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La ley de conservación de la energía es una ley importante de la física. Básicamente, dice que si bien la energía puede cambiar de un tipo a otro, la cantidad total de energía no cambia. Esta ley se aplica solo a los sistemas cerrados, lo que significa sistemas que no pueden intercambiar energía con su entorno. El universo, por ejemplo, es un sistema cerrado, mientras que una taza de café que se enfría lentamente en una encimera no lo es.
Sistemas
Si un sistema puede intercambiar energía con su entorno, no es un sistema cerrado y la conservación de la energía no se aplica. La Tierra, por ejemplo, no es un sistema cerrado porque puede recibir calor del sol e irradiar calor al espacio. Como es un sistema abierto, su energía total puede cambiar. El universo en su conjunto es un sistema cerrado porque, hasta donde sabemos, no está en contacto con ningún otro sistema o universo. En consecuencia, la energía total del universo permanece sin cambios.
Formas de energia
La energía puede tomar muchas formas diferentes. Un objeto que se mueve, por ejemplo, tiene energía cinética o energía de movimiento. Un objeto elevado por encima del suelo tiene energía potencial gravitacional porque la gravedad está tirando del objeto y provocando que "quiera" caer. La luz del sol es energía en forma de radiación. Las moléculas en sus alimentos tienen energía potencial química que puede extraer a través de la digestión, y su cuerpo tiene energía en la forma más obvia de todas: el calor.
Conversión de energía
En el universo en su conjunto, la energía nunca se destruye, solo cambia de forma. Cuando una roca cae, por ejemplo, el potencial gravitacional que posee en virtud de su altura se convierte en energía cinética, y cuando golpea el suelo, esa energía cinética se convierte en calor. Las plantas toman radiación y convierten la energía que contiene en energía química potencial que a su vez extrae cuando come su comida. Una planta de energía toma energía química potencial en carbón y la convierte en energía eléctrica. En todos estos escenarios, la energía solo está cambiando de forma.
Primera ley
La primera ley de la termodinámica es otra forma de establecer la ley de conservación de la energía. Dice que para cualquier sistema, el cambio en su energía total es igual a la cantidad de trabajo que realiza menos la cantidad de energía que se le transfiere como calor. Esta es simplemente otra forma de explicar la misma idea, porque la energía del sistema permanece constante a menos que reciba energía en forma de trabajo o calor.