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Solución:
“La capacidad de hacer trabajo” es ciertamente una pésima definición de energía.
¿Es “simplemente” un malísimo definición, o es en realidad una incorrecto ¿definición? Creo que podría ser cualquiera, dependiendo precisamente de cómo se interprete la palabra “habilidad”. Pero si las palabras se interpretan como lo harían en el habla cotidiana y en la vida cotidiana, diría que es una definición incorrecta.
ACTUALIZAR — ¿Cuál es una definición de energía que no sea pésima?
Este es un tema complicado. Definir algo que existe en el mundo real (como lo haces en física) es muy diferente a definir un concepto dentro de un marco axiomático (como lo haces en matemáticas).
Por ejemplo, ¿cómo se “define” el Monte Everest? Bueno, no exactamente definir eso, tu simplemente describir ¡eso! Describes dónde está, describe cómo se ve, describe qué tan alto es, etc. Como solo hay una montaña que tiene todas estas propiedades, terminas con una “definición”.
Asimismo, si empiezo describiendo energía (es decir, enumerar varias propiedades de la energía), eventualmente terminaré con una definición de energía (porque nada excepto la energía tiene todas estas propiedades). Aquí va:
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Los siguientes son ejemplos de energía: energía cinética, energía potencial eléctrica, energía potencial gravitatoria, …
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Las leyes fundamentales de la física son las mismas en todo momento: ayer eran las mismas que hoy. Este hecho implica, por el teorema de Noether, que hay una cantidad conservada en nuestro universo… Esta cantidad es energía.
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La relatividad especial relaciona la energía con la masa/inercia.
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La relatividad general relaciona la energía con la curvatura del espacio-tiempo.
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En mecánica cuántica, la energía de un sistema es su valor propio con respecto al operador hamiltoniano.
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Cualesquiera otras cosas que estoy olvidando o no he aprendido…
Todas estas propiedades están interrelacionadas, y de ellas brota una comprensión completamente precisa e inequívoca de lo que es la energía.
(Estoy seguro de que algunas personas afirmarán que una viñeta es la definición fundamental de energía, mientras que las otras viñetas son “simplemente” consecuencias derivadas. Pero debe saber que esta es una decisión un tanto arbitraria. Lo mismo es true incluso en matemáticas. ¿Qué aspectos de la “variedad diferenciable” forman parte de su definición y qué aspectos se prueban mediante teoremas? Diferentes libros de texto no estarán de acuerdo.)
Pero, ¿puede resumir esa comprensión de la energía en una “definición” de una oración que sea técnicamente correcta y fácil de entender? Bueno, yo no puedo, y dudo que alguien en la tierra pueda.
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La segunda ley, reformulada (como lo hizo usted) en términos de eficiencia de Carnot, simplemente dice que ideal escenario es que toda la energía se convierte en trabajo mientras en realidad hay una pérdida a través de algún calentamiento. Por lo tanto, no contradice que la energía sea la capacidad de realizar un trabajo.
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tu frase “energía es la capacidad de realizar un trabajo” se justifica por el teorema Trabajo-Energía, es decir, $W=triangle KE$. Si no comenzaste con la energía cinética, primero usa la Ley de conservación de la energía.
Siempre me ha gustado y he usado la definición de energía de Feynman tal como se articula en The Feynman Lectures (no tengo la referencia específica frente a mí, pero está en el volumen uno en el capítulo sobre la conservación de la energía). Feynman define la energía como un número que no cambia a medida que la Naturaleza pasa por sus procesos. Por supuesto, hay bastantes números de este tipo, pero sin embargo, la energía es uno de esos números. También puede encontrar el libro Energy, the Subtle Concept: The discovery of Feynman’s blocks from Leibniz to Einstein de Jennifer Coopersmith una referencia útil.
Si tienes algún recelo o capacidad de acrecentar nuestro reseña puedes escribir una explicación y con placer lo analizaremos.