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Concepto de Energía

De Wikillerato

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Energía (del griego ένεργεια, ''eficacia o fuerza efectiva'' (εργον, trabajo), es un concepto fundamental en Física y en Química, caracteriza la habilidad de un sistema para modificar el estado de sus alrededores. Esto es, la energía es la capacidad de hacer trabajo. Trabajo es movimiento contra una fuerza de oposición al mismo.
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---ENERGIA---
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El termino energía fue acuñado por el científico británico Thomas Young (1773–1829) in 1807 y su uso en termodinámica fue propuesto por William Thompson (Lord Kelvin, 1824-1907). Por otra parte, el termino energía interna y su símbolo U apareció por primera vez en el trabajo de Rudolf J.E. Clausius (1822-1888) y William J. M. Rankine (1820-1872) en la segunda mitad del siglo XIX.
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Capacidad de un sistema físico para producir un trabajo.
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Esta definición, aunque es la más extendida, puede inducir a error debido a la vaguedad del término "capacidad", y, por tanto, es mejor definir la energía como lo que, al producirse un trabajo, disminuye en una cantidad igual al trabajo producido. La energía, pues, es medida en las mismas unidades que el trabajo.
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La energía puede aparecer (existir) en numerosas formas en el Universo: térmica, mecánica, eléctrica, magnética y nuclear. La suma de todas ellas constituye la '''energía total''' del sistema. Cada proceso físico o químico que ocurre en el Universo involucra energía, transferencia de energía y transformaciones energéticas. En termodinámica es útil considerar las varias formas de energía que contribuyen a la energía total en un sistema en dos grupos: '''macroscópicas''' y '''microscópicas'''. Las formas de energía macroscópicas son aquellas que el sistema posee como conjunto con respecto a un sistema de referencia, por ejemplo la energía cinética (Ec) y potencial (Ep).
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---HISTORIA DE LA ENERGIA---
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Las formas microscopias de energía están relacionadas con la estructura molecular (atómica) del sistema y del grado de la actividad molecular(atómica) y es independiente de las referencias exteriores al sistema. La suma de todas las formas microscópicas de energía es la llamada '''energía interna''' del sistema y es denotada por la letra U. Así U es la parte de la energía que depende solo de sus parámetros microscópicos, i.e. la suma de todas las energías cinéticas y potenciales de los átomos, iónes y moléculas que constituyen el sistema. Las contribuciones externas (macroscópicas) más frecuentemente encontradas son la energía cinética y la energía potencial. La energía interna U es definida por U=E-Ec-Ep. La energía cinética y potencial son funciones de estado así lo es también la energía interna. Cuando la Ec y Ep no varían la energía U representa la energía del sistema.
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La noción de energía aparece por primera vez a partir de las investigaciones de Joule y Carnot sobre la conversión de calor en trabajo mecánico y gracias a la teoría de Helmholtz en la que vincula el trabajo hecho por un sistema isotérmico con la energía interna y la entropía de este sistema. De esta manera la energía no sólo va ligada al concepto de trabajo mecánico, sino también al trabajo eléctrico, químico o calorífico. Por este motivo se puede hablar de energía eléctrica, energía química y energía calorífica.
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Paralelamente se puede decir que si en un sistema físico aislado desaparece una determinada cantidad de trabajo, o una parte equivalente de este trabajo, formando parte de diversas formas de la energía, la misma cantidad de trabajo debe aparecer bajo otras formas energéticas según la definición de ley de conservación de la energía.
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En termodinámica no proporciona información sobre el valor absoluto de la energía total de un sistema solo trata con el cambio total de energía. Así, la energía total de un sistema se le puede asignar un valor cero en algún punto de referencia conveniente. El cambio en la energía total de un sistema es independiente del punto de referencia seleccionado. La energía es una función de estado. Solo es posible medir el cambio de energía de un sistema que sufre una transformación de un estado inicial a un estado final.
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Como resultado de las investigaciones que efectuaron William Thomson y RJE Clausius a mediados del s. XIX, se puso en evidencia el proceso de degradación de la energía, es decir, que el trabajo útil que se puede obtener en un sistema aislado no toda la energía se conserva sino que hay una parte de esta energía que se degrada (entropía, segundo principio de la termodinámica). Más adelante, y a raíz de la teoría de A. Einstein sobre la equivalencia entre masa y energía (1905), se amplió el principio de conservación, y actualmente no se diferencia entre la conservación de la masa y la conservación de la energía dando lugar a la teoría de la relatividad, ley de conservación.
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En 1900, Max Planck dio la explicación de muchos fenómenos hasta entonces inexplicados mediante la teoría de los cuantos de energía (mecánica cuántica), que supuso la aportación un concepto fundamental para el conocimiento de la energía.
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En química la energía determina que moléculas se pueden formar, que reacciones pueden ocurrir, como de rápidas pueden ocurrir y con un refinamiento de nuestro concepto de energía en que dirección una reacción química tiene la tendencia a ocurrir.
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TIPOS DE ENERGIA
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La energía se puede presentar bajo diversas formas, que, por el principio de conservación de la energía, se pueden transformar las unas en las otras. Por tanto, podemos hablar de diferentes tipos de energía más en función de sus efectos que de su origen natural. En este sentido, la energía puede ser clasificada en mecánica, termodinámica, electromagnética y nuclear.
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En la primera década del siglo XX, la energía fue reconocida como teniendo masa (m) o siendo masa, de acuerdo a la ecuación de Einstein <math> E=mc^2 </math>, donde <math> c </math> es la velocidad de la luz.
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Últimamente se ha propuesto la existencia en el Universo de ''Energía Oscura'' (en inglés Dark Energy), la cual tendría como propiedad diferencial respecto a la ''Energía Clara'' comentadas previamente (todas las cuales generan y sufren atracción gravitatoria) la de generar repulsión gravitatoria, efecto que podría explicar la expansión acelerada del Universo descubierta recientemente. La búsqueda de la naturaleza de la energía oscura es una de las áreas más activas de estudio en la Cosmología moderna.
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[[Categoría: Química]]
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Revisión de 20:52 14 feb 2013

