La energía no se puede ver, no se puede tocar, no se puede pesar, no ocupa lugar. Ver, tocar, pesar, etc., son acciones que podemos realizar sobre una manzana, un bolígrafo, un coche.., en definitiva, sobre sistemas materiales y la energía no es un sistema material. La energía (del griego enérgueia, "que contiene trabajo") es una propiedad asociada a los sistemas materiales. Gracias a esta propiedad los cuerpos tienen capacidad para producir cambios en otros cuerpos o en ellos mismos. Así, podemos decir que la gasolina es una sustancia (sistema material) pero no es energía. Sin embargo, sí podemos decir que la gasolina tiene energía ya que con ella podemos producir cambios.
La capacidad para producir cambios se manifiesta de muchas formas ya que puede tener diferentes orígenes. Para tener esto en cuenta, se le pone a la energía un "apellido" que nos informa con qué está asociado cada tipo de energía. Veamos unos ejemplos que ilustren algunas formas de energía.
El aire en reposo no tiene la misma energía que el aire en movimiento. Cuando el aire se mueve puede producir, por ejemplo, un cambio en el estado de movimiento de las aspas de un molino; se dice que el aire tiene "energía cinética". La energía cinética está asociada al movimiento de los cuerpos.
La posición de los cuerpos en la Tierra también es una forma de energía denominada "energía potencial gravitatoria". No tiene la misma energía potencial el agua que se encuentra en un depósito en el tejado de una casa y el agua que se encuentra en el mismo depósito pero en el sótano de la casa. La suma de las energías cinéticas y potenciales de un cuerpo se denomina genéricamente "energía mecánica".
La naturaleza, temperatura y masa de un cuerpo también define un tipo de energía denominado "energía interna". En el caso de la temperatura, podemos decir que un cuerpo caliente tiene más energía que un cuerpo frío. En cuanto a la naturaleza de la sustancia y su masa, podemos poner el ejemplo del petróleo y el carbón, sustancias de las que se puede obtener una gran cantidad de energía aunque no la misma. Para obtener la misma energía que la obtenida de 1000 kg de petróleo hacen falta unos 1400 kg de carbón, por tanto, podemos decir que el petróleo tiene más energía interna por unidad de masa que el carbón.
No se puede olvidar la "energía eléctrica", asociada al movimiento de las cargas eléctricas a través de un circuito. La cantidad de energía eléctrica depende de la intensidad de corriente, el voltaje y el tiempo que esté pasando la corriente por un determinado aparato eléctrico.
Existen otras formas de energía que no están relacionadas con el tema tratado en este artículo, son la energía radiante y la energía nuclear. Todas las formas de energía mencionadas son generales e incluyen otras formas de energía más específicas, por ejemplo, la energía solar es una forma de energía radiante, la energía eólica es una forma de energía cinética, etc.
Otro hecho importante respecto a la energía es su transformación. La energía asociada a un sistema puede aumentar o disminuir en él cuando se realiza un cambio. Veamos un ejemplo: un obrero está subiendo un saco de yeso desde la planta baja hasta el primer piso. En este caso, la energía interna del obrero disminuye, mientras que la energía potencial gravitatoria del saco y la del propio obrero aumenta al subir desde la planta baja hasta el primer piso. De forma simplificada se dice que parte de la energía interna del obrero se ha transformado en energía potencial gravitatoria del saco de yeso y del obrero. Esta transformación de la energía es total, no hay pérdidas y permite establecer el conocido principio de conservación de la energía: "la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma".
Hay situaciones en las que parece que esto nos es así, es decir, no se cumple el principio de conservación. Por ejemplo: cuando sembramos un campo de trigo en la cosecha se recoge mucho más trigo (energía interna) que la semilla que se utilizó. Otro ejemplo: cuando llueve y se llena un pantano aparece energía potencial del agua. ¿De dónde procede dicha energía?. En ambos casos el aporte de energía procede del Sol, capaz de evaporar el agua de ríos y mares dando lugar a las nubes que permiten llenar el pantano y de que las plantas, a través de la fotosíntesis, sean capaces de crecer.
