Energia

LECTURA 8
LA ENERGÍA

El término energía es probablemente una de las palabras propias de la física que más se nombra en las sociedades industrializadas. La crisis de la energía, el costo de la energía, el aprovechamiento de la energía, son expresiones presentes habitualmente en los diferentes medios de comunicación social. ¿Pero qué es la energía?
 
¿Qué es la energía?
La nociónde energía se introduce en la física para facilitar el estudio de los sistemas materiales. La naturaleza es esencialmente dinámica, es decir, está sujeta a cambios: cambios de posición, cambios de velocidad, cambios de composición o cambios de estado físico, por ejemplo. Pues bien, existe algo que subyace a los cambios materiales y que indefectiblemente los acompaña; ese algo constituye lo que seentiende por energía.
 
La energía es una propiedad o atributo de todo cuerpo o sistema material en virtud de la cual éstos pueden transformarse modificando su situación o estado, así como actuar sobre otros originando en ellos procesos de transformación. Sin energía, ningún proceso físico, químico o biológico sería posible. Dicho en otros términos, todos los cambios materiales estánasociados con una cierta cantidad de energía que se pone en juego, se cede o se recibe.
 
Las sociedades industrializadas que se caracterizan precisamente por su intensa actividad transformadora de los productos naturales, de las materias primas y de sus derivados, requieren para ello grandes cantidades de energía, por lo que su costo y su disponibilidad constituyen cuestiones esenciales.Transformación y conservación de la energía
La energía se puede presentar en formas diferentes, es decir, puede estar asociada a cambios materiales de diferente naturaleza. Así, se habla de energía química cuando la transformación afecta a la composición de las sustancias, de energía térmica cuando la transformación está asociada a fenómenos caloríficos, de energía nuclear cuando los cambios afectana la composición de los núcleos atómicos, de energía luminosa cuando se trata de procesos en los que interviene la luz, etc.
 
Los cambios que sufren los sistemas materiales llevan asociados, precisamente, transformaciones de una forma de energía en otra. Pero en todas ellas la energía se conserva, es decir, ni se crea ni se destruye en el proceso de transformación. Esta segundacaracterística de la energía constituye un principio físico muy general fundado en los resultados de la observación y la experimentación científica, que se conoce como principio de conservación de la energía.
 
Otro modo de interpretarlo es el siguiente: si un sistema físico está aislado de modo que no cede energía ni la toma del exterior, la suma de todas las cantidades correspondientes a sus distintasformas de energía permanece constante. Dentro del sistema pueden darse procesos de transformación, pero siempre la energía ganada por una parte del sistema será cedida por otra. Esto es lo que sucede en el universo, que en su conjunto puede ser considerado como un sistema aislado.
 
Una descripción matemática de este principio puede efectuarse como sigue: sea S un sistema aislado, el cualtras un proceso de transformación interna pasa a convertirse en S'. Representando por E la energía total del sistema o suma de las cantidades correspondientes a las diferentes formas de energía presentes en él, la conservación de la energía se expresaría en la forma:
 
E' = E
 
o también:
 
[pic]
 
es decir, la variación ΔE de la energía total E del sistema por efectode su transformación interna ha sido nula.

Si se considera que el sistema está formado sólo por dos partes o subsistemas 1 y 2, la aplicación del principio de conservación de la energía supondrá ahora:
 
E'1 + E'2 = E1 + E2
 
o agrupando términos semejantes:
 
E'1 - E1 = - (E'2 - E2)
 
[pic]
 
lo que expresa que la energía ganada ΔE por el subsistema...