Energía

Energía

La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos u otros cuerpos. La energía tiene la capacidad de hacer funcionar las cosas. La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el Joule (J).

La energía tiene cuatro propiedades básicas: se transforma, se conserva, se transfiere y se degrada. La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma (capacidad de transformarse). Se dice que se conserva porque no se destruye. Esta se transfiere porque se pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas y trabajo. Finalmente, se dice que se degrada porque solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo; el resto de la energía se pierde en forma de calor o ruido.

Hay tres formas diferentes de transmitir energía. La primera forma es en trabajo. El trabajo es cuando se pasa energía a un cuerpo que cambia de posición a otra. La segunda es en ondas. Las ondas son la propagación perturbaciones y tienen distintas características: tienen un campo eléctrico, magnetismo y presión. Por último, está el calor que es un tipo de energía que se manifiesta cuando se transfiere energía de un cuerpo caliente a uno de menor temperatura. El calor puede viajar de tres maneras diferentes: conducción, radiación y convección.

La energía puede manifestarse de siete maneras diferentes: mecánica, interna, eléctrica, térmica, electromagnética, nuclear y química. La energía mecánica está relacionada con la posición y movimiento del cuerpo. Este tipo de energía se divide en potencial y cinética. La energía interna se manifiesta a partir de la temperatura. Mientras más caliente esté un cuerpo, más caliente estará. La energía eléctrica es aquella producida por una diferencia de potencial. La energía térmica es la cantidad de energía que pasa de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor manifestándose mediante calor.  La energía electromagnética se atribuye a la presencia de un campo electromagnético. La energía nuclear se produce cuando los núcleos de los átomos se rompen (fisión) o se unen (fusión). Finalmente, la energía química es aquella que se manifiesta en las reacciones químicas.

La energía eléctrica sin embargo no es un recurso natural, es por eso que el hombre debe de transformar las energías mecánicas, nucleares, solares cinética y térmicas en estas. En el caso de la mecánica, se emplean generadores y dinamos. en el de la química como en una batería, la energía química se utiliza para generar electricidad. La energía proviene de los iones, moléculas cargadas reunidas en un compuesto neutro. Cuando los terminales positivo y negativo de la pila están conectados a un circuito, la energía química de los iones se convierten en energía eléctrica.

Para demostrar este tipo de conversiones, realizamos el siguiente experimento mediante el cual a través de reacciones químicas se genera energía eléctrica.

Material:

• 2 papas grandes
• 2 monedas de cobre
• 3 cables de cobre
• 2 clavos de zinc
• 1 bombilla pequeña de 1,5 V

Procedimiento:

1. Corta la papa en dos partes. Toma cada parte o papa pequeña y hazle una incisión, de modo que en ella quepa una moneda de cobre. Toma un cable de cobre y enrollalo en una moneda y un segundo en la otra moneda. Entierra cada una en las incisiones de las papas.
2. Enrolla un clavo con el tercer cable y encajarlo en una de las papas. Entonces, toma la punta del cable de la moneda enterrada en esta papa y enrollalo en el otro clavo, al cual enterraras en la segunda papa.
3. Ahora toma las puntas de cables que quedan sueltas: una de la segunda moneda y otro del primer clavo y haz contacto con una bombilla.

Imágenes:

Conclusión:

La bombilla se enciende con la papa porque esta contiene una sustancia llamada ácido fosfórico que desencadena una reacción entre el cobre y el zinc, de la cual se produce un intercambio de electrones.

La función de la papa es favorecer la conducción de corriente eléctrica, pero no participa en la reacción entre las dos sustancias. El zinc del clavo reacciona con él ácido de la papa, liberando dos electrones y oxidándose. El ácido está cargado de hidrógeno y al recibir los electrones se reduce a gas hidrogenado. En la moneda que funciona como electrodo se reducen los electrones de cobre y se suman a los iones de hidrógeno del ácido.Finalmente tenemos gas hidrogenado y corriente que se conduce desde los dos polos hasta la bombilla produciendo luz.

En el caso de nuestro experimento el usar dos papas no fue suficiente para encender la bombilla sin embargo sí se pudo observar el cambio de voltaje. Para futuros experimentos se sugiere el uso de por lo menos 6 papas para lograr tener el resultado que se desea.