El principio de conservación de la energía
Varias veces se ha hecho mención en este blog al principio de conservación de la energía, también conocido como primera ley de la termodinámica (que realmente fue la ley de la termodinámica que se postuló cronológicamente en segundo lugar).
No quiero hacer un artículo aburrido por lo que no voy a entrar en formulación y me voy a quedar a nivel conceptual. En las referencias podéis encontrar abundante material si queréis profundizar sobre el tema.
La ley de la conservación de la energía 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.
Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En un 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.
¿Cómo aplica el principio de conservación sobre campos magnéticos?
Un motor es un dispositivo que transforma energía eléctrica en energía mecánica. Para ello, utiliza un campo magnético producido por imanes. Los motores magnéticos que hemos analizado aquí (Perendev, Orbo, Magniwork, Bedini, Newman) aprovechan la energía mecánica obtenida por este proceso para volver a generar energía eléctrica, de la misma manera que lo hace un generador. Veamos cómo funcionan ambos, generador y motor:
Según se postula en la ley de Lenz, la causa por la que se genera la corriente inducida precisamente es el principio de conservación de la energía. Cuando varía el flujo magnético que atraviesa una bobina, esta reacciona de tal manera que se opone a la causa que produjo la variación. Es decir, si el flujo aumenta, la bobina lo disminuirá; si disminuye lo aumentará. Para conseguir estos efectos, tendrá que generar corrientes que, a su vez, creen flujo que se oponga a la variación. La consecuencia es que en la bobina aparece una corriente inducida, que es el equivalente a la energía mecánica aplicada, con sus consecuentes pérdidas debidas a la segunda ley de la termodinámica.
Esto en la práctica significa que es imposible que al aplicar una cantidad E de energía eléctrica a un sistema aislado se pueda transformar en energía mecánica y de vuelta a energía eléctrica recuperando la misma cantidad de energía E. Cuando alguien nos dice que un dispositivo es capaz de obtener una eficiencia del 200 o 300% o nos está mintiendo, o ha errado los cálculos, o va a obligar a la ciencia a empezar de 0.
Referencias:
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_electrico
http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico
http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Lenz
http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Faraday
http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica#Leyes_de_la_termodin.C3.A1mica
Javi
12/12/10 19:54
@lamentira:
Gracias, he tenido problemas con el antispam de blogger, hace poco que han cambiado algo y no eres el primero al que le han desaparecido comentarios. Voy a ver si lo recupero.
JFRM
12/12/10 20:01
O de una hidroeléctrica o de una nuclear. Entonces motores el doble de eficientes ahorrarían la mitad del combustible. Con un parque móvil de coches eléctricos se podrían dedicar los momentos de bajo consumo actuales a la recarga de baterías. Supongo que gran parte del retraso que llevan en esto es buscar la forma chupar impuestos al coche eléctrico como lo hacen a través del litro de combustible actual. Algo inventarán.
Javi
12/12/10 20:12
@ JFRM:
En España, alrededor del 50% de la energía viene del petróleo y poco menos del 25% del gas natural, a lo que hay que añadir un 8% del carbón. Por mucho que te esfuerces, al final, la energía sale del petróleo y enmascararlo lo único que hace es aumentar las pérdidas energéticas.
Además, tienes que tener en cuenta que la recarga de baterías no sólo no es 100% eficiente, sino que proporciona muy poca autonomía, por lo que hay que recargarlas frecuentemente, lo que se traduce en más pérdidas, tanto por la ineficiencia del proceso de recarga como por las pérdidas inherentes del transporte de electricidad desde la central eléctrica hasta tu casa.
No hay por donde cogerlo, lo siento.
lamentira
12/12/10 20:42
@ JFRM:
Yo estoy temiendo que se popularice el coche eléctrico. Cuando lo haga vamos a tener que alumbrarnos en casa con velas y poner un triciclo con una dinamo delante de la tele porque si la electricidad ya está carísima, cuando le carguen los impuestos que ahora tienen los combustibles fósiles vamos a alucinar.
