Energía
Energía: es una propiedad de la materia que puede producir diferentes cambios en esta. Puede transformarse y posee la capacidad de producir un trabajo.
Trabajo
Trabajo (W) = f·d: es una magnitud física que depende de la fuerza ejercida, pero también de la distancia que se desplaza el objeto en la dirección de la fuerza aplicada.
Principios de la Energía
La energía se conserva: La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma y pasa de unos cuerpos a otros.
Conservación de la energía mecánica: Si no hay fuerzas de rozamiento, la energía mecánica (potencial + cinética) de un cuerpo se conserva. Si hay fuerzas de rozamiento, una parte de la energía se disipa en forma de calor.
Degradación de la energía: En las transformaciones energéticas, una parte de la energía se degrada al transformarse en energía térmica, que es poco aprovechable.
Tipos de Energía
Energía Mecánica (Em) = Ec + Ep
Es la que posee un cuerpo a causa de su posición o de su velocidad. Existen dos tipos:
- Energía potencial (Ep) = m·g·h: que puede deberse a la altura a la que se encuentra un cuerpo (potencial gravitatoria), o a la acumulada en un medio elástico (potencial elástica).
- Energía cinética (Ec) = 1/2·m·v^2: que se debe a la velocidad del cuerpo.
Energía Térmica
Es debida a la energía cinética de las partículas (átomos o moléculas) que forman un cuerpo. Está relacionada con la temperatura de los cuerpos y su masa, y se transfiere de los cuerpos que están a más temperatura a los que están a menos temperatura.
Energía Luminosa
El Sol o los cuerpos que están a mucha temperatura, como un rayo o una bombilla, emiten luz, que se transmite por el vacío, el aire y otros medios transparentes, mediante ondas. La luz transporta una energía denominada luminosa o radiante. Gracias a ella se produce la fotosíntesis. Los seres humanos percibimos los colores del rojo al violeta, pero no vemos la luz infrarroja y la ultravioleta.
Energía Química
Los alimentos, los combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo) y muchos compuestos químicos contienen energía química. Esta localizada en los enlaces entre los átomos de las sustancias. Ej: las combustiones.
Energía Eléctrica
Es la energía potencial de las cargas eléctricas. En la naturaleza se encuentra acumulada en las nubes cargadas de electricidad estática. En nuestra vida cotidiana está en todas partes.
Energía Nuclear
Los núcleos de los átomos concentran una enorme energía, que se libera en las reacciones nucleares. Existen dos tipos: de fisión (se rompen los núcleos), como en las centrales nucleares actuales, o de fusión (se juntan los núcleos), como sucede en el Sol.
Temperatura
Temperatura: es la medida del grado de movimiento térmico de sus partículas. Cuanto más rápido se mueven, más temperatura tiene el cuerpo.
Calor
Calor: es una forma de transferir energía entre dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura.
Unidad internacional del calor: es el julio (J). También se usan la caloría (cal) y la kilocaloría (kcal).
Modos de Transferencia de Calor
- Convección: La propagación de energía tiene lugar mediante un movimiento de materia que circula de las regiones calientes a las frías.
- Conducción: Las partículas de los cuerpos a altas temperaturas vibran más rápido, chocan y les transmiten parte de su energía. Existen buenos conductores térmicos (permiten que la energía se propague fácilmente por ellos) y malos conductores térmicos o aislantes (la energía se transmite con mucha dificultad).
- Radiación: La transmisión tiene lugar mediante ondas como la luz desde el cuerpo que está a más temperatura al que está a menos.
Fenómenos Relacionados con la Temperatura
Aumento de la temperatura: depende de la cantidad de calor absorbido en el proceso y de la cantidad y el tipo de sustancia.
Dilatación: debido al incremento de la temperatura, los cuerpos aumentan su volumen (se dilatan).
Vaporización
- Evaporación: Algunas partículas de la superficie del líquido adquieren suficiente energía para saltar al aire, es un proceso lento.
- Ebullición: Al llegar a una temperatura determinada, la energía absorbida solo se emplea en hacer “saltar” las partículas al aire de forma tumultuosa, venciendo la presión atmosférica y la gravedad, la temperatura se mantiene constante.
Ejemplos de Energía en la Cocina
- Gas: la reacción de combustión es exotérmica: por cada m3 de gas obtenemos 9500 kcal.
- Eléctricas: la energía eléctrica se convierte en energía térmica.
Ondas
Onda: es una perturbación que se propaga transportando energía sin transportar materia.
El movimiento de avance de la onda se denomina movimiento ondulatorio y presenta características propias.
Tipos de Ondas
Ondas longitudinales y transversales: Las ondas longitudinales son aquellas cuya dirección de propagación coincide con la dirección de vibración de las partículas alcanzadas por las ondas. Cuando estas direcciones son perpendiculares, se trata de ondas transversales.
Características de las Ondas
- Período (T): Es el tiempo que tarda una partícula en hacer una oscilación completa.
- Longitud de onda (λ): es la distancia entre cresta y cresta.
- Amplitud (A): Es la máxima distancia que separa la partícula desde su posición de equilibrio.
- Frecuencia (f): Es el número de oscilaciones que da la partícula en un segundo. Se mide en Hercios (Hz).
- Velocidad de propagación (v): Es el cociente entre la longitud de onda y el periodo: v = λ / T