Energia

Conservación de energía

8.1

b)

d)

c)

e)

George Semple

a)

George Semple

Por lo general la palabra calor se
usa mal. El calor es un método
de transferencia de energía, no
una forma de almacenamiento
de energía. En consecuencia,
frases tales como “contenido de
calor”, “el calor del verano” y
“el calor que escapó”
representan usos de esta
palabra que son inconsistentes
con la definiciónfísica. Véase el
capítulo 20.

George Semple

El calor no es una forma de energía

Como se ha visto, un objeto que se representa como partícula pueden actuar fuerzas diferentes, resultando un cambio en su energía cinética. Esta situación muy simple es el primer
ejemplo del modelo de un sistema no aislado, en él la energía cruza la frontera del sistema
durante cierto intervalo de tiempo debido a unainteracción con el medio ambiente. Este
escenario es común en problemas de física. Si un sistema no interactúa con su medio
ambiente, es un sistema aislado, que se estudiará en la sección 8.2.
El teorema trabajo–energía cinética del capítulo 7 es el primer ejemplo de una ecuación
de energía adecuada para un sistema no aislado. En el caso de dicho teorema, la interacción del sistema con su entorno esel trabajo invertido por la fuerza externa, y la cantidad
que cambia en el sistema es la energía cinética.
Hasta el momento sólo se ha visto una forma de transferir energía a un sistema: trabajo.
Enseguida se mencionan otras formas de transferencia de energía hacia o desde un sistema. Los detalles de estos procesos se estudiarán en otras secciones del libro. En la figura
8.1 se ilustran mecanismospara transferir energía y se resumen del modo siguiente.
El trabajo, como aprendió en el capítulo 7, es un método para transferir energía hacia
un sistema mediante la aplicación de una fuerza al sistema y causar un desplazamiento del
punto de aplicación de la fuerza (figura 8.1a).
Las ondas mecánicas (capítulos 16–18) son un medio de transferencia de energía al
facilitar que una perturbación sepropague a través del aire u otro medio. Es el método
mediante el que la energía (que usted detecta como sonido) deja su radio reloj a través
de la bocina y entra a sus oídos para estimular el proceso de audición (figura 8.1b). Otros
ejemplos de ondas mecánicas son las ondas sísmicas y las ondas oceánicas.
El calor (capítulo 20) es un mecanismo de transferencia de energía que se activa mediante unadiferencia de temperatura entre dos regiones del espacio. Por ejemplo, el
mango de una cuchara dentro de una taza con café se calienta porque los electrones y
átomos en movimiento constante en la parte sumergida de la cuchara chocan con los más
lentos en la parte cercana del mango (figura 8.1c). Dichas partículas se mueven más rápido
debido a las colisiones y chocan con el siguiente grupo departículas lentas. Por lo tanto,
la energía interna del mango de la cuchara se eleva a causa de la transferencia de energía
debida a este proceso de colisión.
La transferencia de materia (capítulo 20) involucra situaciones en las cuales la materia
cruza físicamente la frontera de un sistema, transportando energía. Los ejemplos inclu-

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PREVENCIÓN DE RIESGOS
OCULTOS 8.1

Elsistema no aislado: conservación
de energía

George Semple

Capítulo 8

George Semple

196

f)

Figura 8.1 Mecanismos de transferencia de energía. a) La energía se transfiere hacia el bloque
mediante trabajo; b) la energía deja el radio desde la bocina mediante ondas mecánicas; c) la energía se
transfiere hacia el mango de la cuchara mediante calor; d) la energía entra al tanque de gasolina delautomóvil mediante transferencia de materia; e) la energía entra a la secadora mediante transmisión eléctrica;
y f) la energía sale del foco mediante radiación electromagnética.

Sección 8.1

El sistema no aislado: conservación de energía

197

yen llenar el tanque de su automóvil con gasolina (figura 8.1d) y transportar energía a
las habitaciones de su hogar mediante circulación de aire...