Javi
12/12/10 21:16
lamentira dijo:
No es sólo eso. Con la producción eléctrica actual simplemente no hay capacidad para alimentar a toda (ni siquiera a una pequeña fracción) de la flota actual de vehículos. Si se convierten todos los coches actuales en eléctricos nos van a poner centrales térmicas hasta en la sopa.
JFRM
12/12/10 21:30
@ lamentira:
Está claro, antes de dar adelante a nada, los gobiernos echarán cuentas a la tesorería, por eso tampoco espero demasiado del tema. Pero Javi, si nos vamos a las posibilidades, motores más eficientes permitirán siempre ahorro. ¿Que hay que acondicionar la cadena? Pues como tú apuntas hay mucho que trabajar; donde se haga, y miro como siempre a los países nórdicos —o a Francia con sus cincuenta y tantas nucleares—, sacarán ventaja.
Tampoco el ahorro en aceites y recambios es cosa baladí. Un motor magnético una vez ajustada la electrónica tiene pocas piezas y desgaste mínimo por rozamientos. Los de los aceites son los mismos que los del petróleo, así que concluyo que sí, que les podría resultar incómoda su incorporación masiva.
NewZealander
12/12/10 21:31
Y tener en cuenta otro pequeño detalle y es que las instalaciones de transporte de energía eléctrica tienen una pila de años del copón y aunque parte de la factura electrica debería emplearse en modernizarlas, mucho me temo que las eléctricas lo emplean más en pagar a directivos aviones privados y putas.
Un saludo
Javi
12/12/10 21:42
@JFRM:
Es que lo determinante es la eficiencia global. Tú puedes tener un motor con una eficiencia del 100%, que si la energía que le suministras tiene una eficiencia del 10%, al final estás aprovechando el 10% de la energía. Con un motor magnético, por muy bonito que te lo pongan, al final la energía la estás sacando del mismo sitio que con un motor de combustión, así que no puedes esperar tener más eficiencia.
@La Mentira:
No encuentro tu comentario en la bandeja de spam, ¿te importa dejar otro a ver si aparece o al menos te puedo agregar como fiable?
JFRM
12/12/10 23:20
Javi, me estás haciendo la de Filemón: cara ganas tú, cruz, pierdo yo. Metes indefectiblemente en algún punto del proceso la gasolina, el motor de explosión, o la imposibilidad de conseguir energía de forma más eficiente a como lo hace el motor de explosión con la gasolina.
Con la adaptabilidad del mundo a tu causa se puede sintetizar que un motor 70% más eficiente que otro, en realidad, tiene la misma eficiencia. Ya te encargas tú apretar una zapata contra el rotor del eficiente e igualarlos…
Javi
13/12/10 01:44
@ JFRM:
Es que la energía no sale de la nada. Hoy por hoy, el 75% de la energía que consumimos viene de hidrocarburos, y eso significa, te guste o no, un motor de explosión. Yo no digo que sea imposible conseguir energía de forma más eficiente, digo que hoy por hoy eso no es posible. El motivo por el que los motores eléctricos no son económicamente viables hoy en día es, por un lado que la obtención de energía es menos, o como mucho igual, de eficiente que usar un motor de combustión, y por otro, que las baterías disponibles actualmente tienen una capacidad de acumulación de energía muchísimo más pequeña que la gasolina. Y aunque se pueda mejorar un poco la eficiencia de obtención de energía, me temo que las leyes físicas imponen un límite a esta eficiencia, y te lo montes como te lo montes, tendrás pérdidas. Eso es lo que hay, guste o no.
r^
22/01/11 21:18
PARA LOS QUE DICEN QUE ES IMPOSIBLE: YA CAEREIS, YA….
