1- ¿Qué es la energía?
La energía es una capacidad que produce cambios en las propiedades o en el estado de movimiento de los cuerpos. En otras palabras, corresponde a la capacidad que poseen los objetos para producir cambios en ellos mismos o en otros objetos. Por lo que, se requiere energía para que un cuerpo cambie de movimiento, aumente de temperatura o modifique su forma.
Para arrugar una hoja de papel y cambiar su forma, se requiere de energía.
La energía está presente en todo el Universo junto a la materia y se puede medir. Para esto, se utilizan las siguientes unidades de medición:
– Caloría (cal): Se utiliza para medir la energía que poseen los alimentos.
– Kilowatio-hora (kWh): Se usa para medir el consumo de la electricidad.
– Julio o Joule (J): Esta unidad se emplea en el sistema internacional de unidades.
2- Manifestaciones de la energía
La energía se manifiesta de diferentes formas. A continuación, revisaremos las múltiples formas en que la energía se hace presente.
a- Energía cinética: Esta energía se relaciona con los cuerpos que se encuentran en movimiento. Esta manifestación de energía dependerá de la masa o de la rapidez del cuerpo que se desplaza. Mientras mayor sea su masa o la rapidez, mayor será su energía cinética.
Por ejemplo:
– Un auto que se encuentra en movimiento.
– Un ciclista que viaja por la calle.
– Una pelota en movimiento.
b- Energía potencial gravitatoria: Esta energía se manifiesta en cuerpos que se encuentran a una cierta altura, según un nivel de referencia como el suelo.
Ejemplos:
– Un vaso sobre la mesa.
– Una pelota sostenida sobre la mano.
c- Energía potencial elástica: Esta es una energía que se almacena en objetos elásticos. Cuando estiramos o comprimimos un resorte, se almacena la energía potencial elástica.
Ejemplos:
– Tensar una cuerda.
– Estirar una banda elástica.
d- Energía mecánica: Sucede cuando un cuerpo se mueve y se encuentra a una determinada altura (suelo). Esta energía es la suma de la energía cinética, energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica de un cuerpo.
e- Energía lumínica: Corresponde a una forma de energía que se transporta por la luz. Nos permite ver las cosas que tenemos alrededor de nosotros y se propaga en todas las direcciones. Se refleja en los objetos y puede pasar de un material a otro.
Entonces, este tipo de energía la emiten los cuerpos en forma de luz.
Existen fuentes de energía lumínica, como por ejemplo el sol, el cual permite que las plantas realicen la fotosíntesis. También una lámpara encendida corresponde a una fuente de energía lumínica. En la naturaleza, las luciérnagas y los cocuyos iluminan al transformar la energía química de sus cuerpos en energía luminosa.
f- Energía química: Es la energía acumulada en los alimentos y en los combustibles, como el gas natural, el carbón, el petróleo como también en artefactos, como pilas o baterías. Se produce por la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos y que posibilita mover objetos o generar otro tipo de energía.
Por ejemplo, tenemos un juguete que funciona con pilas. En una pila eléctrica se produce previamente un proceso químico, lo que permite suministrar energía eléctrica. Esta energía eléctrica se transforma en energía cinética, la cual, genera el movimiento del juguete.
g- Energía eléctrica: Esta energía produce el movimiento de las cargas eléctricas a través de un conductor, haciendo funcionar artefactos eléctricos. Por ejemplo, la energía transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla o ampolleta.
Esta energía se manifiesta en la naturaleza a través de los rayos o descargas eléctricas.
h- Energía térmica: Esta energía se encuentra relacionada con aquellos artefactos, cuerpos o seres vivos que están a una determinada temperatura y que pueden emitir calor.
En otras palabras, la energía térmica corresponde a la energía liberada en forma de calor.
Ejemplos:
– Una estufa encendida.
– El cuerpo humano.
– El Sol.
i- Energía nuclear: Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones nucleares.
j- Energía sonora: Corresponde a la energía que transportan las ondas del sonido, por esto requiere necesariamente de un medio para propagarse. La vibración producida por la onda mueve las partículas del medio transmitiendo su energía.
Esta energía la podemos percibir a través de nuestros oídos. Ejemplo de este tipo de energía es la producida por una guitarra.
k- Energía radiante: La energía radiante es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte material alguno.
3- Propiedades de la energía
Las propiedades de la energía son las siguientes:
3.1- La energía se transforma
Una forma de energía puede transformarse en otra. En las transformaciones de energía solo una parte de ella se usa para realizar el trabajo, mientras que el resto se libera al entorno en forma de luz, sonido o calor.
Revisemos el ejemplo de un ventilador. La energía eléctrica le permite girar sus aspas, generando viento. Es por esto, que el ventilador transforma la energía eléctrica en energía cinética y eólica.
Cuando la energía eléctrica hace funcionar una lámpara, se enciende su ampolleta. Por lo que, la ampolleta emite energía en forma de luz. Además, la ampolleta no solo emite energía lumínica, ya que también emite energía térmica (calor).
Por otra parte, los artefactos como las estufas, los hervidores, las planchas, el secador de pelo, entre otros, emiten la energía eléctrica en forma de calor.
Veamos otros ejemplos de artefactos eléctricos que transforman la energía eléctrica en otra forma de energía.
3.2- La energía se transfiere
Esto significa que puede pasar de un cuerpo a otro, como ocurre cuando pedaleas para hacer avanzar una bicicleta.
Otro ejemplo, es cuando tenemos un calefactor prendido en nuestra habitación, la energía se propaga y se transfiere la energía de un lugar a otro.
a- ¿Cómo se transforma y se transfiere la energía en los seres vivos?
Como ya hemos aprendido, los seres vivos incluidos los seres humanos, necesitan de energía para sobrevivir. Todas las actividades diarias que realizamos requieren de energía.
Los seres vivos obtenemos la energía a partir de la naturaleza y ocurren constantes transformaciones. A continuación, revisaremos este proceso:
En primer lugar, la energía lumínica es transformada en energía química a través de los organismos autótrofos, los cuales, llevan a cabo el proceso de la fotosíntesis. Esta energía queda almacenada en los productores como frutas y verduras.
En segundo lugar, los organismos productores como las plantas, utilizan esta energía obtenida para realizar sus funciones vitales. Además, los organismos consumidores que se alimentan de los productores, obtienen una parte de la energía química que estos han almacenado.
En tercer lugar, cuando los organismos consumidores se alimentan, están incorporando alimentos a su organismo. La digestión y absorción de nutrientes permite que el organismo posea energía disponible.
En cuarto y último lugar, la energía química que es almacenada en el cuerpo de los organismos se transforma en energía cinética, lo que permite realizar actividades como correr, saltar, caminar, etc.
3.3- La energía se conserva
En cualquier transformación la energía se conserva. Cuando el agua se evapora no desaparece, simplemente pasa al aire, la cual nos da la impresión de que ya no existe, cuando en realidad es que no podemos verla.
Otro ejemplo, es que, si sumamos la cantidad de luz y de calor generados por una ampolleta encendida, dará como resultado el total de energía eléctrica utilizada por la ampolleta.
Esto se debe a que la energía cumple una ley muy importante: la Ley de la conservación de la energía. Según esta ley, la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
3.4- La energía puede ser almacenada
La energía almacenada corresponde a diferentes manifestaciones de la energía potencial.
Por ejemplo:
– La energía potencial elástica se manifiesta al deformar o comprimir un resorte.
– La energía potencial gravitatoria, que depende de la altura de un objeto.
– La energía potencial química, que está contenida en baterías, pilas, combustibles y alimentos.
