La energía

 Energía

La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. es decir, el concepto de energía se define como la capacidad de hacer funcionar las cosas.

Propiedades de la energía

•       Se transforma. La energía no se crea, tampoco se destruye, solo se transforma y es durante esta transformación cuando se manifiestan las diferentes formas de energía.

•       Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética se mantiene constante, nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene.

•       Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o trabajo.

•       Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no deseadas).

Transferencia de energía

•       Trabajo: Cuando se realiza un trabajo se pasa energía a un cuerpo que cambia de una posición a otra.

•       Ondas: Las ondas son la propagación de perturbaciones de ciertas características, como el campo eléctrico, el magnetismo o la presión. Al moverse a través del espacio transmiten energía.

•       Calor: Es un tipo de energía que se manifiesta cuando se transfiere energía de un cuerpo caliente a otro cuerpo más frío. Esta energía puede viajar de tres maneras principales:

o   Conducción

o   Radiación

o   Convección

Tipos de energía

Energía electromagnética

Es la energía de la radiación solar, que llega a la superficie de la Tierra como luz y calor, y también la de las ondas del celular, de la radio o del microondas. De acuerdo con las frecuencias, las ondas electromagnéticas tienen distintas propiedades. Hay una banda de frecuencia particular que es el espectro visible (entre el rojo y el violeta), que es la luz que se puede percibir. Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío, por eso se puede ver la luz de las estrellas y es posible comunicarse con una nave enviada a Marte.

Energía química

Este tipo de energía se encuentra siempre presente en la materia, ya que se almacena en los enlaces atómicos. Se puede encontrar, por ejemplo, en la leña o los combustibles fósiles. Las reacciones químicas y el calor que estos producen durante la combustión pueden utilizarse para generar trabajo o movimiento.

La energía química se transforma en luz y en calor en las combustiones, se transforma en mecánica en los seres vivos. La energía solar se transforma en energía química en la fotosíntesis.

La energía química del petróleo es la base de la gasolina, el diésel y otros productos derivados del petróleo y se utiliza ampliamente en nuestra civilización.

Energía térmica

Es la energía relativa al calor y una de las formas de energía más usuales. El calor se produce por reacciones atómicas, como en el Sol; por reacciones químicas, como cuando se quema leña o papel; por rozamiento o por el metabolismo de algunos seres vivos, como los mamíferos.

Conversión de energía calorífica en energía mecánica

Al calentar un gas a un volumen constante, aumenta la energía cinética promedio de las partículas que lo componen. Al mismo momento, el gas calentado aumenta la presión sobre las paredes del contenedor que las contiene.

El gas ha adquirido energía potencial a nivel macroscópico. Entonces, el gas puede expandirse y ser capaz de realizar un trabajo mecánico. Por ejemplo, en las máquinas térmicas.

La energía potencial adquirida por el gas se debe a la energía térmica que se le suministra. El aumento de la energía térmica implica un aumento de la energía interna y de la temperatura.

energía eléctrica

Es la energía proveniente del flujo de electrones y de los campos eléctricos. Los electrones son partículas atómicas que tienen carga eléctrica y que al moverse en un conductor generan una corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica se transmite por cables y llega hasta los enchufes de los hogares. Al enchufar un artefacto, estos se conectan con la energía eléctrica que los hace funcionar.

Para encender una lamparita, se necesita energía eléctrica. Una vez se enciende, lo que sucede es que esa energía se transforma en luminosa y en térmica. Mientras que la primera es la que ilumina el lugar, la segunda lo calienta.

Energía cinética

Es la energía del movimiento. Todo cuerpo que se mueve tiene energía cinética. La energía cinética es mayor cuanto mayor es la velocidad y la masa del cuerpo en movimiento. La corriente de agua de un río, el viento (que es aire en movimiento), un automóvil andando, una pelota golpeada por una raqueta y las personas cuando caminan son ejemplos de energía cinética.

La energía cinética puede ser usada para generar electricidad o calor, un ejemplo del paso de energía cinética a energía eléctrica puede ser la dinamo de una bicicleta, el movimiento que realiza la rueda hace que gire la dinamo y como resultado se enciende la luz de la bicicleta. Otro ejemplo, en el campo de las energías renovables, es la energía eléctrica que se produce en el mecanismo que se usa en la energía eólica. Este básicamente lo que hace es transformar la energía cinética en eléctrica gracias al movimiento que realizan las palas que hay colocadas en los aerogeneradores.

Energía nuclear

Es la energía que está en el núcleo de los átomos y que se puede liberar mediante los procesos de fusión y fisión. La fusión consiste en juntar dos núcleos atómicos de átomos livianos como el hidrógeno. Al producirse la unión de estos núcleos se libera gran cantidad de energía en forma de calor. La fisión nuclear consiste en dividir el núcleo de un átomo pesado como el uranio. Al romperse el núcleo también se libera gran cantidad de energía en forma de calor. En las centrales nucleares esto sucede de manera controlada y se utiliza el calor para generar vapor. El vapor mueve una turbina que genera electricidad.

Para alcanzar las energías cinéticas necesarias para producir reacciones de transmutación, se utilizan dispositivos llamados aceleradores de partículas. Estos dispositivos utilizan campos magnéticos y eléctricos para aumentar las velocidades de las partículas nucleares. En todos los aceleradores, las partículas se mueven al vacío para evitar colisiones con moléculas de gas. Cuando se requieren neutrones para las reacciones de transmutación, generalmente se obtienen de reacciones de desintegración radiactiva o de diversas reacciones nucleares que ocurren en reactores nucleares.

Energía gravitacional

Es la energía de la fuerza de gravedad, la fuerza de atracción ejercida entre dos cuerpos que tienen masa. Explica la caída de los cuerpos y el movimiento de los planetas. Un ejemplo es la inevitable caída de un objeto cuando se lo arroja al aire, la manzana en la cabeza de Newton o que la Tierra gire alrededor del Sol.

Considera que un objeto de masa se levanta a una altura contra la fuerza de gravedad. El objeto se levanta verticalmente mediante una polea y una cuerda, por lo que la fuerza debida a la elevación del objeto y la fuerza debida a la gravedad, son paralelas. i quitáramos esa fuerza, el objeto se caería al suelo y la energía potencial gravitacional se transferiría a energía cinética del objeto en movimiento.