Momentos de esta propuesta:

1. 1Hablemos de la energía
2. 2Las formas de la energía
3. 3 Transformaciones de la energía
4. 4La energía en nuestras casas
5. 5¿Qué quiere decir “uso responsable de la energía”?
6. 6Evolución, virus y pandemias

 

Las formas de energía

La energía se manifiesta de muchas maneras y en este apartado vamos a ver con más detalle algunas de las formas de energía que ya hemos mencionado.

La energía mecánica

Hay un tipo de energía que solemos usar casi todos los días. Se llama energía mecánica y tiene que ver con el movimiento y los efectos que pueden hacer algunos objetos sobre otros objetos. La energía mecánica puede aparecer de dos formas: la energía cinética, que se relaciona con la velocidad con que se mueven los cuerpos y otra llamada energía potencial que tiene que ver con la posición o la deformación de un cuerpo.

Energía cinética: la energía asociada a la velocidad

Imaginemos dos situaciones:

a) Un camión que viaja a la par de una bicicleta a la misma velocidad.

b) Una bicicleta que pasa a otra a mucha mayor velocidad.

¿Cómo se podría saber cuál de estos vehículos tiene mayor energía?

Imagen tomada de Pixabay.

Dos ciclistas que se mueven con distinta velocidad tienen distinta energía.

Es evidente que si el camión y la bicicleta, que van a la misma velocidad, impactan contra una pared, el camión es capaz de producir cambios mucho más profundos que la bicicleta. Entonces, podemos pensar que el camión posee una energía cinética mayor, comparando los efectos que produce la transformación de esa energía durante un choque. Esta sería una manera indirecta de estimar la energía cinética de los objetos en movimiento. ¿A qué se debe esta diferencia entre las energías de la bicicleta y del camión? El camión es mucho más grande y pesado que la bicicleta, tiene mayor masa. Entonces, la energía cinética de un objeto que se mueve depende de su masa.

Veamos ahora el caso de las dos bicicletas que se mueven a distintas velocidades. Si ahora se comparan las situaciones, esta vez podría pensarse que la que viaja a mayor velocidad es capaz de provocar más cambios en su entorno –al chocar– que la que circula a menor velocidad. A juzgar por sus efectos, la energía cinética de un objeto que se mueve más rápido es mayor que la de un objeto que se mueve más lentamente.

Entonces podemos concluir que la energía cinética de un objeto que se mueve depende, no solo de su masa sino también, de su velocidad.

Energía potencial: la energía asociada a la posición o a la forma

Veamos también ejemplos para poder analizar otra forma de energía de los cuerpos.

Imaginemos una situación de la vida cotidiana: una mudanza de muebles. Un piano cuelga de una cuerda y está siendo subido a un balcón de un departamento por medio de una polea.

Si la cuerda se rompiera, el piano se caería y se rompería contra la vereda causando roturas también en el piso. Podemos concluir que cuanto mayor sea la altura del piano al cortarse la cuerda tanto mayor serían los destrozos causados, y podemos asociar esas roturas a la energía “almacenada” en el piano. En cambio, si el piano cayera desde una altura pequeña las roturas serían menores. Los cambios producidos por el choque contra el piso son una forma indirecta de poder valorar la energía potencial del piano.

A medida que sube, el piano gana energía.

Si el piano se cae, la energía se libera al golpear el piso.

Imagenes tomadas de “La energía, cambios y movimientos: cuadernos para el aula” (1a ed.). Buenos Aires: Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación, 2007.

Ahora imaginemos que, en vez de un piano, estamos subiendo una valija y que también la cuerda se corta. ¿Serán mayores o menores los destrozos comparados con los del piano cayendo desde la misma altura? Evidentemente, el piano –más pesado– hará más destrozos en la vereda que la valija.

También podríamos afirmar que si tenemos uno solo de estos objetos, el piano o la valija, y lo dejamos caer desde distintas alturas, los destrozos en la vereda serán mayores cuanto mayor sea la altura desde la que cae el objeto. Podemos afirmar que la energía acumulada por el objeto depende, por un lado, de su masa (lo mismo que la energía cinética) y también de su altura. A mayor masa, mayor energía y a mayor altura también más energía. A esta energía asociada a la altura se la llama energía potencial.