PARA LOS QUE YA SABEN QUE SÍ QUE SE PUEDE: ESTO ES PARA AYUDAROS A REFUTAR A LOS SUPERSABIONDOS QUE REPITEN LAS REGLAS DE LOS AMOS:
– LEYES DE LA TERMODINAMICA (SXIX): RAZONADAS, PENSADAS Y DESCRITAS AL UNÍSONO QUE LAS CALDERAS Y POR NECESIDAD: AL COMPÁS DE LA TECNOLOGÍA DEL VAPOR. (DON WIKIPEDIA)
.TERMO: DE LA VARIACION DE LA TEMPERATURA
.DINAMICA: DE PRODUCCION DE MOVIMIENTO
O SEA: TERMODINAMICA: MOVIMIENTO PRODUCIDO POR LA VARIACION DE TEMPERATURA. Y PUNTO. (SÍ, HAY MÁS, COMO CON TODO SE PUEDE INVENTAR TODO UN MUNDO A SU ALREDEDOR…PERO NO ES EL ÚNICO MUNDO QUE EXISTE.)
SI USTED ACERCA UN IMAN A OTRO QUE ESTA QUIETECITO, TANTO SI ATRAE COMO SI REPELE, SE PRODUCIRÁ UN MOVIMIENTO. AHORA VAIS Y ME HABLAIS DEL ROZAMIENTO DEL AIRE, DE LA MESA Y DE 20.000 GAITADAS. EL IMÁN SE HA MOVIDO SIN NECESIDAD DE DIFERENCIAL CALORIFÍCO. ESTABA EN UN PUNTO A Y LUEGO EN OTRO B. PENSAR QUE ESE MOVIMIENTO DE UN IMAN NO PUEDE SER APROVECHADO POR INDUCCION ES SER UN NECIO. PENSAR QUE NO SE PUEDE CREAR UN DISPOSITIVO QUE REPITA UN MOVIMIENTO MAGNETICO, NO ES NECESARIO CIRCULAR, ES SER BASTANTE TONTO.
http://peswiki.com/index.php/Directory:_Mechanical_Opener_for_V-Gate_Magnet_Motor
http://peswiki.com/index.php/OS:Mecsdgp_Magnet_Motor
EXPLICADLE, TERMODINAMICAMENTE CLARO!, A CUALQUIERA DE ESTOS SEÑORES QUE HAN DISEÑADO LOS DISPOSITIVOS DE LOS 2 LINKS QUE SI PONEN UNAS MINI BOBINAS QUE NO FRENEN POR INDUCCION ( DEL TODO ) EL CHISME, AUNQUE SAQUEN 0.01 V, NO ES VERDAD. VE Y DISELO AL QUE CON SUS MANOS LO HA FABRICADO.
EN MENOS DE 1 AÑO GOOGLE OS VA A «ILUMINAR». Y YO TENDRÉ ALGO DE CULPA.
HE DICHO.
SuperViruS
22/01/11 21:37
r^ Aburrís…
NewZealander
22/01/11 21:38
@ r^:
Las leyes de la Térmodinámica tratan sobre energía, sobre cualquier clase de energía.
Siguiente seguidor del wishfull thinking please
Un saludo
José Fco. Rodríguez
22/01/11 23:07
@ r^:
PORQUE NO PRUEBAS A CONSTRUIRLO Y CUANDO LLEVES UN AÑO RASCANDO LA CABEZA COMO UN CHIMPANCE PORQUE NO FUNCIONA PIENSAS UN POCO SOBRE LA MUSICA QUE LE PONE AL ENGAÑO QUE A LO MEJOR ESTA SOPLANDO AIRE CON ALGO U OTRA TRAMPA MEJOR COMPRATE EL SEARS ZEMANSKY Y ESTUDIA UN POCO
¿Lo entenderá?
Javi
23/01/11 00:09
@ r^:
De todas las gilipolleces que dices, voy a pasar de responder a la parte física porque ya estoy cansado de hacerlo. A cambio, te daré una lección de lingüistica:
Termo: del griego θερμo. Significa calor.
Dinámica: del griego δύναμις. Significa fuerza.
Y mira que viene en esa wikipedia que supuestamente has consultado, paleto. Cuando leas algo más complicado que la etiqueta del champú, vuelves.
lamentira
23/01/11 00:14
@ r^:
Para que sea más intuitivo reemplacemos magnetismo por gravedad. Si tienes un trozo de plomo sujeto a una rueda a metro de altura, el plomo tiene una energía potencial acumulada. Si liberas el plomo y este cae haciendo girar la rueda, la energía potencial se convierte en energía cinética. Pero después de llegar abajo la energía cinética se vuelve a convertir en potencial y la rueda se para.
