La energía y la descripción de las transformaciones

LECCIÓN

3

La energía: una idea fructífera y alternativa de la fuerza

3.1 La energía y la descripción de las transformaciones

Cuando escuchas el término energía, es probable que lleguen a tu mente muchas ideas e imágenes y te des cuenta de lo amplio que es este concepto, pues lo usas para indicar diversos fenómenos.

Con ciencia

1. Organiza una lluvia de ideas con tu grupo

■ Reúnete en equipo con tres o cuatro compañeros y comenta con ellos todos los usos que has escuchado de la palabra “energía”. Desde los que recuerdas de la escuela hasta las propagandas de diferentes artículos, los usos cotidianos y las frases. ■ Intenta explicar sus posibles significados. ■ Trata de redactar tu propia definición de energía. ■ Comenta tu lista en el salón y complétala con las propuestas de los demás equipos. ■ A lo largo de la lección podrás comparar estos usos con los nuevos conocimientos que adquieras.

2.29. Este dispositivo permite aprovechar la energía del viento.

Aunque en la actualidad el concepto de energía es parte del lenguaje cotidiano, ni Galileo ni Newton lo emplearon. Éste comenzó a usarse en el siglo XIX.

Se requerían otras formas para medir los efectos de las fuerzas. Por ejemplo, el que produce una fuerza cuando vence la inercia de un objeto y lo pone en movimiento se llama energía cinética que es la que tiene un cuerpo por poseer velocidad. Al efecto de oponerse a la fuerza de atracción gravitacional y que un objeto esté a cierta altura se conoce como energía potencial gravitatoria. Podrás aprender más sobre ambas energías en la página 82. Todos los cuerpos pueden poseer energía debido a su movimiento, su posición, su composición química, su temperatura, su masa, etcétera.

En tu curso de Ciencias, Biología, viste que los alimentos, que almacenan energía química, se transforman en la energía que te permite hacer tus actividades diarias, como la de moverte, y en energía térmica, que mantiene tu temperatura corporal.

En la Naturaleza existen muchas transformaciones de energía, como cuando una hoja de un árbol, que tiene energía por su posición, cae y se convierte en energía de movimiento hasta que llega al suelo; o la energía de movimiento de un huracán que es capaz de cambiar la forma de las playas.

En las máquinas se aprovechan las transformaciones de energía, como cuando el viento mueve las aspas de un molino, o la energía química que

produce la combustión de la gasolina y se produce el movimiento de un automóvil.

En resumen la energía se puede transformar y cuando los objetos o las sustancias tienen energía, son capaces de producir cambios.

En las diferentes transformaciones de la energía podemos decir que se degrada, es decir, que ya no podemos aprovecharla, sin embargo, no se destruye ni aparece de repente de la nada. De aquí surge uno de los principios fundamentales de la ciencia:

La energía no se crea ni se destruye sólo se transforma

En el ejemplo anterior del molino de viento, la velocidad con la que se mueve el aire es mayor que la que adquieren las aspas, porque la fuerza de fricción impide que toda su energía se convierta en la energía cinética de las aspas, esto no quiere decir que hay energía destruida, sino simplemente que se transformó en otra, en energía térmica, y lo podrías comprobar si tocaras el punto de rozamiento de las aspas.

Para aprovechar la energía de la Naturaleza, como el caso del molino, hemos construido diferentes aparatos que aprovechan los recursos naturales como el viento, el petróleo, el gas, etc., para su funcionamiento.

Los recursos naturales se pueden clasificar en renovables (conocidos además como virtualmente inagotables) y no renovables.

En el Ateneo

Bitácora de noticias científicas

1. Lee y comparte noticias científicas

Procedimiento

■ Busca temas relacionados con la ciencia en publicaciones o secciones científicas de algún periódico. Durante el curso recopila las noticias que consideres interesantes. ■ Prepara una bitácora de noticias científicas en donde pegues los recortes o escribas un resumen de la nota con la fecha, la fuente y el autor.

Además añade tu comentario. ■ Organiza reuniones periódicas con tus compañeros y compañeras de grupo en las que compartan las últimas notas que han investigado. ■ También podrás usar esta información como tema para el, o los, proyectos que elijas del Bloque 5: el de Diseño y elaboración de un folleto, página 240, el de Línea de tiempo, páginas 248-249, o en los proyectos opcionales, Obra de teatro, páginas 246-247, o Película, páginas 250-251.

