TODO LO QUE NOS RODEA ESTÁ FABRICADO CON MATERIALES Y SEGÚN SU ORIGEN PUEDEN SER NATURALES O ARTIFICIALES. LOS MATERIALES NATURALES VIENEN DE LA NATURALEZA Y PUEDEN SER DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL. LOS MATERIALES ARTIFICIALES O SINTÉTICOS SON AQUELLOS QUE VINIERON DE LA NATURALEZA PERO FUERON MODIFICADOS POR LAS PERSONAS. PARA PODER DECIDIR EL USO QUE VA A TENER CADA OBJETO QUE SE VA A FABRICAR ES IMPORTANTE CONOCER SUS PROPIEDADES. LAS PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES SON: DUREZA, FRAGILIDAD Y FLEXIBILIDAD.
UN MATERIAL ES ELÁSTICO SI AL ESTIRARLO O DEFORMARLO RECUPERA SU FORMA INICIAL, POR EJEMPLO EL RESORTE.
acción mecánica
TODOS LOS DÍAS REALIZAMOS DIVERSAS ACCIONES, DESDE QUE NOS LEVANTAMOS HASTA QUE NOS ACOSTAMOS. AL ABRIR UNA PUERTA, PATEAR UNA PELOTA O RODEAR UNA MESA, HACEMOS UN MOVIMIENTO; ESTE MOVIMIENTO EJERCE UN EFECTO SOBRE LOS OBJETOS Y ES LO QUE SE CONOCE COMO ACCIÓN MECÁNICA. LA ACCIÓN MECÁNICA PUEDE: PONER EN MOVIMIENTO UN OBJETO QUE ESTABA QUIETO, CAMBIARLO DE LUGAR O POSICIÓN, DETENERLO CUANDO SE ENCUENTRA EN MOVIMIENTO O DEFORMARLO. LA CAPACIDAD PARA REALIZAR TODOS ESOS CAMBIOS ES LO QUE SE CONOCE COMO ENERGÍA. EXISTEN VARIOS TIPOS DE ENERGÍA: MECÁNICA, LUMÍNICA, TÉRMICA, QUÍMICA Y ELÉCTRICA.
PARA REALIZAR CUALQUIER MOVIMIENTO, COMO POR EJEMPLO EL PEDALEO DE LA BICICLETA, SE NECESITA ENERGÍA.
MOVIMIENTO
CUANDO MIRAMOS A NUESTRO ALREDEDOR VEMOS QUE MUCHAS COSAS SE MUEVEN, COMO LOS AUTOS EN LAS CALLES O LOS NIÑOS QUE CORREN EN EL PARQUE. EL PUNTO DESDE DONDE VEMOS ESOS MOVIMIENTOS SE LLAMA “SISTEMA DE REFERENCIA”. NINGÚN MOVIMIENTO ES IGUAL A OTRO, Y PARA PODER ESTUDIARLO DEBEMOS CONOCER SI SU TRAYECTORIA ES CERRADA, ABIERTA O ALEATORIA. CUANDO EL RECORRIDO DE UN MÓVIL ES EN LÍNEA RECTA SE CONOCE COMO MOVIMIENTO RECTILÍNEO Y SI EL RECORRIDO LO HACE EN UNA LÍNEA CURVA SE LLAMA MOVIMIENTO CURVILÍNEO.
CUANDO UNA FRUTA CAE DE UN ÁRBOL LO HACE EN LÍNEA RECTA, POR LO TANTO REALIZA UN MOVIMIENTO RECTILÍNEO.
LUZ Y SONIDO
LA LUZ Y EL SONIDO SE TRANSMITEN A TRAVÉS DE ONDAS. GRACIAS A LA LUZ PODEMOS VER LO QUE NOS RODEA, COMO LOS COLORES, LAS FORMAS Y EL TAMAÑO DE LAS COSAS. A DIFERENCIA DE OTRAS FORMAS DE ENERGÍA, LA LUZ VIAJA EN LÍNEA RECTA, SE REFLEJA EN LOS OBJETOS PARA QUE PODAMOS VERLOS Y CAMBIA DE DIRECCIÓN CUANDO PASA DE UN MEDIO A OTRO. EL COLOR NO ES UNA CARACTERÍSTICA PROPIA DE LOS OBJETOS, SINO DE LA LUZ QUE REFLEJAN. EL SONIDO ES TODO LO QUE ESCUCHAMOS A NUESTRO ALREDEDOR Y SE PRODUCE POR LA VIBRACIÓN DE LAS ONDAS SONORAS QUE GENERAN LOS OBJETOS. CUANDO LA ONDA SONORA SE ENCUENTRA CON ALGÚN OBSTÁCULO EN SU DESPLAZAMIENTO, OCURRE LO QUE LLAMAMOS FENÓMENO SONORO.
EL RUIDO ES EL SONIDO NO DESEADO, COMO EL TRÁNSITO, LAS MÁQUINAS DE CONSTRUCCIÓN O LA MÚSICA FUERTE.
TEMPERATURA VS. CALOR
AUNQUE A VECES NOS PAREZCA QUE SON SINÓNIMOS, LA REALIDAD ES QUE LA TEMPERATURA Y EL CALOR SON DOS COSAS DIFERENTES. EL CALOR ES LA ENERGÍA QUE SE TRANSMITE DE UN CUERPO A OTRO Y LA TEMPERATURA PROVOCA LA SENSACIÓN DE QUE ESTÁN FRÍOS O CALIENTES. COMO EL CALOR ES UNA FORMA DE ENERGÍA, PUEDE VIAJAR A TRAVÉS DE LOS DIFERENTES MATERIALES Y EN ALGUNAS OCASIONES LOS MODIFICA. ALGUNOS MATERIALES SON CAPACES DE CONDUCIR MEJOR EL CALOR QUE OTROS. LOS QUE PERMITEN EL PASO DEL CALOR SE LLAMAN CONDUCTORES Y LOS QUE EVITAN EL PASO DEL CALOR SE LLAMAN AISLANTES.
PARA MEDIR LA TEMPERATURA DE LOS CUERPOS SE UTILIZA EL TERMÓMETRO.
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:
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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Una plancha transforma la energía eléctrica en calor.