Sustituye la gravedad por el magnetismo y tendrás el mismo efecto. Repite conmigo: «El móvil perpetuo no existe».
Qiong
23/01/11 09:38
r^ dijo:
Valla, pos… es verda:
http://www.facebook.com/note.php?note_id=336374894312
NewZealander
23/01/11 10:31
@ r^:
«No hay peor ciego (magufo) que el que sólo mira con el ojo del culo».
Un saludo
unoquepasabaporaqui
23/01/11 12:46
tan listos que pareceis y lo poco que demostrais saber.
El móvil perpetuo es posible.
pato El móvil perpetuo es posible.No sólo es posible sino que existe en la naturaleza. El primer principio de la termodinámica, el de la conservación de la energía, a veces se enuncia de la siguiente manera: “es imposible construir una máquina de funcionamiento periódico que produzca energía, en forma de trabajo, sin consumir una cantidad equivalente de energía”. (Imposibilidad del móvil perpetuo de primera especie). Habría que puntualizar que tendría que recibir más energía de la que consume en forma de trabajo porque siempre hay pérdidas en forma de calor.
Como decía, en la naturaleza existen móviles perpetuos. Ejemplos claros son los planetas o las moléculas de los gases. Se mueven continuamente sin que tengamos que ir transfiriendoles energía. Así que, en realidad, el movimiento perpetuo es posible, lo que es imposible es el trabajo perpetuo, es decir, una máquina no puede realizar trabajo continuamente si no consume una cantidad equivalente (realmente mayor) de energía. Los planetas se mueven continuamente.
unoquepasabaporaqui
23/01/11 12:48
Impossible Is Nothing.
http://www.youtube.com/watch?v=us7YB7eiOeQ&feature=related
unoquepasabaporaqui
23/01/11 12:56
El átomo es una partícula mecánica. Los electrones se mueven perpetuamente por la fuerza electromagnética, lo que significa que aunque se congelara la materia hasta el cero absoluto, los atomos se detendrían, pero no los electrones. Suponiendo que se pudiera detener un electrón en el átomo, al liberarlo continuaría moviendose. Lo interesante es que se puede generar el campo electrico y magnetico sin cosumir despues mas energía, el campo electrico con gas ionizado y el magnético con imanes permanentes, para generar la fuerza electromagnética. Aunque no sé si sea posible crear mecanicamente un «átomo» gigante con su fuerza electromagnetica.
¿Cómo se aplican las leyes de la física en los átomo, si los electrones son móviles perpetuos y el átomo es una «maquína»? http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3vil_perpetuo.
unoquepasabaporaqui
23/01/11 13:26
El espín del electrón.
La Tierra además de su movimiento orbital alrededor del Sol, tiene un movimiento de rotación alrededor de su eje. Por tanto, el momento angular total de la Tierra es la suma vectorial de su momento angular orbital y su momento angular de rotación alrededor de su eje.
Por analogía, un electrón ligado a un átomo también gira sobre sí mismo, pero no podemos calcular su momento angular de rotación del mismo modo que calculamos el de la Tierra en función de su masa, radio y velocidad angular.
La idea de que el electrón tiene un movimiento de rotación fue propuesta en 1926 por G. Uhlenbeck y S. Goudsmit para explicar las características de los espectros de átomos con un solo electrón. La existencia del espín (rotación) del electrón está confirmada por muchos resultados experimentales, y se manifiesta de forma muy directa en el experimento de Stern-Gerlach, realizado en 1924.
En la simulación de este experimento, se comprobará la existencia del espín del electrón observando que un haz de átomos se divide en dos trazas simétricas al eje X. A partir de la medida de la desviación del haz, determinaremos el valor del magnetón de Bohr.
La simulación es similar al experimento de Thomson que realizamos para determinar la naturaleza de los denominados rayos catódicos y medir la razón entre la carga y la masa del electrón.
