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ENERGÍA
El término energía tiene diversas acepciones y definiciones de acuerdo al área donde se aplica, pero todas relacionadas con una capacidad para obrar, hacer surgir, transformar o poner en movimiento algo.
1-Definición:
"En física, se define energía como la capacidad que tiene la materia para realizar un trabajo, o sea generar un cambio sobre algo o sobre sí misma".
En la imagen vemos que la energía del viento se transforma en energía de movimiento (trabajo) del velero.
El viento tiene energía, pero esa energía que posee solo se transformará en trabajo al mover el velero.
5-Dilatación
Uno de los fenómenos que se presentan con el incremento de temperatura de los cuerpos es el incremento de sus dimensiones. La mayor parte de los cuerpos aumentan su tamaño al aumentar su temperatura, a este fenómeno se le llama dilatación.
Si bien la mayoría de los casos de dilatación en la vida cotidiana son poco notorios se deben tener en cuenta en aparatos y máquinas.
La energía es la propiedad o capacidad que tienen los cuerpos y sustancias para producir transformaciones a su alrededor.
Durante las transformaciones la energía se intercambia mediante dos mecanismos: en forma de trabajo y/o en forma de calor. El trabajo puede volver a transformarse en energía (de cualquier tipo).
En física clásica, la ley universal de conservación de la energía, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece constante en el tiempo.
Eso significa que para los sistemas físicos clásicos la suma de todas las energía es un número constante.
2-Fuentes de energías.
Las fuentes de energía son los "depósitos o lugares de donde se puede obtener. Por ejemplo el petróleo, el carbón, el uranio, el sol, el viento, sustancias radiactivas, etc.
Clasificación de las fuentes de energía:
Energía <--> Trabajo (calor)
La magnitud denominada energía enlaza todas las ramas de la física y de la química. Si existe energía es por que se puede realizar un trabajo y si se verifica un trabajo es por que hay alguna energía puesta en juego. En física clásica, la ley universal de conservación de la energía, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece constante en el tiempo.
Eso significa que para los sistemas físicos clásicos la suma de todas las energía es un número constante.
2-Fuentes de energías.
Clasificación de las fuentes de energía:
Las principales fuentes de energías se pueden dividir en grandes grupos :
-Energías Renovables o inagotables: Son aquellas que su generación es continua y son relativamente limpias. Se puede disponer de ellas sin peligro de que se agoten. Por regla general, son las que originan menor impacto medioambiental.
-Energías No renovables: Son aquellas que al ser consumidas disminuyen en sus reservas, ya que no hay forma para su renovación. Son depósitos de energía que constituyen reservas limitadas y por lo tanto disminuyen a medida que se van utilizando.
3-Tipos de energías.
-Energías Renovables o inagotables: Son aquellas que su generación es continua y son relativamente limpias. Se puede disponer de ellas sin peligro de que se agoten. Por regla general, son las que originan menor impacto medioambiental.
-Energías No renovables: Son aquellas que al ser consumidas disminuyen en sus reservas, ya que no hay forma para su renovación. Son depósitos de energía que constituyen reservas limitadas y por lo tanto disminuyen a medida que se van utilizando.
3-Tipos de energías.
Los tipos de energía son las diferentes formas que adopta esta. Por ejemplo la energía cinética y potencial, nuclear, solar, eléctrica, eólica, etc.
Energía Eléctrica: Es la energía asociada a la corriente eléctrica, o sea el movimiento de cargas eléctricas (electrones) a través de elementos conductores (cables).
Por ejemplo, la corriente eléctrica (flujo de electrones) se transmiten por cables de algún tipo de metal. Esta puede ser reconvertida en otro tipo de energía, por ejemplo: en calor (calefactor eléctrico) , en luz (lámpara), movimiento (motor eléctrico), etc.
Energía Química. E. metabólica: En una reacción química puede haber desprendimiento o absorción de energía. Reacciones exotérmicas: aquellas en las que se desprende (emite) energía al producirse la reacción química. Reacciones endotérmicas: aquellas en la que se necesita absorber energía del exterior para que se produzca la reacción química.
