¿Cuál 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. Viento, agua corriente, un automóvil acelerado y un peso que cae 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 energía cinética. Es el tipo de energía que tiene la materia debido a su movimiento. Donde quiera que vayas, notas 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 aunque no se muevan. Sin embargo, este otro tipo de energía puede no ser tan fácil de notar. Piense por un momento sobre un peso pesado sostenido por una cuerda. El peso colgante no se mueve, por lo que no tiene energía cinética. Si cortas la cuerda, el peso cae hacia la tierra. El peso que cae 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, listo para hacer el trabajo. La gravedad seguía tirando del peso y el peso tiraba de la cuerda. Cuando la cuerda fue cortada, 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 energía potencial. Es el tipo de energía que se almacena en la materia debido a su posición o debido a 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, la energía almacenada se libera. Una banda elástica estirada tiene energía potencial debido a su condición. La energía se almacena en la banda elástica 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 incluso más elásticos o elásticos que el caucho. Usamos muelles de acero para ejecutar relojes, cerrar puertas, enrollar cortinas de ventanas y hacer que los automóviles sean más cómodos. Aunque hay varios tipos de manantiales, todos ellos almacenan energía y luego la liberan. Cada vez que un resorte se estira, se aprieta, se dobla, se tuerce o se enrolla, se debe usar energía. Esta energía se almacena en la primavera como energía potencial. Cuando el muelle vuelve a su estado original, se libera la energía almacenada.
Cada forma de energía es o energía cinética o energía potencial o ambas clases. 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. Dado que se almacena en la materia, es una forma de energía potencial. De hecho, a veces se llama energía potencial química. La energía mecánica que obtenemos de los molinos de viento, las ruedas hidráulicas y los 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 por el otro tipo. Cuando los alimentos se oxidan en sus 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 estirar un resorte, la energía cinética muscular se transforma en energía potencial mecánica y se almacena en el peso o la primavera, listo para funcionar. Pero antes de que esta u otra forma de energía potencial pueda funcionar, debe cambiarse a 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 forma, la energía térmica del combustible encendido se transforma en energía mecánica (cinética) utilizada para mover el automóvil.