La experiencia de Stern-Gerlach se completa en otra página para contar cuantos átomos se depositan en la placa a uno y otro lado del origen, a una temperatura dada, comprobando que el momento magnético medio de los átomos depositados es inversamente proporcional a la temperatura absoluta (ley de Curie).
Tulio Ramírez
23/01/11 13:29
@ unoquepasabaporaqui:
Tan elegante al hablar pareceis, y lo poco respetuoso que eres.
Y mientras tanto…
¿En serio? Ilustreme.
Por eso no puede existir una maquina productora de energía, si no toma la energía equivalente que la haga funcionar. La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Llamalo incluso Ley de Intercambio Equivalente de Full Metal Alchemist: Para crear algo, debes dar algo del mismo valor a cambio.
Aunque no soy un conocedor de fisica como Don Menti o Javi, trataré de ilustrar más o menos como lo entiendo. Y si me he equivocado, me corrigen: En una máquina, la energía ya está presente de forma estacionaria. Como una bicicleta estacionada. Se requiere una fuerza adicional (el que la maneja) para que esa energía estacionaria se vuelva energía cinética (productora de movimiento) y se produzca el trabajo (el movimiento de la bicicleta). Si el trabajo aumenta como subir una cuesta empinada, la fuente de energía debe aumentar (pedalear más fuerte) para que el trabajo se mantenga eficiente (subir la cuesta) perdiendose el excedente por calor (el cansancio del ciclista y la fricción de las ruedas en el pavimento)
Lo contrario no es posible porque la bicicleta no puede moverse sola, y no puede generar más energía de la que posee. Siempre necesita de una fuente externa (ciclista) para generar la energía equivalente que esta posee. Si lo contrario fuera real, la bicicleta siquiera necesitaría del ciclista.
¿Gané mi estrellita?
Errrr… you´re doing it WROONNGG
La fuente de energía de las moléculas es la capacidad de atracción entre sus partículas, lo que genera el movimiento de los electrones al repelerse de los electrones de otras moléculas. O mejor, que lo explique Cantinlas:
httpv://www.youtube.com/watch?v=FedCC2mWe_o
Los imanes permanentes no existen, porque conforme pasa el tiempo, su magnetismo se va perdiendo. Lo mismo con los gases ionizados. ¿O por qué cree usted que las bombillas de neón se vencen y los imanes de la nevera tienden a caerse al cabo de los años? A menos, claro, que usted sepa de una. Y si es así, ilustrenos. Lo espero sentado.
Lo planetas se mueven por la influencia de la gravedad de los cuerpos. La gravedad no es una fuerza pasiva, asi que no sirve como ejemplo.
ehh… wait a minute… ¿te has dado cuenta que una frase tuya tumba todo tu razonamiento?
Tu mismo te metiste la pata solo: El trabajo nunca puede ser perpetuo, y esa es la piedra de tranca de los estafadores. Siempre aparece el primer vendeespejitos diciendo que ha creado un motor que nunca se apaga porque genera más energía de la que requiere y la reutiliza, evitándose la perdida por calor.
O sea, que sin una parte de la ecuación, el resultado de tu matemática falla. Si el trabajo no puede ser perpetuo, ¿como puede generar energía de la nada aún con una fuente externa que la haga funcionar?
A veces yo me sorprendo de ser yo.
unoquepasabaporaqui
23/01/11 13:31
Otro mito que os tiro para abajo.
No se puede superar la velocidad de la luz.
Pasado el punto en que la velocidad de escape supera la velocidad de la luz, es imposible regresar. Esta región se denomina horizonte de eventos, esto se debe a que ninguna información puede escapar desde su interior, con lo cual todo evento que ocurra allí dentro queda excluido para siempre de nuestro horizonte, dicho en otras palabras: nunca sabremos como es un agujero negro por dentro.
unoquepasabaporaqui
23/01/11 13:33
conclusion:
el atomo demuestra que el movil perpetuo es posible.
los agujeros negros demuestran que la velocidad de la luz se puede superar.
¿alguna duda mas?
tanto estudiar, PARA DECIR LAS TONTERIAS QUE DECIS.