Por ejemplo, la corriente eléctrica (flujo de electrones) se transmiten por cables de algún tipo de metal. Esta puede ser reconvertida en otro tipo de energía, por ejemplo: en calor (calefactor eléctrico) , en luz (lámpara), movimiento (motor eléctrico), etc.
Energía Química. E. metabólica: En una reacción química puede haber desprendimiento o absorción de energía. Reacciones exotérmicas: aquellas en las que se desprende (emite) energía al producirse la reacción química. Reacciones endotérmicas: aquellas en la que se necesita absorber energía del exterior para que se produzca la reacción química.
En el estudio de los seres vivos (biología) se considera que las funciones que mantienen vivo a un ser se producen gracias a la energía que se obtiene de su entorno. Las células producen energía en las mitocondrias, consideradas la central energética de cada célula, y con ellas pueden realizar todos los procesos de la vida.
En el reino animal, la energía se obtiene de la alimentación (energía química de alimentos). En el reino vegetal se obtiene del sol (fotosintesis). Tanto en animales cono en plantas se obtiene energía para todos los procesos que necesita la vida para perpetuarse. Por ejemplo energía térmica (calor del cuerpo) y energía eléctrica (transmisión de los impulsos nerviosos), energía mecánica (movimiento), energía química (crecimiento ), etc.
En el reino animal, la energía se obtiene de la alimentación (energía química de alimentos). En el reino vegetal se obtiene del sol (fotosintesis). Tanto en animales cono en plantas se obtiene energía para todos los procesos que necesita la vida para perpetuarse. Por ejemplo energía térmica (calor del cuerpo) y energía eléctrica (transmisión de los impulsos nerviosos), energía mecánica (movimiento), energía química (crecimiento ), etc.
Energía
Mecánica : La energía mecánica es la energía que presentan los cuerpos en razón de su movimiento (energía cinética), de su situación respecto de otro cuerpo (generalmente la tierra), o de su estado de deformación (en el caso de los cuerpos elásticos).
Es decir, la energía mecánica es la suma de tres energías: la potencial (almacenada en un sistema), la cinética (que surge del mismo movimiento) y la elástica (por la deformación de un cuerpo).
Energía Atómica : Es la energía que se obtiene al producir cambios dentro de un átomo.
Los átomos tienen núcleo y allí existen fuerzas enormes que hacen que se mantenga unido. Si rompemos el equilibrio del átomo , ya sea rompiendo el núcleo o creando otro nuevo se liberaría gran cantidad de energía. Este tipo de energía es de las mayores que existen.
Energía Térmica o Calorífica: Es la energía que se intercambia entre dos cuerpos con diferentes temperaturas. El calor es una forma de energía que se transfiere de unos cuerpos a otros como consecuencia de la diferencia de temperatura existentes entre ellos. Esta energía fluye siempre desde el cuerpo caliente al frío, hasta que ambos alcancen la misma temperatura. En ese momento cesa el flujo de calor de un cuerpo a otro, alcanzando lo que se llama equilibrio térmico.
-Energía Hidráulica : La energía contenida en el agua cuando esta a una altura y se aprovecha para convertirla en otro tipo de energía, por ejemplo en las centrales hidráulicas.
-Energía Mareomotriz : Aprovechar la energía de las mareas para convertirla en otro tipo de energía, por ejemplo en una central mareomotriz (ver el enlace anterior para más información).
-Energia Eolica : La energía contenida en el viento.
-Energía Magnética : Esta es la que poseen los imanes. Si acercamos un cuerpo metálico a un imán, este es atraído por el imán, produciéndose un trabajo, lo que quiere decir que tenemos energía, en este caso energía
-E. Electromagnética
También llamada radiante, es la energía almacenada en un región de espacio donde existen cuerpo con cargas eléctrica y magnéticas, o lo que es lo mismo un campo electromagnético. La característica principal de esta energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Por ejemplo la energía del Sol que nos llega a la tierra en forma de calor y luz. Otros ejemplos que contienen este tipo de energía son: la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), etc.
