CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE FÍSICA QUÍMICA BIOLOGÍA ROBÓTICA
Materia y Energía
MATERIA • Es todo aquello que constituye el universo, se encuentra en constante movimiento y transformación o cambio; además su existencia en el tiempo y el espacio es independiente de nuestros sentidos y del hombre. Desde las partículas minúsculas (quarks, electrón, protón, neutrón, átomo, etc) hasta estructuras altamente organizadas ( cerebro humano) es materia.
ENERGÍA • Es la forma o cualidad intangible de la materia que causa un cambio o interacción de cuerpos materiales; en otros términos, es la capacidad para realizar trabajo. Por lo tanto, todo cambio ( o fenómeno) físico, químico o nuclear que ocurre en cuerpos materiales es causado por la energía. La energía puede ser mecánica (cinética, potencial), calorífica, luminosa, eléctrica, nuclear, electromagnética, ( ondas de Tv, ondas de radio, microondas, rayos X, etc.)
Equivalencia entre masa y energía • La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión de la teoría de la relatividad de Einstein
• esto es, que la energía en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía de un objeto en reposo por unidad de su propia masa es equivalente a la velocidad de la luz al cuadrado c= 3x108 m/s
Sistema internacional de unidades: mĂşltiplos y submĂşltiplos
Ejemplos: 1) En un proceso de fisión nuclear, 10 gramos de plutonio se transforman en energía. Calcular dicha energía en Joule. 2) Determine la cantidad de materia (masa) que al descomponerse genera 63x1016 J de energía. 3) Determinar la energía en J que se libera al explotar un pequeño reactivo de uranio de 200 g.
.
4) Un cuerpo de 420 g de masa es lanzado al espacio, en un determinado instante su
velocidad es los ¾ de la velocidad de la luz. Hallar su masa en ese instante. 5) Halle la cantidad de masa que descomponerse genera 270 PJ de energía.
al
6) Indicar la cantidad de energía que se libera al activar un pequeño reactivo de uranio de 300 mg. Dar su respuesta en Joule
7) La masa de un cuerpo es de 10g. Calcular la masa del cuerpo luego de liberar 3,6 x 1014 Joules de energía. 8) ¿Cuál será la masa de los productos de la reacción, si 2g de uranio-235 sufren una fisión nuclear y producen 1,5x1014 ergios de energía radiante, liberando energía térmica? 9) Si 12 g de una partícula se transforma el 25% de su masa en energía se obtendrá:
10.- Se descompone el 10% de un particula y se obtiene una energía igual a 4,5 x 1015 J. Hallar la masa total de la partícula. 11.- Luego de liberar 8,1 x 1013 Joules de energía queda una masa de 2g. Calcular la masa del cuerpo antes de la descomposición. 12.- Una masa de 530 g viaja a una velocidad que es los 4/5 de la velocidad de la luz. Hallar el valor de la masa en ese instante.
13.- En la detonación de una bomba atómica, se observa que de 1 kg de uranio−235, el 10% se convierte en energía. Determine, ¿cuántos joules de energía se han producido? A) 70 TJ D)5 GJ
B) 500 TJ E) 40 GJ
C) 9 PJ
14.- En un proceso de fisión nuclear se utilizó 0,5 kg de Plutonio-239, observándose una liberación de 90 TJ de energía. ¿Qué porcentaje de la masa inicial no se convirtió en energía? A)92,5
B) 82,5 C) 5,2
D)99,8
E) 95,2