Momentos de esta propuesta:

1. 1Hablemos de la energía
2. 2Energía mecánica
3. 3 La energía mecánica no cambia
4. 4La energía asociada a la temperatura y a la electricidad
5. 5Energía y cambios químicos
6. 6Las máquinas que usan energía e hicieron historia
7. 7Evolución, virus y pandemias

 

Energía y cambios químicos

Imaginemos ahora un material 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 estructura de las sustancias (es decir, la manera en que sus átomos están “unidos y ordenados”).

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

Imagen tomada de Pixabay.

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

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 las sustancias presentes en los alimentos que consumimos.

 

El uso del fuego

El fuego es la forma más sencilla de energía química que el hombre aprendió a manejar. Desde los inicios de las primeras civilizaciones, el control y cuidado del fuego fueron algo importante: el fuego permitió protegerse del frío, cocinar y también trabajar los metales para hacer armas y herramientas. A lo largo de los siglos, las personas aprendieron a “domesticar” el fuego para transformarlo en una verdadera herramienta de desarrollo industrial y social.

Ese control del fuego también posibilitó la comprensión científica del proceso que lo producía y eso es lo que vamos a estudiar en este tramo de la carpeta.

✍️ Comencemos observando este fenómeno a nuestro alrededor. Recurrí a tu propia experiencia y recordá qué es necesario hacer para mantener el fuego encendido durante un asado o una fogata. ¿Podrías decir cuáles son los materiales que arden en esos casos?

 

✍️ | Actividad 8

Buscando explicaciones

Si tuvieras que explicar qué es lo que sucede al tratar de encender y mantener el fuego, ¿qué dirías? ¿Podrías hacer fuego con cualquier material? ¿Podrías hacerlo con arena? ¿Podrías utilizar un metal? ¿Por qué pensás que sí o que no?

🔍 Mirá las fotos que se encuentran debajo. ¿Qué sustancias son las que arden en cada uno de estos casos? ¿Qué otros factores contribuyen a mantener el fuego encendido?

Llamas de una vela usada para iluminar.

Llamas no controladas en una fogata.

El fuego de la hornalla es otra forma de usar de manera controlada la energía química.

Imágenes tomadas de Pixabay.

Seguramente habrás notado que siempre es necesario contar con un material que pueda ser encendido. No todo material puede hacerlo. En los casos que están ilustrados, esos materiales son la madera (en la fogata), la parafina (en la vela) y el gas (en la hornalla).

✍️ ¿Cuáles otros podrías mencionar según tu experiencia? ¿Qué utilizarías si fueras a hacer un asado o al usar un encendedor? ¿Y si quisieras encender una hornalla?

Esas sustancias, que son capaces de encenderse y producir llamas, luz y calor al quemarse, se conocen como combustibles. En la vida cotidiana utilizamos muchos y muy diversos combustibles. Seguramente estarán presentes en la lista que acabás de hacer. El carbón, la madera, la parafina, el alcohol, la nafta, el diesel, el kerosene, el gas, la bencina, son ejemplos de combustibles que usamos diariamente.

Sin embargo, los materiales no se encienden por sí mismos y es necesario iniciar de alguna manera el encendido. ¿Cómo hacemos para que un combustible se encienda?

✍️ ¿Qué utilizás para hacerlo?

¿Por qué es necesario este paso?

Para que un material pueda encenderse, es necesario que al menos una pequeña porción del mismo alcance una cierta temperatura. A esa temperatura se la conoce como temperatura de ignición. En general, utilizamos un encendedor, un fósforo o una vela para iniciar cualquier fuego.

Para que un material pueda encenderse y mantenerse encendido, es necesario que haya presente una sustancia imprescindible. En general, pasa inadvertida porque la misma está presente en el aire y no es necesario agregarla. Esa sustancia es el oxígeno y sin él la combustión no podría ocurrir. El oxígeno se combina con el combustible y producen una reacción o cambio químico. Ese cambio, conocido como combustión, produce nuevas sustancias que habitualmente no percibimos ya que no son visibles y tampoco tienen olor ni sabor. Dichas sustancias se llaman dióxido de carbono y agua. Ambos gases forman parte del aire a nuestro alrededor y son los mismos que exhalamos al respirar.

La ecuación química que representa el proceso de combustión resume lo dicho de esta manera:

combustible + oxígeno → dióxido de carbono + agua

Utilizando símbolos químicos, la ecuación será:

combustible + O2 → CO2 + H2 0

El combustible será, en estos casos, una sustancia como la madera, la nafta o el gas que contienen siempre carbono. Un ejemplo concreto es la ecuación que representa la combustión del butano, uno de los gases que se utiliza con frecuencia en la cocina, cuya fórmula es C4H10.

2 C4 H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2 0

Sintetizando lo anterior, podemos decir que:

A veces las combustiones suceden a la vista, como en la hornalla de la cocina, y otras veces suceden ocultas en el interior de un motor, como en el caso de los autos o las motos.

 

✍️ | Actividad 9

En la tabla que sigue indicá, al menos, cuatro objetos que conozcas y que usen reacciones de combustión para funcionar. Completá la información de la tabla señalando cuál es el combustible que usan y para qué se utilizan los productos de la combustión.

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