*Ley de la Conservación de la energía*

La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.

*Conservación de la energía y termodinámica*

Dentro de los sistemas termodinámicos, una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de energía térmica (Q) a un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores:

Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En una proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior. Así un sistema físico aislado puede cambiar su estado a otro con la misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable. Por ejemplo, un movimiento con fricción es un proceso irreversible por el cual se convierte energía mecánica en energía térmica. Esa energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario.

Desde un punto de vista cotidiano, las máquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en pérdidas de energía y por lo tanto también de recursos económicos o materiales. Como se decía anteriormente, esto no debe interpretarse como un incumplimiento

del principio enunciado sino como una transformación "irremediable" de la energía.

*Energía Interna U*

La energía interna, U, es la que incluye todas las formas posibles de energía atribuibles al sistema. Las contribuciones importantes a la energía interna de un sistema incluyen las atracciones y repulsiones entre los átomos, moléculas, iones y partículas subatómicas que forman el sistema y la energía cinética de todas sus partes.

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 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.

*Sistema Cerrado (A

Masa constante)*

U es la energía total de un sistema

Depende del estado del sistema y no de cómo el sistema llegó a

ese estado

Es una función de estado

*Capacidad Calorífica*Es la cantidad de energía necesaria para aumentar 1K la temperatura

de una sustancia.

La Capacidad Calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como un efecto de Inercia Térmica.

Está dada por la ecuación:

C = Q/T [J/K]

Donde C es la capacidad calorífica, Q es el calor y T la variación de temperatura.

Se mide en joules por kelvin (unidades del SI).

*Entalpía*

La entalpía (simbolizada generalmente como "H", también llamada contenido de calor, y calculada en julios en el sistema internacional de unidades o también en kcal o, si no, dentro del sistema anglo: "BTU"), es una variable de estado, (lo que quiere decir que, sólo depende de los estados inicial y final) que se define como la suma de la energía interna de un sistema termodinámico y el producto de su volumen y su presión.

La entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente, al igual que la energía interna, en cambio, la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida experimentalmente. El cambio de la entalpía del sistema causado por un proceso llevado a cabo a presión constante, es igual al calor absorbido por el sistema durante dicho proceso.

La entalpía se define mediante la siguiente fórmula:

∮dU=0

Donde:

H es la entalpía (en julios). U es la energía interna (en julios). p es la presión del sistema (en pascales). V es el volumen del sistema (en metros cúbicos).

*Primera ley de la termodinámica*

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica.

La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

Eentra − Esale = ΔEsistema

*Energía Total*Energía total (dentro de un medio cerrado, donde no hay

pérdidas, no entra ni sale energía) es igual a la suma de las energías potenciales y las energías cinéticas contenidas en el contenedor.

Como la energía no se consume, no se pierde ni se crea, solo cambia de forma y estado, sin importar que pase dentro del medio, la SUMA será constante e invariable independientemente de los tipos de energía resultantes en todo momento.

*Trabajo*El trabajo no es necesariamente de naturaleza puramente

mecánica, ya que la energía intercambiada en las interacciones puede ser mecánica, eléctrica, magnética, química, etc..., por lo que no siempre podrá expresarse en la forma de trabajo mecánico.

No obstante, existe una situación particularmente simple e importante el la que el trabajo está asociado a los cambios de volumen que experimenta un.

Así, si consideramos un fluido que se encuentra sometido a una presión externa y que evoluciona desde un estado caracterizado por un volumen V1 a otro con un volumen V2, el trabajo realizado será:

*Fluido Estático*

La estática de fluidos estudia el equilibrio de gases y líquidos. A partir de los conceptos de densidad y de presión se obtiene la ecuación fundamental de la hidrostática, de la cual el principio de Pascal y el de Arquímedes pueden considerarse consecuencias. El hecho de que los gases, a diferencia de los líquidos, puedan comprimirse hace que el estudio de ambos tipos de fluidos tengan algunas características diferentes. En la atmósfera se dan los fenómenos de presión y de empuje que pueden ser estudiados de acuerdo con los principios de la estática de gases.

*Principio de Conservación de Masa*

La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada por Lavoisier y otros científicos que le sucedieron. Establece un punto muy importante: “En toda reacción química la masa se conserva, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos”.

*Flujo Estacionario*

Llamado también flujo permanente.

Este tipo de flujo se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes con el tiempo o bien, si las variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios. Así mismo en cualquier punto de un flujo estacionario, no existen cambios en la densidad, presión o temperatura con el tiempo.

*Flujo Másico Y Volumétrico*

El flujo volumétrico es la cantidad de volumen que fluye a través de las fronteras del sistema por unidad de tiempo. Este flujo volumétrico es el mismo caudal Q que se utiliza en mecánica de fluidos, pero se usa un símbolo diferente para no confundir caudal con calor. La ecuación para este es

la V indica la velocidad promedio del fluido perpendicular a un área A.

El flujo másico es la cantidad de masa que fluye a través de las fronteras del sistema por unidad de tiempo. La ecuación para determinar el flujo másico es

Donde v minúscula es el volumen específico y es la densidad.