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Energia 1

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Brevemente se analiza que es energía y sus mecanismos de transferencia

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Energia 1

  1. 1. Energía, transferencia y transformación. La energía1 es uno de los componentes fundamentales del universo, su existencia se pone de manifiesto al mirar a nuestro alrededor: las plantas crecen, los animales se trasladan, las máquinas realizan las más variadas tareas, las frutas maduran. Estamos en presencia de cambios físicos y químicos. Todo esto tiene en común que precisa de energía. Nuestra principal fuente de energía es el Sol. Observa las distintas transformaciones que se producen. También del interior de la Tierra. La energía es una propiedad asociada a la materia y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en esta (cuerpos, sistemas 2). Como bien se conoce la energía no puede ser creada ni destruida solamente pasa de una manera a otra. Esto significa, entre otras cosas, que la cantidad de energía que contamos actualmente en el universo es la misma que hubo y habrá. 1 La palabra energía fue introducida en el lenguaje científico por Rankine en 1855; antes se le llamaba fuerza. La energía es única, pero solemos adjetivarla para indicar el efecto que la produce o que la pone de manifiesto. Suele hablarse de muchos tipos de energía. 2 Los científicos delimitan arbitrariamente determinadas porciones de la naturaleza que les interesa estudiar; si es posible, las aíslan del resto, para, de este modo, eliminar las interacciones que complicarían su estudio. Es una manera de estudiar la naturaleza. A estas “porciones” se las llama sistemas. A veces, cuando se trata de objetos concretos, se los llama cuerpos.
  2. 2. Cuando disminuye la cantidad de energía en un lugar o en una forma, la cantidad en otro sitio o en otra forma aumenta en una cantidad equivalente. Si la energía no se filtra hacia dentro o hacia fuera a través de los “límites” (fronteras) de un sistema, la energía total de las diferentes formas en el sistema no cambia, no importa como sea la transformación si rápida o lenta. Aunque las diversas formas de energía parecen muy distintas, cada una de ellas se puede medir de un modo que hace posible calcular qué tanto de una forma puede convertirse en otra. Tanto el calor como el trabajo son dos formas de transferencia de energía, o de energía en tránsito. Ni el calor, ni el trabajo son formas de energía3; ningún sistema tiene calor, como tampoco puede tener trabajo. El calor y el trabajo son mecanismos mediante los cuales se puede transferir energía a través de la frontera de un sistema cerrado. Tienen que ver con procesos o con la manera de interaccionar el sistema (cuerpo) con otros, en la trayectoria del movimiento. La transferencia de calor es un mecanismo mediante el cual se transfiere energía a través de la frontera de un sistema debido a diferencia de temperaturas. El trabajo es una interacción de energía que ocurre entre un sistema (cuerpo) y sus alrededores4. Es la transferencia de energía relacionada con una fuerza que actúa a lo largo de una distancia. La experiencia enseña cuando entre los sistemas (cuerpos) existe diferencia de temperaturas, la energía (calor) puede transmitirse en el interior de los sistemas, y entre ellos, mediante los mecanismos de conducción, convección y radiación. La razón por la que la energía (calor) tiende siempre a difundirse de lugares de más temperatura (calientes) a otros de menos temperaturas (fríos) es un asunto de probabilidad. La energía interna en un material consiste de movimientos desordenados de sus átomos o moléculas que se encuentran en constantes choques. Cuando un gran número de átomos o moléculas en una región de un material chocan en forma aleatoria y repetida con las de una región vecina, hay mucho más maneras en las que su energía de movimiento aleatorio puede terminar por distribuirse casi igualmente en ambas regiones en lugar de concentrarse en una sola. Por consiguiente, es mucho más probable que ocurra la distribución desordenada de energía interna a todas 3 Aunque en el lenguaje cotidiano se asocia energía al calor, pero el sentido físico de la palabra calor es energía en tránsito. 4 Pudiera ser la superficie de contacto u otros cuerpos (sistemas).
  3. 3. partes que la concentración más ordenada en un lugar. De manera más general, en cualesquiera interacciones de átomos o moléculas, la probabilidad estadística establece que terminarán en un mayor desorden5 que con el que empezaron. 5 Es completamente posible que en algunos sistemas aumente el orden mientras que en los sistemas relacionados con ellos el desorden se incrementa aún más. Ejemplo, las células de un organismo humano siempre están ocupadas en incrementar el orden, a costa de un mayor desorden en la descomposición de los nutrientes y en calor al sistema que rodea el cuerpo.

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