Para terminar de definir conceptos, es necesario hablar desde el punto de vista físico del trabajo y del calor. Para que la energía se transfiera entre los sistemas éstos deben interaccionar entre sí. Cuando la interacción es de tipo mecánico, es decir, mediante la actuación de una fuerza (como en el caso anterior del obrero que sube el saco de yeso desde la planta baja hasta el primer piso) la transferencia de energía entre un cuerpo y otro se denomina trabajo. Mientras se realiza trabajo sobre un cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo (la energía interna del obrero se está transformando en energía potencial del saco y en energía potencial del propio obrero), por lo que puede decirse que el trabajo es energía en tránsito.
El calor interviene cuando dos cuerpos o sistemas que se encuentran a distintas temperaturas interaccionan. La energía se transfiere desde el cuerpo caliente (tiene más energía interna) al frío y esa transferencia de energía se denomina calor. Se puede decir que el calor es energía en tránsito, que siempre fluye de una zona de mayor temperatura a otra de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la de la segunda y reduce la de la primera. Por ejemplo, si echamos hielo a un vaso de agua, el agua que está a mayor temperatura cede energía al hielo que está a menor temperatura. La consecuencia es que el agua baja su temperatura (el agua se enfría).
Para medir la cantidad de energía que se transfiere entre los sistemas es necesario establecer una unidad. La unidad de energía en el Sistema Internacional de medidas es el Julio (J). Al ser el trabajo y el calor energías en tránsito, su unidad también es el Julio. Otras unidades de energía más familiares son la caloría (cal) que equivale a 4’18 J, y el kilovatio-hora (kWh) que equivale a 3.600.000 J. Un Julio es una cantidad de energía muy pequeña si observamos su equivalencia con el kilovatio-hora. Pongamos otro ejemplo: 1 kWh es la energía que transforma (en el lenguaje cotidiano "consume" o "gasta") una bombilla de 40 vatios encendida durante 25 horas. La unidad kilovatio-hora también nos informa de otro aspecto de la energía: cuesta dinero. Actualmente 1 kWh cuesta unos 0’079 euros.
Copyright ©2006-2007 [El Mundo de Segismundo]. Reservados todos los derechos.
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La capacidad para producir cambios se manifiesta de muchas formas ya que puede tener diferentes orígenes. Para tener esto en cuenta, se le pone a la energía un "apellido" que nos informa con qué está asociado cada tipo de energía. Veamos unos ejemplos que ilustren algunas formas de energía.
El aire en reposo no tiene la misma energía que el aire en movimiento. Cuando el aire se mueve puede producir, por ejemplo, un cambio en el estado de movimiento de las aspas de un molino; se dice que el aire tiene "energía cinética". La energía cinética está asociada al movimiento de los cuerpos.
La posición de los cuerpos en la Tierra también es una forma de energía denominada "energía potencial gravitatoria". No tiene la misma energía potencial el agua que se encuentra en un depósito en el tejado de una casa y el agua que se encuentra en el mismo depósito pero en el sótano de la casa. La suma de las energías cinéticas y potenciales de un cuerpo se denomina genéricamente "energía mecánica".
La naturaleza, temperatura y masa de un cuerpo también define un tipo de energía denominado "energía interna". En el caso de la temperatura, podemos decir que un cuerpo caliente tiene más energía que un cuerpo frío. En cuanto a la naturaleza de la sustancia y su masa, podemos poner el ejemplo del petróleo y el carbón, sustancias de las que se puede obtener una gran cantidad de energía aunque no la misma. Para obtener la misma energía que la obtenida de 1000 kg de petróleo hacen falta unos 1400 kg de carbón, por tanto, podemos decir que el petróleo tiene más energía interna por unidad de masa que el carbón.
