Conceptos Fundamentales de Física: Energía, Calor y Electricidad

La Energía

Es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo. Recordemos que el trabajo se realiza cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza y hay un desplazamiento.

Tipos de Energía

• Energía Lumínica: Es la que proviene del sol.
• Energía Química: Es la que se guarda bajo la forma de compuestos químicos, que al reaccionar la liberan bajo otra forma de energía.
• Energía Cinética: Es la energía de los cuerpos en movimiento.
• Energía Potencial: Es la energía de los cuerpos estáticos; mientras más altos están, más energía potencial tienen.
• Energía Calórica: Es la parte de la energía interna de un sistema termodinámico en equilibrio que es proporcional a su temperatura absoluta y se incrementa o disminuye por transferencia de energía, generalmente en forma de calor o trabajo, en procesos termodinámicos.
• Energía Nuclear: Es la que se desprende de la desintegración o integración de materiales radiactivos, como el plutonio y el uranio.
• Energía Eólica: Ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
• Energía Eléctrica: Es el movimiento de electrones a través de un conductor. Se manifiesta cuando un conductor transporta un flujo de electrones.

Conceptos Clave en Electricidad

Conductores Eléctricos

Los conductores de electricidad son todos aquellos materiales capaces de permitir el paso de un flujo de electrones a través de ellos.

Transporte de Electrones

Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor sólido, es como si muchas personas estuvieran tratando de atravesar al mismo tiempo la misma puerta.

Resistencia Eléctrica

Es la oposición al paso de electrones por un conductor.

Fusibles

Es una resistencia eléctrica pequeña diseñada para fundirse cuando la intensidad de la corriente que llega al sistema es mayor de la que puede soportar.

Calor y Temperatura

El Calor

La energía ganada o perdida en estos procesos se denomina calor.

La Temperatura

Es la escala con la cual se mide el grado de calor que posee un cuerpo, tomando como punto de referencia un hecho conocido.

Cambios de Estado y Propiedades de la Materia

Tipos de Cambios

Existen dos tipos principales de cambios:

• Físicos: No implican la alteración de la estructura química del material.
• Químicos: Sí modifican la estructura química del material.

Uno de los factores desencadenantes de ambos tipos es el calor.

Cambios de Volumen

Cuando las moléculas de un cuerpo reciben calor, tienden a tener una mayor energía cinética y, al moverse más, se alejan unas de otras. Esta es la razón por la cual pueden cambiar de fase.

Cambios de Fase

Cuando comienza a calentarse un pedazo de hielo, este se descongela en su punto de fusión y pasa a estado líquido. Si seguimos calentando el líquido, llegará a su punto de ebullición y pasará a vapor.

Cambios de Color

Hay sustancias que a temperatura ambiente contienen agua en su estructura, lo que les confiere un color característico.

Cambios de Masa

Los cambios de masa en los cuerpos por efecto del calor pueden deberse tanto a cambios químicos como físicos.

Fórmulas de Conversión de Temperatura

A continuación, se presentan las fórmulas para la conversión entre diferentes escalas de temperatura:

• Celsius a Fahrenheit: °F = (°C × 9/5) + 32
• Fahrenheit a Celsius: °C = (°F - 32) × 5/9
• Celsius a Kelvin: °K = °C + 273
• Kelvin a Celsius: °C = °K - 273