitúa un refrigerador conectado a un contacto y con la puerta abierta (Fig. 2-1). Inclusive se podría utilizar un diminuto ventilador que realice circular el viento para conservar la temperatura uniforme. Ahora bien, ¿qué sospecha que sucederá con la temperatura promedio del aire? ¿Aumentará o disminuirá? ¿Permanecerá constante?[pic 1]

 Posiblemente el primer pensamiento que se tenga sea que la temperatura media del viento en la habitación reducirá mientras el viento templado se combine con el gélido que crea el refrigerador. Es viable que ciertos deseen situar atención en el calor que produce el motor del refrigerador, y podrían replicar que la temperatura media del viento incrementará si este impacto de calentamiento es más grande que el impacto de enfriamiento. Sin embargo se sentirán confundidos si se asegura que el motor está hecho de materiales superconductores y, por lo tanto, que es bastante difícil que el motor produzca calor.

 La controversia podría seguir sin final si no se rememora el inicio de conservación de la energía: si se toma toda la habitación, integrados el viento y el refrigerador, como el sistema (el cual podría ser un sistema cerrado adiabático pues la habitación está bien cerrada y aislada), el exclusivo trueque de energía podría ser el de energía eléctrica, que cruza las fronteras del sistema y entra en la habitación. La conservación de la energía necesita que la energía contenida en la habitación incremente en la misma porción que la de la energía eléctrica que entra al refrigerador, la cual se puede conocer por medio de un contador eléctrico ordinario.

El refrigerador o su motor no almacenan esta energía; por consiguiente, debería encontrarse en el viento de la habitación y se manifestará como un crecimiento en la temperatura de éste, crecimiento que se calcula basado en el inicio de la conservación de la energía, tomando en cuenta las características del viento y la proporción de energía eléctrica consumida. ¿Qué sospecha que sucedería si se tuviera una unidad de viento acondicionado en el interior de la habitación en vez de un refrigerador? ¿Qué pasa si hablamos de un ventilador?

 Observe que a medida que el refrigerador labora en la habitación, la energía se mantiene, debido a que la energía eléctrica se convierte en una porción equivalente de energía térmica almacenada en el viento de la habitación. Si ya es un hecho que la energía se mantiene, entonces ¿qué sentido tiene dialogar tanto de la conservación de la energía y las medidas que tienen que tomarse para conservarla?

Realmente, lo cual se entiende por “conservación de energía” es la conservación de la calidad de la energía, no la porción. La electricidad, que es una de las energías de más alta calidad, ejemplificando, constantemente se puede transformar en una porción igual de energía térmica (conocida además como calor). Sin embargo únicamente una pequeña parte de la energía térmica, que es la de menor calidad, se puede transformar otra vez en electricidad, como se explica en el capítulo 6. Piense en las cosas que puede hacer con la energía eléctrica consumida por el refrigerador, así como con el viento de la habitación que ahora está a más grande temperatura.

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