CAPÍTULO 4 / REVISIÓN

LA ENERGÍA | ¿qué aprendimos?

¿Qué es la energía?

Los movimientos y las transformaciones que presenciamos en nuestro día a día se originan gracias a la energía. Ésta no es más que la capacidad de producir cambios o la capacidad de un sistema físico para hacer el trabajo o mover algo contra una fuerza, como la gravedad. Hay muchos tipos de energía diferentes en el universo. Toma muchas formas.

El Sol provee energía a través de radiaciones electromagnéticas que son aprovechadas por el hombre.

Transformación y conservación de la energía

Con la transformación de la materia también hay transformaciones de una energía a otra. Además, la energía puede conservarse, es decir, mantenerse constante, traspasarse en forma de calor o trabajo, y también degradarse, es decir, puede perder su calidad en el proceso de transformación.

La ley de la conservación de la energía dice que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Formas de energía

La energía se entiende como la capacidad que posee un cuerpo de realizar distintos tipos de trabajo, como el movimiento, el calor o la luz. Esta energía puede manifestarse de muchas maneras, como energía mecánica, energía química, energía térmica, energía radiante, energía eléctrica, energía magnética y energía nuclear.

En el proceso de fotosíntesis, la energía de la luz solar es convertida en energía química, la cual se almacena en los enlaces de carbohidratos.

Energía mecánica

El movimiento y los cambios de posición en los objetos se deben a la energía mecánica. Ésta resulta de la suma de dos formas de energía: la energía cinética, que es la energía que tienen los cuerpos en movimiento; y la energía potencial, que está relacionada con la posición del cuerpo. La energía potencial puede ser gravitatoria o elástica.

Cuando el vagón de una montaña rusa llega a la parte más elevada aumenta su energía potencial, mientras que al bajar y aumentar su velocidad incrementa su energía cinética.

Fuentes de energía

Las fuentes de energía son aquellos recursos naturales o cuerpos que almacenan energía que puede transformarse en energía utilizable. Pueden ser renovables o no renovables. Las fuentes de energía renovables son las más abundantes en la naturaleza y son inagotables, por ejemplo: la energía hidráulica, la energía solar y la energía geotérmica. En cambio, las fuentes no renovables son las más utilizadas a pesar de ser limitadas, por ejemplo los combustibles fósiles.

La energía nuclear es una fuente de energía no renovable. Un ejemplo de ella es la bomba atómica.

Fenómenos ondulatorios

Una onda es una perturbación que se propaga en el espacio. Las ondas pueden comportarse de distintas maneras según el medio en el que se encuentren y se caracterizan por transportar energía, más no materia. Las ondas pueden ser transversales o longitudinales según la dirección en la que se propagan; también se pueden clasificar como mecánicas o electromagnéticas según el medio de propagación.

La luz y el sonido son ejemplos de ondas.

El calor y la temperatura

Aunque en nuestro vocabulario estos términos se usen sin distinción, el calor y la temperatura no son lo mismo. El calor es una forma de energía que se transfiere de un material más caliente a otro menos caliente, mientras que la temperatura es la medida de la cantidad de movimiento de las moléculas de un sistema; es decir, es una medida de la energía térmica.

La temperatura es una magnitud que puede medirse con un termómetro.

CAPÍTULO 4 / TEMA 2

Transformación y conservación de la energía

Con la transformación de la materia también hay transformaciones de un tipo de energía a otra. Esta afirmación es resultado de múltiples investigaciones que sirvieron para postular un principio general para la física que afirma que además de transformarse, la energía se conserva.

PROPIEDADES DE LA ENERGÍA

La energía se puede conservar

Energía eólica (del viento), radiante (del Sol), hidráulica (del agua) y geotérmica (del calor interior de la Tierra) pueden transformase en energía eléctrica.

Cuando la energía cambia de forma en un sistema aislado la energía total permanecerá constante. En consecuencia, la energía no se puede crear ni destruir, sólo se puede transformar.