¡Conéctate!

Busca información científica en: revistas de divulgación científica, diarios de circulación nacional en la sección de ciencia, programas de televisión dedicados a la ciencia o páginas de Internet como:

www.mediatico.com/es/revistas/ ciencia/

2.30. En la fotografía se observa una etapa del proceso para la obtención del carbón vegetal. Investiga cómo es el procedimiento completo. También existe el carbón mineral. ¿Cuál es la diferencia entre ellos? ¿Son energías no renovables?, o ¿inagotables? Investígalo.

Fuentes de energía renovables

Se llama energía renovable a la que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen o porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Las fuentes virtualmente inagotables son: el Sol, del que obtenemos la energía solar; el viento, del que proviene la energía eólica; los ríos que aportan energía hidráulica; los mares que conocemos como energía mareomotriz o el calor del interior de la Tierra, que es la energía geotérmica. Estas son energías que no contaminan. Las energías renovables como la biomasa, que son residuos de materia viva, desde leña hasta restos de alimentos o excrementos, pueden utilizarse como combustible. El problema es que esto también contamina el aire.

2.31. La mayor parte de la energía que existe en la Tierra proviene del Sol, pero fue hasta 1954 cuando se le pudo transformar en energía eléctrica, al inventarse las celdas solares.

Fuentes de energía no renovables

Se llama energía no renovable a las fuentes de energía que se encuentran en la Naturaleza en cantidades limitadas y que una vez consumidas no pueden remplazarse. Éstas son los combustibles fósiles, entre los que se encuentran el carbón, el gas natural y el petróleo, que como mencionamos antes generan contaminación. En otro grupo se encuentran los combustibles que producen la energía nuclear, de la cual sólo podemos usar una de sus formas: la fisión, que también es contaminante; la otra, la fusión, la puedes apreciar con sólo levantar tu mirada a las estrellas, porque ésa es precisamente su fuente de energía. En la página 167 conocerás lo que significan la fisión y la fusión.

Hasta ahora hemos expuesto varios enfoques científicos del concepto de energía, para que sepas qué es, cómo se transforma y se utiliza la que existe en la Naturaleza.

Ahora ya sabes que en la ciencia los conceptos están asociados a magnitudes de la Naturaleza que se pueden medir. Sin embargo, muchas veces escuchamos la palabra energía en situaciones que no tienen esta característica. Cuando las ideas se usan fuera del contexto adecuado pueden producir mucha confusión, por ejemplo, cuando se afirma que alguien “tiene buena energía”, ya que esta magnitud no puede ser calificada de buena ni de mala. El uso de conceptos científicos para respaldar ciertas ideas no hace que éstas sean verdaderas. En este curso trataremos de darte elementos para que, en muchos casos, puedas hacer un juicio sobre la información que recibes.

En el Ateneo

1. ¿Qué es la energía?

■ Discute con tus compañeros de equipo las ideas de energía que plantearon al inicio de la lección y compárenlas con lo que aprendieron. ■ Separa los conceptos científicos de los que no lo sean. ■ Seguramente encontrarás algunos que te será difícil distinguir. En ese caso, resérvalo para comentarlo con el grupo. ■ Haz una lista de las energías inagotables y no renovables que se utilizan en tu comunidad. ■ Discute los casos más interesantes en el salón y responde por qué creen que se utilice tanto este concepto en tan diversos contextos. • ¿Te parece correcto el uso que se le da al concepto de energía en la publicidad de algunos artículos o servicios? • ¿Cambió tu concepto de energía en esta lección? • ¿Cómo la definirías ahora? • Escribe la respuesta en tu cuaderno. ■ En el Bloque 5 verás una serie de actividades que puedes realizar para hacer un uso responsable de la energía que consumes. Pero puedes empezar a pensar y aplicar ciertas ideas en tu vida cotidiana. ■ Discute con los compañeros algunas ideas escríbelas en tu cuaderno ¡y realízalas!

¿Qué aprendí en esta lección?

La energía no se crea ni se destruye, sólo se puede transformar. Cuando los objetos o las sustancias tienen energía, son capaces de producir cambios.

La energía es una propiedad de los cuerpos, como la masa y el volumen, y es una magnitud escalar.

Existen fuentes de energías renovables y no renovables.

A distinguir el concepto científico de la energía y los usos en otros contextos.