Transformaciones de energía. Ley de transformación y conservación de la energía

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Ideas esenciales

recuerda

• Para cambiar las propiedades de un sistema es preciso poner en juego cierta cantidad de energía.
• La energía caracteriza la capacidad de los sistemas para cambiar las propiedades de otros sistemas o las suyas propias. Mientras mayores sean los cambios, mayor es la cantidad de energía puesta en juego.
• Existen tres formas fundamentales de manifestarse la energía: cinética, potencial o "almacenada" y radiante.

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Existe diferencia entre fuente de energía y formas de energía y no siempre son utilizados estos términos con rigurosidad. La primera está referida a de dónde proviene la energía, lo que se diferencia de las formas de energía estudiadas.

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Por ejemplo, cuando analizamos la energía hidráulica, la fuente de energía es el caudal de agua que producto a un desnivel en el terreno provoca que el agua caiga. En las hidroeléctricas se transforma la energía potencial del agua en energía cinética del eje de las turbinas hidráulica para producir finalmente electricidad. En el caso de la energía solar, la fuente es el Sol y la forma de energía es radiante, que mediante las celdas solares se transforma en eléctrica. Si nos referimos a la energía eólica, la fuente es el viento y la energía que hace mover las aspas del generador eólico es la cinética que se transforma en eléctrica.
Conoces que siempre que se producen cambios se ha puesto en juego cierta cantidad de energía. Al producirse los cambios, la energía se transmite de un cuerpo a otro, o de una parte del cuerpo a otra parte y además se transforma de un tipo en otro. Analicemos algunos ejemplos donde la energía se transforma de una forma en otra:

 

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Al lanzar una pelota verticalmente hacia arriba. En la posición 1 la pelota tiene el máximo de energía cinética, y con respecto a la posición inicial de donde se lanzó (nivel cero de energía potencial) la energía potencial gravitatoria que posee es cero. Al ascender va disminuyendo la velocidad, la fuerza de gravedad que actúa sobre el cuerpo en sentido opuesto al movimiento es la causa de que esto ocurra, y por tanto también disminuye la energía cinética, simultáneamente el cuerpo va aumentando su altura por lo que aumenta la energía potencial gravitatoria. En este caso la energía se transforma de cinética a potencial gravitatoria.


Si la pelota se deja caer, la transformación que se produce es de energía potencial gravitatoria a energía cinética, pues en lo alto posee el máximo de energía potencial, a medida que cae va disminuyendo altura, y por tanto energía potencial gravitatoria, mientras que va aumentado la velocidad lo que provoca un aumento en la energía cinética.
 
En múltiples ocasiones, parece que la energía no se conserva, sin embargo un estudio detallado de lo que ocurre realmente, nos permite afirmar que se conserva.
lanzar_pelotasAl lanzar una pelota de goma contra la pared, observamos que al rebotar no llega exactamente al mismo lugar desde donde se lanzó.

¿Significa que la energía ha desaparecido?

¿Si no es así, dónde está?

Estas son preguntas en las que pudieras estar pensando. Con los conocimientos que posees hasta el momento, estás listo para comprender que:

Lo sucedido no significa que se ha perdido parte de la energía que se le imprimió a la pelota, lo que realmente ocurre es que esta diferencia de energía se ha transmitido a otros cuerpos y se ha transformado en otros tipos de energía.

Durante su movimiento la pelota va desplazando cierta cantidad de aire, comunicándole movimiento. Por otra parte, cuando la pelota choca con la pared se comprime y luego se dilata nuevamente, estos son cambios que necesitan energía para que se produzcan. Nos percataríamos de cambios en la temperatura si en vez de utilizar la raqueta utilizáramos las manos, por lo que podemos suponer que también aumenta la de la pelota. Esto significa un aumento de la energía cinética de las partículas que forman la pelota y del aire en su interior. Si hiciéramos un análisis más detallado, nos percataríamos de otras formas en que reaparecería parte de la energía, que al parecer había desaparecido.

Al igual que la energía cinética y la potencial, la de radiación también se conserva y se transmite de unos sistemas a otros. Son ejemplos de esto: el ciclo del agua, la formación de los vientos y la fotosíntesis.

Todo lo anterior nos permite comprender la esencia de la Ley de conservación y transformación de la energía.

CN_Rec.Im.1 Actividades de aprendizaje

1. Un cuerpo se lanza sobre la mesa y luego de recorrer cierta distancia, se detiene. Describe las transformaciones de energía. Describe las transformaciones de energía que tiene lugar.

2. Sintetiza mediante un esquema la cadena de transformaciones de energía que tiene lugar en los siguientes casos: a) el ciclo del agua, b) la formación de los vientos, c) la fotosíntesis de las plantas.

3. Explica desde el punto de vista de la energía, por qué en una pendiente el consumo de combustible es mayor durante la subida que durante la bajada.

Bibliografía

Colectivo de autores. Enseñanza de la física elemental. Ed. Pueblo y Educación. 2002
Microsoft Encarta. DVD. 2006

Colectivo de autores. Ahorro de Energía y Respeto Ambiental; bases para un futuro sostenible.
 

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