Por ejemplo, en una central hidroeléctrica el agua cae desde lo alto hacia una turbina para provocar que gire. Luego, la energía de la turbina se transforma para hacer funcionar un generador eléctrico y crea una corriente eléctrica. De ese modo, la energía potencial del agua se transforma en energía cinética para que gire la turbina, y posteriormente se genera energía eléctrica.

En una central hidroeléctrica se transforma energía hidráulica en energía eléctrica.

La energía se puede transformar

La energía se presenta de diversas formas y puede transformarse de un tipo a otro. Por ejemplo, en la fotosíntesis la energía solar se convierte en energía química.

Ejemplos de transformación de la energía

La energía eléctrica se transforma en energía cinética en un ventilador.

Una radio transforma la energía eléctrica en energía sonora.

Una plancha transforma la energía eléctrica en calor.

La energía se puede traspasar

La energía puede transferirse o pasarse de un cuerpo a otro. La transferencia energética puede hacerse mediante el trabajo o el calor. Por ejemplo al hervir agua. En este proceso, el calor se conduce a través de la llama hacia el recipiente donde está el agua y al pasar el tiempo el agua se calienta.

La energía de las plantas

 

Las plantas cumplen sus funciones a través de la energía radiante que viene del Sol, la cual es absorbida por las hojas de plantas verdes para el proceso de fotosíntesis.

La energía se puede degradar

Cuando la energía se transfiere pierde la calidad, es decir, se degrada y disminuye gradualmente la capacidad de aprovechamiento. Por ejemplo, la energía química en la combustión en un automóvil. En este proceso se quema la gasolina en el motor, así se produce energía mecánica, lo que provoca el movimiento. No obstante, gran parte de la energía química se convierte en energía térmica y se degrada.

Tren a vapor

 

Estos trenes quemaban carbón para poder hervir agua e impulsar la turbina que hacía girar las ruedas. No obstante, este sistema no era eficiente ya que sólo el 10 % se transformaba en energía cinética (que provocaba el movimiento del tren) y el resto de la energía se perdía.

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Esta ley, conocida también como la primera ley de la termodinámica, postula que “la energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro”.

La transformación de un tipo de energía a otro ocurre cuando se utiliza para realizar un trabajo; una parte de la energía utilizada es transformada en trabajo y la otra en un tipo de energía diferente.

¿CÓMO SE TRANSFIERE LA ENERGÍA?

La energía se puede transferir entre los cuerpos de manera mecánica a través del trabajo mecánico o de manera térmica a través del calor.

Transferencia de energía por trabajo

Se intercambia la energía en forma de trabajo cuando una fuerza ocasiona un desplazamiento. Por consiguiente, el trabajo no es una forma de energía, es un proceso de transferencia.

El trabajo no está relacionado con el interior de un sistema, sino que se localiza en las paredes del sistema donde actúa como entrada o salida de la energía.

¿Qué es el trabajo?

 

Para que exista trabajo, desde el punto de vista físico, es necesario que estén presentes ciertas condiciones:

 

  • Que se ejerza una fuerza.
  • Que la fuerza se realice a lo largo de la dirección del desplazamiento.
  • Que el desplazamiento no sea perpendicular a la fuerza.

Transferencia de energía por calor

En la naturaleza, el calor se transfiere desde los cuerpos que tienen mayor temperatura a los que tienen menor temperatura a través de tres mecanismos:

VER INFOGRAFÍA

Conducción

Este tipo de mecanismo es propio de los sólidos, consiste en la transferencia de energía térmica a través de un medio material sin que ocurra un transporte de materia, es decir, las moléculas aumentan su grado de vibración pero no se desplazan de lugar.

Los utensilios de cocina tienen mangos de madera para evitar la conducción del calor.

