2.2.3.- Conservació i degradació
Abans heu estudiat la conservació de l'energia mecànica. També segurament heu après en cursos anteriors que "l'energia no es crea ni es destrueix, només es transforma", enunciat que es coneix amb el nom de Principi de conservació de l'energia.
Si l'energia es conserva, com és que es parla de "crisi energètica"? Per què no hi ha prou energia al nostre voltant? Per què cal estalviar energia?
Les respostes a aquestes i altres preguntes les podreu trobar en els següents vídeos de la sèrie El Universo mecánico.
El Principi de conservació de l'energia, que és molt important en la ciència, no tant sols en la física, generalitza la idea que l'energia mecànica es conserva. Quan un cotxe que circula per una carretera plana frena fins aturar-se, perd tota l'energia mecànica. Aquesta energia s'ha transferit cap a l'entorn en forma de treball, de manera que en el sistema cotxe l'energia no es conserva. Ara bé, si considereu com a sistema el conjunt cotxe-carretera-aire es pot dir que l'energia total d'aquest sistema s'ha conservat.
Una formulació general del principi de conservació de l'energia ha d'incloure tant el treball com la calor. El sistema cotxe-carretera-aire és un sistema tancat i aïllat perquè no es permet intercanvi de matèria ni d'energia amb l'exterior. En aquest cas, es pot escriure la conservació de l'energia
Si l'energia es conserva, com és que es parla de "crisi energètica"? Per què no hi ha prou energia al nostre voltant? Per què cal estalviar energia?
Les respostes a aquestes i altres preguntes les podreu trobar en els següents vídeos de la sèrie El Universo mecánico.
|
|
El Principi de conservació de l'energia, que és molt important en la ciència, no tant sols en la física, generalitza la idea que l'energia mecànica es conserva. Quan un cotxe que circula per una carretera plana frena fins aturar-se, perd tota l'energia mecànica. Aquesta energia s'ha transferit cap a l'entorn en forma de treball, de manera que en el sistema cotxe l'energia no es conserva. Ara bé, si considereu com a sistema el conjunt cotxe-carretera-aire es pot dir que l'energia total d'aquest sistema s'ha conservat.
Una formulació general del principi de conservació de l'energia ha d'incloure tant el treball com la calor. El sistema cotxe-carretera-aire és un sistema tancat i aïllat perquè no es permet intercanvi de matèria ni d'energia amb l'exterior. En aquest cas, es pot escriure la conservació de l'energia
 |
(21) |
on
és el treball net sobre el sistema i 
la calor transferida al sistema. Aquesta equació explicita el que s'anomena Primera Llei de la Termodinàmica.Davant de qualsevol procés físic, s'accepta que l'energia del sistema tancat i aïllat es conserva. Aleshores, quan s'observen "incompliments" d'aquesta regla, cal mirar el sistema amb més detall, cal "inventar procediments ocults" que facin possible la validesa de l'Equació 21. En la unitat "Un viatge al·lucinant" de segon de Batxillerat estudiareu la "invenció" del neutrí, una partícula que l'any 1933 va haver de ser tinguda en compte per tal de mantenir la conservació de l'energia en certes reaccions nuclears i que no fou descoberta fins l'any 1956.
L'energia es conserva, però això no vol dir que la disponibilitat d'aquesta per a fer treball sigui sempre la mateixa. En un cotxe l'energia del combustible es transfereix a un dels pistons del motor. D'aquesta manera el pistó comença a pujar i baixar dins del cilindre. L'energia del pistó es transfereix al sistema de transmissió i d'aquí a les rodes del cotxe. Cada pas d'aquesta cadena energètica té un cert rendiment i, per tant, en cada pas, una part de l'energia es dissipa, "es perd". A cada pas que es fa, l'energia té menys "qualitat", es poden fer menys coses. Es diu que l'energia es degrada. Tot aquest procés queda recollit en la Segona Llei de la Termodinàmica.
La Primera Llei de la Termodinàmica diu que l'energia es conserva, però això no vol dir que tots els processos en els que es conserva l'energia siguin possibles de manera natural. Si es posa en contacte un cos que té una temperatura alta amb un cos que està a baixa temperatura, la transferència d'energia va del cos d'alta temperatura cap al de baixa, però la primera llei no impedeix que el flux d'energia tingui lloc en el sentit oposat. La segona llei indica la direcció en què flueix l'energia, a la vegada que estableix que en cada transferència d'energia aquesta es degrada, és "perd", de manera que no està disponible per a produir o realitzar treball.
La recerca de transports més eficients ha de vetllar per consumir menys energia (menys combustible). Però, que vol dir consumir? Consumir no vol dir tenir menys energia, sinó tenir menys energia disponible. Aquests transports més curosos amb el medi i amb l'entorn han de poder fer la seva feina de manera més eficient evitant al màxim la dissipació i degradació de l'energia.
Llicenciat sota la Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 License