Leyes De Conservacion

Leyes de Conservación

Si un sistema no interacciona con su entorno de ninguna manera, entonces determinadas propiedades mecánicas del sistema no pueden cambiar. Algunas veces nos referimos a ellas como "constantes del movimiento". Estas cantidades se dice que son "conservadas" y las leyes de conservación resultante se pueden considerar como los principios mas fundamentales de la mecánica. En mecánica, ejemplos de cantidades conservativas son la energía, el momento y el momento angular. Las leyes de conservación son exactas para unsistema aislado.

Establecidas aquí como principios de la mecánia, estas leyes de conservación tiene profundas implicaciones en la simetría de la naturaleza, que no hemos visto violadas. Ellas sirven como una fuerte restricción en cualquier teoría sobre cualquier rama de la ciencia.

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Conservación del Momento

El momento de un sistema aislado es una constante. La suma de vectores de momentos mv de todos los objetos de un sistema, no pueden ser cambiados por interacciones dentro del propio sistema. Esto supone una fuerte restricción a los tipos de movimientos que pueden ocurrir en un sistema aislado. Si a una parte del sistema se le da un determinado momento en una dirección determinada, entonces alguna otra parte del sistema obtendrá simultáneamente, exactamente el mismo momento en dirección opuesta. Hasta donde podemos decir la conservación del momento es una simetría absoluta de la naturaleza. O sea, no conocemos nada en la naturaleza que lo viole.

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Conservación de la Energía

Definimos energía como la capacidad para producir trabajo. Puede existir en una variedad de formas y pude transformarse de un tipo de energía a otro tipo. Sin embargo, estas transformaciones de energía están restringidas por un principio fundamental, el principio de conservación de la energía. Una forma de establecer este principo es "la energía ni se crea ni se destruye". Otro forma de decirlo es, la energía total de un sistema aislado permanece constante.

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Conceptos de Energía

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La Conservación de la Energía como Principio Fundamental

El principio de conservación de la energía es uno de los principios fundamentales de todas las disciplinas científicas. En variadas áreas de la ciencia, habrá ecuaciones primarias que se pueden ver exactamente como una apropiada reformulación del principio de conservación de la energía.

Fluidos Ecuación de Bernoulli

Circuitos Eléctricos Ley de Voltaje

Calor y Termodinámica Primera ley de la Termodinámica

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Conceptos de Energía

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Conservación del Momento Angular

El momento angular de un sistema aislado permanece constante en magnitud y en dirección. El momento angular se define como el producto del momento de inercia I, y la velocidad angular. El momento angular es una cantidad vectorial y la suma de vectores de los momentos angulares de las partes de un sistema aislado es constante. Esto supone una fuerte restricción sobre los tipos de movimientos rotacionales que pueden ocurrir en un sistema aislado. Si a una parte del sistema se le dá un momento angular en una dirección determinada, entonces alguna otra parte del sistema, debe simultáneamente obtener exactamente el mismo momento angular en dirección opuesta. La conservación del momento angular es una simetría absoluta de la naturaleza. Es decir, no tenemos constancia de ningún fenómeno en la naturaleza que lo haya violado.

Ejemplo del Taburete Giratorio

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Un Sistema Aislado

Un sistema aislado es una colección de materia, que no reacciona en absoluto con el resto del universo y hasta donde conocemos, no exiten tales sistemas. No existe una pantalla contra la gravedad, y la fuerza electromagnética es de alcance infinito. Pero con objeto de centrarnos en principios básicos, es útil postular tales sistemas para clarificar la naturaleza de las leyes físicas. En particular, las leyes de conservación se pueden presumir exactas cuando se refieran a sistemas aislados:

Conservación de la energía: la energía total de un sistema es constante.

Conservación del momento: El producto de la masa por la velocidad del centro de masa es constante.

Conservación del momento angular: El momento angular total de un sistema es constante.