---ENERGIA---

Capacidad de un sistema físico para producir un trabajo. Esta definición, aunque es la más extendida, puede inducir a error debido a la vaguedad del término "capacidad", y, por tanto, es mejor definir la energía como lo que, al producirse un trabajo, disminuye en una cantidad igual al trabajo producido. La energía, pues, es medida en las mismas unidades que el trabajo.

---HISTORIA DE LA ENERGIA---

La noción de energía aparece por primera vez a partir de las investigaciones de Joule y Carnot sobre la conversión de calor en trabajo mecánico y gracias a la teoría de Helmholtz en la que vincula el trabajo hecho por un sistema isotérmico con la energía interna y la entropía de este sistema. De esta manera la energía no sólo va ligada al concepto de trabajo mecánico, sino también al trabajo eléctrico, químico o calorífico. Por este motivo se puede hablar de energía eléctrica, energía química y energía calorífica. Paralelamente se puede decir que si en un sistema físico aislado desaparece una determinada cantidad de trabajo, o una parte equivalente de este trabajo, formando parte de diversas formas de la energía, la misma cantidad de trabajo debe aparecer bajo otras formas energéticas según la definición de ley de conservación de la energía. Como resultado de las investigaciones que efectuaron William Thomson y RJE Clausius a mediados del s. XIX, se puso en evidencia el proceso de degradación de la energía, es decir, que el trabajo útil que se puede obtener en un sistema aislado no toda la energía se conserva sino que hay una parte de esta energía que se degrada (entropía, segundo principio de la termodinámica). Más adelante, y a raíz de la teoría de A. Einstein sobre la equivalencia entre masa y energía (1905), se amplió el principio de conservación, y actualmente no se diferencia entre la conservación de la masa y la conservación de la energía dando lugar a la teoría de la relatividad, ley de conservación. En 1900, Max Planck dio la explicación de muchos fenómenos hasta entonces inexplicados mediante la teoría de los cuantos de energía (mecánica cuántica), que supuso la aportación un concepto fundamental para el conocimiento de la energía. TIPOS DE ENERGIA La energía se puede presentar bajo diversas formas, que, por el principio de conservación de la energía, se pueden transformar las unas en las otras. Por tanto, podemos hablar de diferentes tipos de energía más en función de sus efectos que de su origen natural. En este sentido, la energía puede ser clasificada en mecánica, termodinámica, electromagnética y nuclear.

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