-Energía del Sonido : Es una energía de vibración, ya que el sonido está formado por ondas sonoras, que son oscilaciones que se propagan en un medio, que puede ser gaseoso (el aire) sólido (madera por ejemplo) o líquido (el agua).
4-Descripción de tres tipos importantes de energía.
4.1-Mecánica
La energía mecánica, puede ser considerada como la suma de la energía potencial y la energía cinética y eventualmente la energía elástica
Es decir, la energía mecánica es la suma de tres energías: la potencial (almacenada en un sistema), la cinética (que surge del mismo movimiento) y la elástica (por la deformación de un cuerpo).
Energía Atómica : Es la energía que se obtiene al producir cambios dentro de un átomo.
Los átomos tienen núcleo y allí existen fuerzas enormes que hacen que se mantenga unido. Si rompemos el equilibrio del átomo , ya sea rompiendo el núcleo o creando otro nuevo se liberaría gran cantidad de energía. Este tipo de energía es de las mayores que existen.
Energía Térmica o Calorífica: Es la energía que se intercambia entre dos cuerpos con diferentes temperaturas. El calor es una forma de energía que se transfiere de unos cuerpos a otros como consecuencia de la diferencia de temperatura existentes entre ellos. Esta energía fluye siempre desde el cuerpo caliente al frío, hasta que ambos alcancen la misma temperatura. En ese momento cesa el flujo de calor de un cuerpo a otro, alcanzando lo que se llama equilibrio térmico.
-Energía Mareomotriz : Aprovechar la energía de las mareas para convertirla en otro tipo de energía, por ejemplo en una central mareomotriz (ver el enlace anterior para más información).
-Energia Eolica : La energía contenida en el viento.
-Energía Magnética : Esta es la que poseen los imanes. Si acercamos un cuerpo metálico a un imán, este es atraído por el imán, produciéndose un trabajo, lo que quiere decir que tenemos energía, en este caso energía
-E. Electromagnética
También llamada radiante, es la energía almacenada en un región de espacio donde existen cuerpo con cargas eléctrica y magnéticas, o lo que es lo mismo un campo electromagnético. La característica principal de esta energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Por ejemplo la energía del Sol que nos llega a la tierra en forma de calor y luz. Otros ejemplos que contienen este tipo de energía son: la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), etc.
-Energía del Sonido : Es una energía de vibración, ya que el sonido está formado por ondas sonoras, que son oscilaciones que se propagan en un medio, que puede ser gaseoso (el aire) sólido (madera por ejemplo) o líquido (el agua).
4.1-Mecánica
La energía mecánica, puede ser considerada como la suma de la energía potencial y la energía cinética y eventualmente la energía elástica
Em = Ec + Ep + Ee.
La mayoría de las veces los dos tipos de energía, cinética y potencial, están íntimamente relacionadas.
Veamos estos dos tipos de energía con un ejemplo
Energía Cinética: Es la energía que poseen los cuerpo en movimiento. Imagina un cuerpo en movimiento, si en su movimiento se encuentra un obstáculo y lo golpea, desplazará el obstáculo, lo que quiere decir que tenía energía, energía cinética o de movimiento. Cuando un cuerpo lo aceleramos (suministramos energía) le estamos dando energía cinética, energía de movimiento.
Energía Potencial: es un tipo de energía que depende de la posición del objeto. Ejemplo energía elástica Energía Potencial Gravitatoria: es la más famosa y la que poseen los cuerpos por estar a una determinada altura.
La energía elástica es energía almacenada que resulta de aplicar una fuerza para deformar un objeto elástico. La energía queda almacenada hasta que se quita la fuerza y el objeto elástico regresa a su forma original (haciendo un trabajo en el proceso).
4.2-Atómica
La energía atómica o energía nuclear, es la que se libera cuando está involucrado el átomo y/o su núcleo .