Tercera Ley de Newton: No se puede generar fuerza neta dentro de un sistema, puesto que todas las fuerzas ocurren en pares opuestos. La aceleración del centro de masa es cero. Indice

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Ley de las proporciones definidas

Ley de las proporciones definidas

Ley de las proporciones definidas. Enunciada por Louis Joseph Proust, basándose en experimentos que llevó a cabo a principios del siglo XIX por lo que también se conoce como Ley de Proust. Plantea que cuando dos o más elementos se combinan para formar un determinado compuesto lo hacen en una relación en peso invariable.

Explicación de la Ley

Esta ley puede servirnos como ejemplo de la aplicación del método científico. En el contacto con el aire, el hierro se corroe y que otros metales, como el cinc y el aluminio se transforman a su vez en sustancias distintas.

Como ejemplo, para obtener sulfato de hierro, debemos combinar el hierro y el azufre en la siguiente proporción: 7 partes de hierro, por 4 partes de azufre. Así obtenemos 11 partes de sulfato de hierro.ñ

De acuerdo con la ley tenemos:

7g de hierro + 4g de azufre = 11g de sulfato de hierro

Combinando 9gr. de hierro con 4 gr. de azufre, aún así conseguimos 11 gr. de sulfato de hierro, pero sobran 2 gr. de hierro.

De la misma forma, al combinar 7 gr. de hierro con 5 gr. de azufre, vamos a obtener también 11 gr. de sulfato de hierro, pero ahora nos sobrará 1 gr- de azufre.

En esta combinación, la cantidad de hierro y azufre puede ser diferente de 7 gr. y 4 gr., respectivamente, pero ambas substancias reaccionan siempre en la relación de 7 a 4.

Esta relación puede ser también obtenida por la masa atómica de los elementos. Como la masa atómica del hierro es 56 y la del azufre 32. Tenemos la proporcion 56:32

Para simplificar, se divide cada uno de estos números por el máximo divisor común y llegamos al siguiente resultado: 7:4

Así podemos concluir que en la formación de este compuesto, los elementos con mayor masa atómica participan en mayor proporción.

A través de análisis de innumerables substancias adquiridas por diferentes procesos fue posible verificar que una misma sustancia tiene siempre la misma composición cualitativa y cuantitativa. Por ejemplo, cualquier muestra de agua presenta siempre 88,9% de oxígeno y 11,1% en masa de hidrógeno, combinados en la misma proporción.

La ley de Proust fue estudiada y aprobada y posteriormente extendida a cualquier reacción química.

Las leyes de Lavoisier y Proust consisten en medir la cantidad de una sustancia en laboratorio e industria, es la garantía de que en un proceso químico no ocurre creación ni destrucción de materia, por eso es denominada ley de la conservación de la masa.

La ley de Proust es la garantía de proporcionalidad entre la masa de las sustancias reactivas y de los productos en una reacción química; por esto es denominada ley de las Proporciones Definidas.

Esas leyes, en la industria y en el laboratorio, sirven tanto para calcular la cantidad de reactivos en la preparación de sustancias como la cantidad de productos que deberán ser obtenidos.

Fuentes

INTRODUCCIÓN

Toda la materia está formada a partir de unas unidades elementales que existen en un número limitado. estas unidades no pueden ser divididas en partes más sencillas mediante los métodos físicos o químicos usuales. en la naturaleza existe 92 elementos químicos, aunque los físicos han creado 20 elementos más mediante procesos que implican reacciones nucleares. los elementos químicos fueron clasificados por primera vez por Mendelejev siguiendo unas pautas determinadas.

Estos elementos están divididos en tres categorías: metales, no metales y metaloides, aquí destacaremos los elementos metálicos y no metálicos.

De los 112 elementos que se conocen, sólo 25 son no metálicos; su química a diferencia de los no metales, es muy diversa, a pesar de que representa un número muy reducido, la mayoría de ellos son esenciales para los sistemas biológicos (O, C, H, N, P y S). En el grupo de los no metales se incluyen los menos reactivos: los gases nobles. Las propiedades únicas del H lo apartan del resto de los elementos en la tabla periódica.

Los metales en su mayoría provienen de los minerales. Los metales más abundantes en la corteza terrestre que existen en forma mineral son: aluminio, hierro, calcio, magnesio, sodio, potasio, titanio, y manganeso. El agua de mar es una rica fuente

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