✍️ | Actividad 3

Las energías cinética y potencial son muy usadas por los albañiles cuando necesitan romper una pared.

Imagen tomada de Pixabay.

La energía del martillo se usa para romper la pared.

¿Podrías explicar cómo intervienen la energía cinética y la energía potencial en este proceso que se hace con la maza para romper la pared?

¿De dónde proviene la energía de la maza para producir las roturas?

 

La energía asociada a la temperatura

Si ponemos a calentar una olla llena de agua sobre la hornalla encendida de la cocina, vamos a ver en la olla una serie de cambios que se dan en el tiempo: primero, el agua se calienta y va subiendo de a poco su temperatura; luego, aparecen burbujas en el líquido, y el agua comienza a moverse. También podemos ver que, a veces, hace ruido. Al final, sale vapor por la boca de la olla. Si la olla quedara olvidada en el fuego, toda el agua se evaporaría hasta que finalmente la olla se vaciara por completo.

El agua fría está aparentemente quieta dentro de la olla, pero a medida que se calienta aparecen algunos efectos más visibles: cambios del estado del agua (de líquido a vapor), movimiento, ruido. Estos efectos nos muestran que, al haber recibido calor de la hornalla, el agua ha ganado una energía asociada a la temperatura, esa energía se ha manifestado como un aumento de temperatura y podemos afirmar que, a mayor temperatura, mayor es su energía. A esta energía se la llama energía térmica.

Imagen tomada de Pixabay.

La olla aumenta su energía cuando recibe calor de la hornalla.

Energía y electricidad

En los circuitos eléctricos (por ejemplo, los cables de tu casa), se mueve la corriente eléctrica. La corriente eléctrica posee una energía asociada que puede generar diversos efectos, puede producir movimiento (por ejemplo, en una batidora), calentar (en una plancha), enfriar (en una heladera), producir sonido (en un timbre) o luz (en una lamparita). La energía eléctrica también se puede guardar o acumular en baterías y acumuladores como los del auto o los del celular. Esa energía acumulada se va consumiendo a medida que usamos el celular y por eso es necesario volver a cargarlo, conectándolo al enchufe.

Imagen tomada de Pixabay

Los artefactos usan energía eléctrica para funcionar.

Imagen tomada de Pixabay.

Las pilas guardan energía eléctrica que usamos al conectarlas.

Energía y cambios químicos

Imaginemos ahora algo que explota o se prende fuego. En la explosión o en la llama se produce calor, sonido, a veces luz o llamas, movimientos violentos, deformaciones, destrucción. Todas estas transformaciones son una pista de que la sustancia que arde o se quema posee una energía almacenada. A este tipo de energía se la llama energía química, porque tiene que ver con la composición y la estructura de las sustancias (es decir, la manera en que sus átomos están “unidos y ordenados”).

Este mismo tipo de energía está involucrada, por ejemplo, cuando una pastilla efervescente se disuelve en agua y burbujea, cuando se quema la madera, cuando se oxida un clavo, cuando se echa vinagre sobre bicarbonato, cuando se hierve un huevo y se endurece y cuando el combustible “explota” de manera controlada dentro del motor del auto o de la moto y lo hace andar.

Imagen tomada de Pixabay.

En las llamas y en el calor vemos cómo se libera energía química del combustible.

Nosotras y nosotros también usamos energía química para poder realizar nuestro trabajo, movernos y mantenernos con vida. Esta energía que necesitamos se encuentra en forma de energía química en los alimentos que consumimos.

A modo de resumen podemos ver en este esquema una clasificación habitual de las energías:

• energía mecánica (debida al movimiento o cinética y a la posición o potencial);

• energía eléctrica (vinculada con fenómenos de electricidad y magnetismo);

• energía química (asociada a las uniones químicas entre los átomos);

• energía térmica (relacionada con el calor y la temperatura); y

• energía nuclear (“almacenada” en los núcleos de los átomos).

En el diagrama que sigue hemos organizado estas formas de energía.

En el esquema podemos ver las distintas energías.