Energía-Física

La energía se puede definir como la capacidad de hacer un trabajo. Los físicos clasifican la energía en varios tipos: cinética, potencial, térmica, sonora, radiante (la luz, por ejemplo), y las energías eléctrica, química y nuclear.

Un objeto que se mueve posee energía cinética por efecto de su movimiento mismo. La energía cinética de un objeto es igual al trabajo hecho para acelerar ese objeto hasta una velocidad determinada; es igual también al trabajo hecho para poner en reposo a un objeto en movimiento. En un coche, por ejemplo, el motor trabaja para aumentar la velocidad del vehículo y, por lo mismo, su energía cinética; los frenos absorben esta energía, reduciendo con ello la velocidad del coche.

Las dos formas principales de energía cinética son la traslacional y la rotacional. Posee la primera un objeto que se mueve de una posición a otra. Posee la segunda los objetos rotatorios, que giran en tomo a un eje, por lo que periódicamente vuelven a la misma posición.

Un objeto tiene energía potencial por efecto de su posición; no se evidencia hasta que es desprendida (principalmente como energía cinética). Dos tipos comunes de energía potencial son la gravitatoria y la elástica. Un objeto gana energía potencial gravitatoria cuando se trabaja para elevarlo contra la fuerza de la gravedad. Cuando el objeto cae, pierde energía potencial (al perder altura), pero gana energía cinética debido a su movimiento. La cantidad de energía potencial gravitatoria depende de las posiciones relativas del objeto y de un nivel de base elegido arbitrariamente (normalmente se trata del nivel del suelo), donde su energía potencial puede considerarse igual a cero.

Se gana energía potencial elástica cuando se hace un trabajo para estirar o comprimir un objeto elástico, por ejemplo, un muelle. Este tipo de energía se convierte en cinética cuando el muelle se suelta.Un objeto posee energía térmica por efecto de su temperatura. Se trata, de hecho, sólo de una forma de energía cinética, porque la temperatura de una sustancia depende del movimiento de los átomos o moléculas que la componen; cuanto más alta es su temperatura, más aprisa se mueven las moléculas. (La radiación térmica, sin embargo, no se clasifica
como energía térmica, sino como energía radiante; abarca la parte infrarroja del espectro electromagnético.)

La energía radiante se compone de radiación electromagnética e incluye ondas radio, luz visible, radiación ultravioleta e infrarroja, y rayos X. La única forma de energía que puede existir en la ausencia de la materia consiste en un movimiento ondulatorio existente en campos eléctricos y magnéticos. Se emite energía radiante cuando los electrones de los átomos caen de un nivel energético más alto a otro más bajo, desprendiendo el exceso de energía en forma de radiación.

La energía sonora consiste en el movimiento de ondas de presión en un medio como el aire, el agua o un metal. Son vibraciones de las moléculas del medio, pudiéndose considerar el sonido como una forma especial de energía cinética.

La materia que ha ganado o perdido alguna carga eléctrica tiene energía eléctrica. Se puede considerar como una forma de energía potencial electrostática, porque hay que hacer un trabajo para mover las cargas eléctricas hacia un objeto o alejarlas de él. El movimiento de las cargas constituye una corriente eléctrica que fluye entre dos objetos de diferente potencial cuando se unen mediante un conductor, porque las cargas van del uno al otro hasta que se establece entre ellas un potencial igual.

Poseen energía química las sustancias que sufren una reacción química; por ejemplo, una combustión. Se almacena en los enlaces químicos existentes entre los átomos que constituyen las moléculas de una sustancia. Durante una reacción, los átomos de los reactivos se redisponen entre sí para formar las moléculas de los diferentes productos resultantes. Si los productos tienen menos energía química que los reactivos, se desprende energía durante la reacción; normalmente en forma de calor, luz (o ambos, como ocurre en una combustión) o energía eléctrica (en el caso de una batería). En cambio, si los productos tienen más energía química que los reactivos, se absorbe energía durante la reacción y puede ser necesario suministrar energía (a menudo en forma de calor) para que se produzca la reacción.

Se produce energía nuclear cuando hay un cambio en los núcleos de los átomos, ya sea por fisión (separación) o por fusión nuclear (unión). Esos cambios pueden acompañarse del desprendimiento de enormes cantidades de energía en forma de calor, luz y radiactividad (emisión de partículas atómicas o rayos gamma, o ambas cosas). El movimiento resultante de núcleos y partículas produce también un aumento de la energía térmica de la sustancia que experimenta la reacción nuclear, y de las energías térmica y cinética de su entorno; como ocurre, por ejemplo, en una explosión.