Convección

Es la transferencia de calor por medio del movimiento de una masa fluida, como por ejemplo el aire o el agua. La convección sólo se produce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. Dicho movimiento es producto de que el fluido caliente se dilata y causa una disminución en su densidad, lo que a su vez provoca el ascenso del fluido caliente y el descenso del fluido frío, que es más denso.

Los globos aerostáticos pueden mantenerse en el aire gracias a la convección de calor. El aire caliente ocupa más volumen y menos densidad que el aire frío.

Radiación

Es la transmisión de energía más importante en el planeta Tierra, ya que la vida depende de la energía solar, y ésta llega a la Tierra al atravesar el espacio en forma de radiación. Desde el calor que se recibe en el entorno hasta el que se percibe por una estufa eléctrica son ejemplos de radiación. Esta transmisión se da  por ondas electromagnéticas, sin la necesidad de un material de soporte, sin transporte de materia, y se produce también al vacío.

Las radiaciones son absorbidas por los cuerpos de diferentes maneras, hay cuerpos que tienen mayor capacidad de absorción que otros.

Los hornos microondas transmiten radiación electromagnética.
RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Intercambio de calor”

Recurso audiovisual con problemas planteados sobre el intercambio de calor.

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Video “Conducción de calor”

Este video explica en qué consiste la conducción de calor por medio de ejemplos.

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Artículo destacado “Conceptos de la dinámica del punto material: energía”

Artículo que desarrolla aspectos de la energía desde el enfoque de la física.

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Artículo destacado “Conservación de la energía y conservación de la carga”

Este recurso describe como la energía y las cargas cumplen la propiedad de conservación.

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Técnica de difuminado

El difuminado, también llamado esfumado, es una técnica pictórica característica del Renacimiento italiano y cuya autoría es atribuida a Leonardo da Vinci. Obras maestra de la pintura destacan por tener un efecto de profundidad, lejanía o antigüedad logrado mediante esta práctica.

¿Qué es el difuminado?

Es una técnica en la que se suavizan, funden o atenúan contornos y colores gradualmente sin dejar rastros de la pincelada o instrumento usado. Con el difuminado se integran trazos para obtener como resultado una imagen con un acabado realista.

La palabra italiana sfumato fue utilizada originalmente por Leonardo da Vinci. En español esfumado y difuminado se usan como sinónimos.

Al difuminar o fundir colores se obtienen impresionantes resultados con nuevos tonos.

¿Sabías qué...?
La primera descripción sobre el difuminado fue dada por Leonardo da Vinci. Él consideraba que esta técnica servía para no tener líneas o bordes definidos en forma de humo.

Obras de arte en los que se evidencia la técnica del difuminado

La Virgen de las Rocas (1483-1486)
Mona Lisa (1503-1519)
San Juan Bautista (1508-1513)

¿En qué consiste la técnica del difuminado?

El difuminado suplanta los contornos y las líneas de dibujo por graduaciones de luz y color, como resultado se obtiene un borde impreciso. Para ello es necesario superponer capas muy delgadas de pintura que escondan las pinceladas. Puede hacerse de dos modos: al aplicar un color claro sobre uno oscuro o uno oscuro sobre uno claro.

Generalmente se aplica el color oscuro libremente sobre la superficie como una capa inferior, luego se aplica una pintura de color claro mediante el “plumeo” para crear el efecto de humo o sombra.

Formas de difuminar

Existen diversos métodos para el difuminado. Todos dependen del medio a utilizar y del efecto que se desee al finalizar. Los más comunes son:

Con los dedos

Los dedos son las herramientas más sencillas y eficaces a la hora de difuminar, especialmente si se hace con carboncillo. Sólo debe presionarse el dedo a usar sobre la superficie y moverlo en forma circular en ambos lados.

El uso de los dedos y de las manos es quizás el método de pintura más primitivo que existe.

