Introducción a la Energía
La energía es la capacidad de realizar trabajo o producir cambios. Según la ley de conservación de la energía, esta no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra.
Principales Formas de Energía
1. Energía Mecánica
Combinación de energía cinética (movimiento) y potencial (posición).
Ejemplo: Un péndulo oscilando convierte energía potencial en cinética y viceversa.
2. Energía Térmica
Energía interna de un sistema relacionada con el movimiento de sus partículas.
Ejemplo: El vapor de una taza de café caliente contiene energía térmica.
3. Energía Eléctrica
Movimiento de electrones a través de un conductor.
Ejemplo: La corriente que alimenta los electrodomésticos en tu hogar.
4. Energía Química
Almacenada en los enlaces entre átomos y moléculas.
Ejemplo: La combustión de gasolina en un motor libera energía química.
5. Energía Nuclear
Liberada por reacciones en el núcleo atómico.
Ejemplo: La fisión nuclear en plantas de energía atómica.
6. Energía Radiante
Transportada por ondas electromagnéticas.
Ejemplo: La luz solar que llega a la Tierra.
Átomos, Materia y Energía
Toda la materia está compuesta de átomos, y la energía está intrínsecamente relacionada con ellos:
Nivel atómico
Los electrones en diferentes niveles de energía alrededor del núcleo contienen energía potencial eléctrica.
Enlaces químicos
La energía química se almacena en los enlaces entre átomos (ej: enlaces C-H en los combustibles).
Núcleo atómico
La energía nuclear proviene de las fuerzas que mantienen unidos protones y neutrones.
Equivalencia masa-energía
Según E=mc² de Einstein, la masa puede convertirse en energía y viceversa.
| Nivel de materia | Tipo de energía asociada | Ejemplo |
|---|---|---|
| Núcleo atómico | Nuclear | Centrales nucleares |
| Electrones | Eléctrica/Química | Baterías |
| Moléculas | Térmica | Calor corporal |
| Objetos macroscópicos | Mecánica | Caída de objetos |
Transformaciones de Energía
Las energías pueden convertirse entre sí. Estos son algunos ejemplos comunes:
Radiante → Eléctrica: Los paneles solares convierten la luz del sol en electricidad mediante el efecto fotoeléctrico (liberación de electrones en materiales semiconductores).
Química → Térmica + Mecánica: En un motor de combustión, la gasolina (energía química) se quema produciendo calor (térmica) que mueve los pistones (mecánica).
Mecánica → Eléctrica: Un generador eólico convierte el movimiento de las aspas (mecánica) en electricidad mediante inducción electromagnética (movimiento de electrones en un campo magnético).