No se puede olvidar la "energía eléctrica", asociada al movimiento de las cargas eléctricas a través de un circuito. La cantidad de energía eléctrica depende de la intensidad de corriente, el voltaje y el tiempo que esté pasando la corriente por un determinado aparato eléctrico.
Existen otras formas de energía que no están relacionadas con el tema tratado en este artículo, son la energía radiante y la energía nuclear. Todas las formas de energía mencionadas son generales e incluyen otras formas de energía más específicas, por ejemplo, la energía solar es una forma de energía radiante, la energía eólica es una forma de energía cinética, etc.
Otro hecho importante respecto a la energía es su transformación. La energía asociada a un sistema puede aumentar o disminuir en él cuando se realiza un cambio. Veamos un ejemplo: un obrero está subiendo un saco de yeso desde la planta baja hasta el primer piso. En este caso, la energía interna del obrero disminuye, mientras que la energía potencial gravitatoria del saco y la del propio obrero aumenta al subir desde la planta baja hasta el primer piso. De forma simplificada se dice que parte de la energía interna del obrero se ha transformado en energía potencial gravitatoria del saco de yeso y del obrero. Esta transformación de la energía es total, no hay pérdidas y permite establecer el conocido principio de conservación de la energía: "la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma".
Hay situaciones en las que parece que esto nos es así, es decir, no se cumple el principio de conservación. Por ejemplo: cuando sembramos un campo de trigo en la cosecha se recoge mucho más trigo (energía interna) que la semilla que se utilizó. Otro ejemplo: cuando llueve y se llena un pantano aparece energía potencial del agua. ¿De dónde procede dicha energía?. En ambos casos el aporte de energía procede del Sol, capaz de evaporar el agua de ríos y mares dando lugar a las nubes que permiten llenar el pantano y de que las plantas, a través de la fotosíntesis, sean capaces de crecer.
Para terminar de definir conceptos, es necesario hablar desde el punto de vista físico del trabajo y del calor. Para que la energía se transfiera entre los sistemas éstos deben interaccionar entre sí. Cuando la interacción es de tipo mecánico, es decir, mediante la actuación de una fuerza (como en el caso anterior del obrero que sube el saco de yeso desde la planta baja hasta el primer piso) la transferencia de energía entre un cuerpo y otro se denomina trabajo. Mientras se realiza trabajo sobre un cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo (la energía interna del obrero se está transformando en energía potencial del saco y en energía potencial del propio obrero), por lo que puede decirse que el trabajo es energía en tránsito.
El calor interviene cuando dos cuerpos o sistemas que se encuentran a distintas temperaturas interaccionan. La energía se transfiere desde el cuerpo caliente (tiene más energía interna) al frío y esa transferencia de energía se denomina calor. Se puede decir que el calor es energía en tránsito, que siempre fluye de una zona de mayor temperatura a otra de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la de la segunda y reduce la de la primera. Por ejemplo, si echamos hielo a un vaso de agua, el agua que está a mayor temperatura cede energía al hielo que está a menor temperatura. La consecuencia es que el agua baja su temperatura (el agua se enfría).
Para medir la cantidad de energía que se transfiere entre los sistemas es necesario establecer una unidad. La unidad de energía en el Sistema Internacional de medidas es el Julio (J). Al ser el trabajo y el calor energías en tránsito, su unidad también es el Julio. Otras unidades de energía más familiares son la caloría (cal) que equivale a 4’18 J, y el kilovatio-hora (kWh) que equivale a 3.600.000 J. Un Julio es una cantidad de energía muy pequeña si observamos su equivalencia con el kilovatio-hora. Pongamos otro ejemplo: 1 kWh es la energía que transforma (en el lenguaje cotidiano "consume" o "gasta") una bombilla de 40 vatios encendida durante 25 horas. La unidad kilovatio-hora también nos informa de otro aspecto de la energía: cuesta dinero. Actualmente 1 kWh cuesta unos 0’079 euros.
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