El documento habla sobre la conservación de la energía. Explica que la energía mecánica total se conserva cuando actúan fuerzas conservativas sobre un sistema, pero no se conserva cuando también actúan fuerzas no conservativas. Define conceptos como trabajo, energía potencial, energía cinética, energía interna, energía total, fuerzas disipativas y de aplicación. También describe el rendimiento y la potencia de las máquinas, así como la velocidad metabólica.

1. Conservación de la Energía
 Cuando sobre un sistema actúa fuerzas
conservativas la energía mecánica total se
conserva: Em = K + U
 Si sobre un sistema actúan fuerza conservativas
como no conservativas la energía mecánica
total no se conserva, teniendo en cuenta el
teorema de trabajo y energía, el trabajo total
sobre el sistema es: W = Wc + Wnc = ΔK (1)

2. Conservación de la energía
 El trabajo debido a las fuerzas conservativas es
igual a la variación de la energía potencial:
Wc = UA – UB = - (UB – UA) = - ΔU
El signo Δ significa el valor final de una magnitud
menos su valor inicial, sacando factor común
negativo, el trabajo es:
Wc = - ΔU ; reemplazando en (1)
- ΔU + Wnc = ΔK
o bien Wnc = ΔK + ΔU

3. Conservación de la energía
 Las fuerzas no conservativas se clasifican en
disipativas y de aplicación, por lo que el trabajo se
puede expresar:
Wnc = Wd + Wa = ΔK + ΔU (2)
Las fuerzas disipativas son por ejemplo el rozamiento
y la resistencia del aire que generalmente hacen
trabajo negativo porque aumenta la energía interna
(I), energía cinética y potencial asociadas, del
sistema: - Wd = ΔI (3)
Combinando 2 y 3:
Wa = ΔK + ΔU - Wd = ΔK + ΔU + ΔI = Δ (K+ U+ I)
o bien Wa = Δ E

4. Conservación de la energía
 Donde E= K+ U + I es la energía total,
mecánica más interna, del sistema.
Cuando no actúan fuerzas aplicadas
sobre el sistema, ΔE es cero, lo que significa
que la energía total del sistema se conserva.
 ΔK+ ΔU + ΔI = 0;
 siendo ΔI = - (ΔK+ ΔU)

5. Relación entre Wa, Δimaq y ΔIma
 Wa= trabajo aplicado
 Δi maq cambio de la energía cinética de la
máquina
 Δima = cambio de la energía interna del medio
ambiente
 Ecuación es: - Δi maq = Wa = Δima
 El Wa se lleva a cabo mediante dispositivos
llamados máquinas que convierten energía interna
en trabajo, por ejemplo los motores de los autos,
las máquinas de vapor y los músculos de los
animales.

6. Relación entre Wa, ΔImaq y ΔIma
 La ecuación - ΔI maq = Wa = ΔIma expresa que
para una determinada cantidad de energía
interna liberada por la combustión del
combustible, se genera una cierta cantidad de
trabajo aplicado y la diferencia se pierde
aumentando la energía interna del medio
ambiente.
 La cantidad - ΔI es negativa por que el
combustible tiene menos energía interna
después de ser quemado que antes de la
combustión.

7. Principio de conservación de la
energía
 Expresa que en un sistema cerrado la energía
total no se crea ni se destruye, se conserva.
Interpretando la ecuación - ΔImaq = Wa = ΔIma
se puede expresar como:
 - ΔImaq = Δ E = ΔIma
o bien Δ E + ΔIma + ΔI maq = 0
Establece que la energía del medio ambiente, la
máquina y el sistema sobre el que la máquina
produce trabajo, se conserva.

8. Rendimiento (e) de una máquina
 Es la razón del trabajo aplicado que se produce
y la energía interna utilizada para producirlo.
En símbolos: e = W / - ΔI maq siendo e un número
adimensional o se escribe a menudo como un
tanto por ciento.
Por ejemplo en los músculos de los animales y los
motores a gasolina el rendimiento es de un 25
%, es decir, por cada 100 J de energía interna
que se consumen , sólo se producen 25 J de
trabajo aplicado y los 75 J restantes se liberan al
medio ambiente en forma de calor.

9. Potencia (p)
 La potencia de una máquina es la
velocidad a que ésta produce trabajo. La
potencia se la define como el cociente
entre el trabajo efectuado y el tiempo que
tarda en producirlo.
 En símbolos p = W / t
unidades watts = J/seg
1 Kw = 103 watts

10. Velocidad total (R)
 La velocidad total de utilización de la
energía por parte de una máquina es:
R = - ΔI maq / t
Sabiendo que - ΔI maq = W/e reemplazando
en la ecuación anterior:
R = W/e / t = P/e
En los animales la velocidad de utilización
de la energía se denomina velocidad
metabólica.

11. Velocidad metabólica (R)
 Un hombre de 70 kg consume normalmente
10 7 J por día,cantidad que depende de su
actividad física,es decir de la cantidad de
trabajo que realiza.
R = 107 J/ 24h 3600 seg = 121 W
La R decrece hasta 75 W durante el sueño y
se eleva hasta 230 W cuando se está en
actividad.

12. Velocidad metabólica (R)
 R se mide recogiendo todo el aire que
exhala una persona en actividad, durante
5 min. Se determina la cantidad de
oxígeno consumido por minuto. El
oxígeno consumido reacciona con
hidratos de carbono, grasas, proteínas del
cuerpo liberando 2 x 104 J de energía por
litro de oxígeno consumido.