¿Qué es energía? – Definición y significado en la naturaleza

¿Qué es energía?

Me gusta salir a correr, y cuando lo hago, pienso en energía , o quizás más exactamente, en mi falta de ella. Cuando corro, también pienso en la materia . La materia es cualquier cosa que tenga masa y ocupe espacio y, a medida que envejezco, parece que acumulo más materia, lo que dificulta su funcionamiento. La energía y la materia están en todas partes, y todo está compuesto de energía y materia. La energía, sin embargo, es más abstracta, ya que realmente no puedes verla. No obstante, la energía ha existido desde el principio de los tiempos. De hecho, la teoría sostiene que la energía existía antes que la materia. Según la teoría del Big Bang, el universo comenzó cuando una cantidad infinita de energía de repente comenzó a expandirse. La energía se enfrió a medida que se expandió y, a medida que se enfrió lo suficiente, las partículas pudieron unirse y formar materia eventualmente, dando lugar al universo tal como lo conocemos hoy. Se puede decir que el universo está compuesto por dos propiedades intercambiables: energía y materia. La energía se puede convertir en materia y la materia se puede convertir en energía.

Bien, entonces, ¿qué es la energía? La energía se define generalmente como la capacidad o habilidad para realizar un trabajo. Estoy seguro de que puede apreciar el hecho de que se necesita energía para trabajar, pero ¿qué es el trabajo? El trabajo se puede definir como el movimiento de masa cuando se le aplica una fuerza. En otras palabras, el trabajo se realiza cuando una fuerza mueve un objeto a cierta distancia. En pocas palabras, el trabajo requiere energía y la energía gastada realiza el trabajo.

¿De dónde viene la energía?

Ahora que sabemos qué es la energía, consideremos de dónde proviene. La respuesta a esta pregunta es realmente bastante simple. La energía proviene de la materia. Ahora sabes por qué hemos estado hablando de estas dos propiedades de la energía y la materia. Esto tiene sentido cuando examinamos la definición de trabajo. El trabajo se puede definir como la transferencia de energía hacia o desde la materia. De hecho, la cantidad total de energía contenida en la materia es directamente proporcional a la masa. Además, la energía se puede transferir de un sistema a otro.

Entonces, ¿qué es un sistema? Un sistema es una colección de objetos organizados en un todo o, para decirlo de otra manera: lo que sea que esté considerando como un todo para el propósito de un estudio. Hablemos de algunos ejemplos de sistemas. Por ejemplo, puede considerar todo el universo como un sistema. Puede considerar el universo como un sistema con el propósito de estudiar la relación entre diferentes galaxias dentro del universo. Otro ejemplo de un sistema podría ser su cuerpo. Puede considerar el cuerpo humano como un sistema con el propósito de estudiar la interacción entre los diversos órganos que componen su cuerpo.

Transferencia de energía

Veamos un ejemplo de eso. Todos hemos calentado agua en una estufa, o tal vez hemos visto a alguien hacer eso. Cuando calentamos el agua en la estufa, la energía se transfiere del elemento calentado de la estufa al agua. A medida que se transfiere esa energía, las moléculas de agua se ven obligadas a moverse más rápido. De manera similar, un sistema puede transferir energía a otro al entrar en contacto directo con él. A mi hijo le encanta jugar béisbol; ha jugado desde que era un niño, y es bastante bueno en eso. Cuando golpea la pelota, esa pelota va bastante lejos. En este ejemplo de transferencia de energía, la energía de movimiento del bate se transfiere a la pelota de béisbol, que, a su vez, ahora también tiene energía de movimiento.

En el mundo de la física, la energía se mide en unidades que llamamos julios . Esto es importante porque verá esta unidad adjunta a los números como una medida de cuánta energía hay en un sistema. En otros campos, como la industria y la nutrición, la energía se puede medir en diferentes unidades. Por ejemplo, en la industria, los kilovatios-hora se utilizan como medida de energía. En nutrición, las calorías se utilizan como medida de energía. Probablemente hayas oído hablar de las calorías antes; de hecho, si observa cualquier papel de envolver o caja de comida, la ley exige que la cantidad de energía contenida en esa comida se exprese en términos de calorías.

¿Por qué es necesaria la energía?

Es de esperar que ahora comprenda mejor qué es la energía y de dónde proviene. Cambiemos de velocidad aquí un poco. Ahora hablemos del significado de la energía tal como existe en la naturaleza. Como la energía se define como la capacidad de realizar un trabajo, podemos apreciar que se necesita energía para mover cualquier cosa en la naturaleza. Esto puede ser tan obvio como la energía derivada de la quema de combustibles fósiles para mover su automóvil, o puede ser tan sutil como la energía derivada de la descomposición de los nutrientes por nuestras células para hacer su trabajo. Por ejemplo, nuestras células musculares tienen que descomponer los nutrientes para obtener la energía necesaria para contraerse. Esa contracción del músculo es el trabajo realizado por el músculo, y la energía necesaria para ese trabajo proviene de la descomposición de los nutrientes dentro de la célula muscular. En cualquier caso, la energía se libera cuando se descompone alguna masa. Una vez liberada, la energía, a su vez, se puede utilizar para realizar un trabajo. Como hemos hablado antes, la energía está en todas partes. En todo el universo, la energía se libera de la materia y se utiliza para realizar trabajos.

Tipos de energía

La energía mecánica se puede convertir en energía eléctrica.

Cambiemos de marcha de nuevo. Ahora hablemos de diferentes tipos de energía. Hay varios tipos de energía. Un ejemplo de tipo de energía es la energía térmica . La energía térmica es la energía interna de un sistema como resultado de su temperatura. Hablamos de esto un poco antes cuando hablamos de calentar una olla de agua en la estufa. Esa olla de agua caliente tiene una cierta temperatura, que es un reflejo de la energía interna contenida en el agua. Eso es energía térmica.

Otro tipo de energía es la energía mecánica . La energía mecánica es la energía de un objeto como resultado de su ubicación o movimiento. Un buen ejemplo de energía mecánica podría ser el agua retenida detrás de una presa. Allí tiene una determinada posición. Entonces el agua se mueve sobre la presa. Ahora que el agua tiene movimiento. Así que ese es un buen ejemplo de un sistema que contiene energía mecánica: agua que se mueve sobre una presa.

Sin embargo, es muy importante tener en cuenta que toda la energía, independientemente del tipo, sigue siendo simplemente la capacidad de realizar un trabajo. Cualquier forma de energía se puede transferir a otra forma de energía. Por ejemplo, volvamos a la presa. El agua que fluye sobre una presa tiene energía de movimiento, y esa energía de movimiento se usa para generar energía eléctrica. Cuando ocurren estas transformaciones de energía, la cantidad total de energía permanece igual. Es importante señalar también que lo que podemos llamar energía ‘creada por el hombre’ es simplemente energía que ha sido transferida de la naturaleza a alguna fuente creada por el hombre.

Resumen de la lección

Resumamos. En resumen, la energía es la capacidad de realizar un trabajo, y el trabajo se logra cuando una fuerza mueve un objeto. La energía se mide en unidades denominadas julios . La energía es necesaria dentro de los sistemas para poder trabajar dentro de ese sistema. Finalmente, la energía existe en diferentes formas y la energía se puede transformar de una forma de energía a otra forma de energía.

Objetivos de la lección

Después de ver esta lección, debería poder:

• Definir que es la energía
• Explicar la importancia de la energía en los sistemas naturales.
• Identificar ejemplos de diferentes tipos de energía.