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

  • Desearía poder entender la fuerza que hace girar a un imán. Y las norias de imanes que aparecen en internet… ¿cual es el truco? Parece que esa fuerza repulsiva puede provocar movimiento por un tiempo, mi suposición es que tarde o temprano al no girar el imán posiblemente se invierta la polaridad.

    Te muestro este a ver si me explicas el truco… http://motormagnetico.blogspot.com/2011/03/movimiento-por-repelecia-de-imanes.html

    Tengo mucha curiosidad por entender qué c__o pasa en estos jugetitos.

  • @ Xavi:

    El truco de este vídeo está ahí:

    Este vídeo tiene todos los ingredientes de un truco de magia. El señuelo, es la placa metálica. Parece inicialmente que es una caja que puede esconder un motor debajo. Depués de desmontar la rueda la lavanta y se ve que no hay nada debajo. En este momento es en el que el observador se queda perplejo. Pero hay dos cosas intrigantes.
    ¿Por qué una placa metálica tan gruesa? No es natural fijar el rotor a una superficie tan gruesa, donde hacer un agujero debería de haber sido muy costoso.
    ¿Por qué no se ve la plancha metálica completa en ningún momento? Aunque al final y en la zona intermedia del vídeo se ve la esquina derecha, nunca se ve la plancha completa.

    Yo creo que la plancha está hueca (al manejarla se nota que pesa muy poco) y que dentro tiene una correa que mueve el eje donde se engrana la rueda y que debe de tener un motor en el exterior que mueve la transmisión. Cuando lo desmonta, seguramente retira el motor que estará debajo de la zona visible en el vídeo y al hacerlo la correa se mete para adentro.

  • @ Xavi:
    Como dice lamentira, posiblemente sea un simple truco de cámara (no se ve el dispositivo completo) y por un vídeo es muy complicado aventurar una teoría, o medir las 600rpm (por cierto, ¿de donde saca ese valor?).

    Si suponemos que no hay motor escondido, se puede tratar simplemente de un efecto transitorio: el rodamiento parece tener muy poco rozamiento, y al acercar los imanes el aparato puede comenzar a rotar por simple repulsión; sin embargo, sería la fuerza de la mano que acerca los imanes la que aportaría la energía necesaria para la rotación.

    Evidentemente, tras aportar esa energía inicialmente (ese “empujón magnético”) el dispositivo se detendrá por el rozamiento con el aire y el cojinete… pero esto ya no nos lo muestra :meparto:

  • @ Qiong:
    Eso no es movimiento continuo, es un montaje, primero piensa que no es posible que el agua suba hacia un punto más alto, después fijate en las sombras, veras como se cortan… aqui te dejo una imagen que es una explicación sencilla de lo que ves:

    http://images4.cuantarazon.com/crs/2011/01/4dd6624313e30dfec923fff4bc38a85e.jpg

  • Es como preguntar por que los panchos no tienen el mismo largo que el pan?. Y si pones dos paquetes de pan en línea y pones todos los panchos 12 en hilera….eureca!!! miden el mismo largo!!!!!!!!!!!@ Tulio Ramírez:

  • Xavi dijo:

    Desearía poder entender la fuerza que hace girar a un imán. Y las norias de imanes que aparecen en internet… ¿cual es el truco? Parece que esa fuerza repulsiva puede provocar movimiento por un tiempo, mi suposición es que tarde o temprano al no girar el imán posiblemente se invierta la polaridad.
    Te muestro este a ver si me explicas el truco… http://motormagnetico.blogspot.com/2011/03/movimiento-por-repelecia-de-imanes.html
    Tengo mucha curiosidad por entender qué c__o pasa en estos jugetitos.

    que buen truco de magia. analizo:

    1.- el video no tiene el audio ambiente (que sospechoso…)
    2.- todo arranca ya montado (si al final lo desmonta, porque no lo monta al principio si es tan simple de hacer.
    3.- cuando finalmente desmonta todo, levanta esa pesada plancha de metal con 1 sola mano. que metal tan rugoso por cierto… el agujero ampliado por lamentira, deja en evidencia que es una madera pintada con pintura plateada (lo se porque tengo esa pintura en mi gabinete de la pc y otras superficies queda muy lizo y brilloso 8-O )
    4.- el motor utilizado es un paso a paso de disco rígido, los conozco porque vivo de la informática y puede girar de 5400 a 7200rpm.
    5.- Si el video tendria el audio ambiente, escuchariamos que la plancha no es metálica.
    6.- si fuese tan simple crear movimiento a partir de imanes, para que los japoneses van a gastar millones en su maglev si les puede salir gratis hacer patines que se auto repelan!

  • muy bueno


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