Con el lápiz difuminador

Este instrumento de extremidades biseladas permite difuminar pequeñas zonas de forma muy precisa. Es la mejor herramienta para dar acabados a los dibujos.

El lápiz difuminador tiene dos puntas: una para trabajar las áreas oscuras y otras para trabajar las partes claras.

Con algodón

Un trozo de algodón ayuda a crear el efecto esfumado muy fácilmente. Éste debe presionarse levemente mientras se realizan amplios giros para homogeneizar. Para dibujos con grafito es usado el bastoncillo de algodón.

Con paño

Pedazos de tela pueden usarse perfectamente para realizar difuminados. Sirve en cualquier superficie y además es un instrumento económico y reciclable.

La dureza del material que utilices influirá en el acabado final. Mientras más blando, más podrá difuminarse. Ejemplo de esto es el carboncillo y el óleo.
Para el contraste de luces y sombras llamado claroscuro, el carboncillo se difumina para conseguir tonos medios.

¿Para qué sirve el difuminado?

Para unificar

Atenúa las irregularidades causadas por el material de la superficie.

Para fundir y degradar

Atenúa el contraste dos tonos de colores que se mezclan.

Para modelar

Varía los matices en una pintura, así como ayuda a realizar dibujos en negativo.

El difuminado también es usado para crear una ilusión realista. En los paisajes se emplea un difuminado gradual para mostrar distancia o para mostrar un efecto atmosférico, mientras que en los retratos sirve para definir rasgos delicadamente.

También se aplica en…

Maquillaje

El estilo y glamour de un buen maquillaje viene dado por un excelente difuminado, el cual se logra mediante el uso adecuado de brochas y pinceles según la textura del producto.

Las sombras de ojos, bases, rubores y labiales deben difuminarse para un acabado más natural.

Repintado de automóviles

Luego de una reparación parcial es necesarios pintar el área. La amplia gama de colores y efectos que tienen los automóviles hace casi imposible ajustar el color, sin embargo la técnica del difuminado permite igualar los colores para un arreglo imperceptible.

Con la técnica de difuminado es posible ajustar colores aunque éstos con coincidan al 100 %.

Galactosemia

La galactosemia es una enfermedad congénita, hereditaria, caracterizada por la imposibilidad de degradar completamente la galactosa, que compone la mitad de la lactosa, el azúcar presente principalmente en la leche. El otro azúcar es la glucosa.

Las personas que padecen este trastorno no pueden consumir ningún tipo de leche (ni animal ni humana).
La incidencia en la Argentina es de 1 cada 60.000 nacidos vivos.

¿Cómo se detecta?

Es una de las enfermedades que se pueden diagnosticar con la llamada “prueba del talón” o pesquisa neonatal. Esta prueba, obligatoria a nivel nacional, consiste en un análisis de sangre que se realiza a todos los recién nacidos a partir de las 48hs y hasta las 72hs. de vida, para detectar 6 enfermedades congénitas.

Su detección temprana, antes del primer mes de vida, permite iniciar un tratamiento con una dieta libre de lactosa, es decir sin leche ni productos lácteos y así evitar los daños que puede producir.

¿Cuáles son los síntomas?

Los bebés con galactosemia, si consumen leche materna o artificial que contenga lactosa, pueden presentar los siguientes síntomas:
• Convulsiones
• Irritabilidad
• Letargo
• Alimentación deficiente y poco aumento de peso
• Ictericia (color amarillento en la piel)
• Vómitos

¿Cómo se trata?

Las personas que padezcan esta condición deben evitar de por vida consumir cualquier tipo de leche y los productos que contengan derivados de la leche.

Los lactantes deberán consumir leches maternizadas libres de lactosa.

Fuente: Ministerio de Salud – Presidencia de la Nación (Argentina) http://www.msal.gob.ar/index.php/component/content/article/48-temas-de-salud-de-la-a-a-la-z/492-galactosemia#sthash.w8RVLSWE.dpuf