ENERGÍA M. en C. Alicia Cea Bonilla

¿Qué es la energía? Es la capacidad de realizar un trabajo, entendido éste como la aplicación de una fuerza a través de una distancia. W = F. D Existen diversos tipos de energía: cinética, potencial, calórica, luminosa, eléctrica, electromagnética, nuclear, química, radiante, solar, mecánica, etc. Sin embargo, las podemos reducir, en general, a cuatro: cinética, potencial, calórica y electromagnética.

Energía cinética Se refiere a la energía de movimiento. Su valor depende de la masa de la partícula y de su velocidad: Ec = ½ mv 2

Energía potencial Corresponde a la energía almacenada y que es capaz de realizar un trabajo cuando se transforma en otras formas de energía. Un ejemplo es la energía química

Energía calórica o térmica Es la energía transferida a causa de un cambio de temperatura y se mide en joules o en calorías (1 cal = J). La caloría se define en función del calor específico El calor específico de una sustancia es la cantidad de energía calórica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de la sustancia, en un grado Celsius: C e = cal / (g x ºC)

Las calorías nos sirven para determinar el Metabolismo basal, que es la cantidad de energía diaria necesaria para mantener los procesos básicos de la vida en un organismo

Energía electromagnética La luz es sólo parte de un campo total de energía que se transmite por ondas desde longitudes muy altas y poco energéticas (radio), hasta aquellas de longitudes muy cortas y muy energéticas (rayos X y rayos gamma). La energía de la radiación depende de la longitud de onda (λ) y de una constante relacionada con la velocidad de la luz (k). La luz visible con mayor energía es la violeta y la de menor energía es a relacionada con el rojo. E = k / λ El espectro corre desde las ondas de radio (larga y corta), las de TV, las de los microondas, infrarrojas, visible, ultravioleta, rayos X, rayos γ y rayos cósmicos.

Termodinámica La termodinámica es la parte de la física que estudia los cambios de energía asociados a los sistemas. Un sistema es la parte del universo bajo estudio y se define en función de su masa y de su contenido energético. Pueden dividirse en 3 tipos: abiertos, cerrados y aislados, según sea su intercambio de materia y energía con sus alrededores Existen tres leyes que nos hablan del comportamiento energético de un sistema:

1ª. La energía del universo es una constante (La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma) 2ª. La entropía del universo siempre va en aumento. 3ª. La entropía en el cero absoluto (0ºK) es cero.

Energía interna Indica la cantidad de energía de un sistema en un momento dado y está en función del calor y del trabajo realizado por el sistema. U = q – w q : calorw: trabajo realizado U es una función de estado Una función de estado me informa del estado energético de un sistema sin tomar en cuenta el camino seguido para llegar a él. Depende sólo de la diferencia entre un estado final y uno inicial.

Entalpía Se refiere al calor a presión constante, cuando el único trabajo realizado por el sistema es un cambio de volumen. También se refiere al calor asociado a una reacción. Divide los procesos en exotérmicos y en endotérmicos. Δ H = q p = ΔU + P ΔV

Entropía Se considera equivalente al grado de desorden de un sistema y es igual al calor a presión constante asociado a un proceso reversible dividido entre la Temperatura (inversamente proporcional a la temperatura) Δ S = q p rev / T

Energía libre de Gibbs Corresponde al criterio de espontaneidad de un proceso y es igual a Δ G = Δ H – T ΔS Si Δ G < 0, el proceso es exergónico y espontáneo Si Δ G > 0, el proceso es endergónico y no espontáneo Si Δ G = 0, el proceso está en equilibrio