¿Qué es la transformación de la energía? Energías cinéticas y potenciales, ¿cómo se transforma un tipo de energía en el otro tipo?
Aunque la energía existe en varias formas, los científicos han descubierto que en realidad solo hay dos tipos de energía. El viento, el agua corriente, un automóvil a toda velocidad y una caída de peso tienen energía. De hecho, cualquier material u objeto que se mueva tiene energía. Entonces, un tipo de energía es la energía de la materia en movimiento. Los científicos llaman a este tipo de energía cinética. Es el tipo de energía que tiene la materia debido a su movimiento. Donde quiera que vaya, nota materiales y objetos que se mueven y hacen que otras cosas se muevan. Debido a su movimiento, todos tienen energía cinética.
Los materiales y objetos a menudo tienen energía a pesar de que no se mueven. Sin embargo, este otro tipo de energía puede no ser tan fácil de notar. Piense por un momento en un peso pesado sostenido por una cuerda. El peso colgante no se mueve y, por lo tanto, no tiene energía cinética. Si cortas la cuerda, el peso cae hacia la tierra. La caída de peso seguramente tiene energía cinética ahora. ¿Pero de dónde vino la energía?
Cuando se levantó el peso, se tuvo que usar energía para vencer la resistencia de la gravedad. Esta energía se almacenó en el peso levantado, lista para trabajar. La gravedad seguía tirando del peso, y el peso tiraba de la cuerda. Cuando se cortó la cuerda, el peso cayó hacia la tierra. Y la energía almacenada en el peso se liberó. Entonces, el otro tipo de energía es la energía almacenada en la materia. Los científicos llaman a este tipo de energía potencial. Es el tipo de energía que se almacena en la materia debido a su posición o por su condición.
Cualquier material u objeto levantado contra la fuerza de la gravedad tiene energía potencial debido a su posición sobre la tierra. Cuando el material u objeto cae, se libera la energía almacenada. Una banda de goma estirada tiene energía potencial debido a su condición. La energía se almacena en la banda de goma cuando se estira. Si se permite que la banda elástica vuelva a su estado original, se libera la energía almacenada.
Algunos materiales como el acero son aún más elásticos o elásticos que el caucho. Utilizamos resortes de acero para hacer funcionar relojes, cerrar puertas, enrollar persianas y hacer que los automóviles sean más cómodos. Aunque hay varios tipos de resortes, todos almacenan energía y luego la liberan. Siempre que un resorte se estira, se aprieta, se dobla, se retuerce o se enrolla, se debe usar energía. Esta energía se almacena en la primavera como energía potencial. Cuando el resorte vuelve a su estado original, se libera la energía almacenada.
Cada forma de energía es energía cinética o energía potencial o ambos tipos.
Los científicos están bastante seguros de que lo que llamamos calor es en realidad el movimiento de las moléculas en la materia. Entonces, el calor es una forma de energía cinética, y podemos llamarla energía cinética molecular. La energía de la corriente eléctrica también es una forma de energía cinética. La energía química se almacena en alimentos, combustibles y algunos otros materiales. Como se almacena en la materia, es una forma de energía potencial. De hecho, a veces se le llama energía potencial química. La energía mecánica que obtenemos de molinos de viento, ruedas hidráulicas y motores de vapor o gasolina es una forma de energía cinética. Pero la energía mecánica almacenada en un peso elevado, una banda elástica estirada o un resorte estirado es una forma de energía potencial.
En las condiciones adecuadas, cada forma de energía se puede cambiar a otra forma. De manera similar, cualquier tipo de energía se puede cambiar al otro tipo. Cuando los alimentos se oxidan en las células, la energía potencial química almacenada en los alimentos se transforma en energía muscular y calor. Ambas son formas de energía cinética. Si levanta un peso o estira un resorte, la energía cinética muscular se transforma en energía potencial mecánica y se almacena en el peso o el resorte, lista para trabajar. Pero antes de que esta o cualquier otra forma de energía potencial pueda funcionar, debe transformarse en alguna forma de energía cinética. La energía potencial no puede funcionar hasta que se libera. Sin embargo, tan pronto como se libera, ya no es energía potencial. Se ha transformado en energía cinética.
Las transformaciones de energía son a menudo muy complicadas. Estos son algunos de los cambios de energía que tienen lugar en un automóvil en movimiento. La gasolina mezclada con oxígeno del aire entra en un cilindro en el motor donde una chispa eléctrica hace que la mezcla explote. La energía química (potencial) en la gasolina se libera y se transforma en calor (energía cinética molecular). Las moléculas de gases calientes en el cilindro se separan con mucha fuerza. Empujan hacia abajo el pistón, que gira una manivela conectada a las ruedas traseras. De esta manera, la energía térmica del combustible en combustión se transforma en energía mecánica (cinética) utilizada para mover el automóvil.