Este descubrimiento ha dado grandes avances tecnológicos en diferentes áreas como: medicina, arqueología, agricultura, generación de energía, etc. Pero también permitió la creación de terribles instrumentos de destrucción masiva: la bomba atómica
Hay dos formas e generar energía nuclear:
#Fisión Nuclear: Se obtiene por rotura del núcleo del átomo se libera gran cantidad de energía en forma de luz y calor, transformándose en un elemento mas estable y mas liviano. Este forma de energía es la que se utiliza para las centrales nucleares. La fisión nuclear puede ser espontánea y ocurre en la naturaleza en pequeña escala. Este proceso también puede ser inducido artificialmente cuando se bombardea un átomo con partículas subatómicas .
#Fusión Nuclear: se consigue uniendo dos núcleos de dos átomos para obtener un átomo mayor. Esta reacción es opuesta a la de fisión , y genera gran cantidad de energía en la unión. Este proceso puede ser natural o artificial. En caso de la fusión natural debe producirse a temperaturas excepcionalmente altas (estrellas en general) y se producen basicamente todos los tipos de átomos. La fisión artificial puede lograrse con aparatos complejos y se emplea para investigación científica . Por ejemplo el laboratorio de física nuclear ITER, (International Thermonuclear Experimental Reactor), en español (Reactor Termonuclear Experimental Internacional), es un experimento científico a gran escala que intenta producir un plasma de fusión que tenga diez veces más potencia térmica que la potencia necesaria para calentar el plasma. La fisión artificial no controlada es posible y despliega una enorme cantidad de energía (mayor que la de fisión , un ejemplo es la denominada bomba atómica o bomba H (de hidrógeno).
-Radiación:
Algunas sustancias químicas están formadas por
elementos químicos cuyos núcleos atómicos son inestables. Como consecuencia de esa inestabilidad, sus átomos emiten partículas subatómicas de forma intermitente y aleatoria. En general son radiactivas las sustancias que presentan un exceso de protones o neutrones. Eventualmente el desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de radiación llamada ionizante. Estas son de tres tipos: #Partículas alfa α. Son núcleos de helio (formados por dos protones y dos neutrones). Las partículas alfa son las radiaciones ionizantes con mayor masa, por lo que su capacidad de penetración en la materia es limitada, no pudiendo atravesar una hoja de papel o la piel de nuestro cuerpo. Las partículas alfa son muy energéticas y muy ionizantes.
#Partículas beta β. Son electrones (o positrones) que poseen una masa mucho menor que las partículas alfa, por lo que tienen mayor capacidad para penetrar en la materia. Una partícula beta puede atravesar una hoja de papel, pero será detenida por una fina lámina de metal o por la ropa. Son menos energéticas que las partículas alfa.
#Rayos gamma γ. Son radiaciones electromagnéticas, por lo que no tienen masa ni carga, lo que les hace tener un gran poder de penetración en la materia. Originadas por decaimiento energético del núcleo. Para detenerlas es necesaria una capa gruesa de plomo o una pared de hormigón. Los rayos gamma y los rayos X tienen las mismas propiedades, diferenciándose únicamente en su origen. Mientras que los rayos gamma se producen en el núcleo del átomo, los rayos X proceden de las capas externas del átomo, donde se encuentran los electrones.
Se denomina radiaciones ionizantes a aquellas radiaciones con energía suficiente para ionizar la materia, extrayendo los electrones de sus estados ligados al átomo, originándose átomos con cargas eléctricas. Estas son potencialmente peligrosas por que alteran las característica de la materia orgánica posibilitando las mutaciones.
-Radiación y salud.
Exposición a las radiaciones ionizantes en humanos.
Como ya se ha dicho, los seres vivos están expuestos a niveles bajos de radiación ionizante procedente del sol, las rocas, el suelo, fuentes naturales del propio organismo, residuos radiactivos de pruebas nucleares en el pasado, de ciertos productos de consumo y de materiales radiactivos liberados desde hospitales y desde plantas asociadas a la energía nuclear y a las de carbón.
Los trabajadores expuestos a mayor cantidad de radiaciones son los astronautas (debido a la radiación cósmica), el personal médico o de rayos X, los investigadores, los que trabajan en una instalación radiactiva o nuclear. Además se recibe una exposición adicional con cada examen de rayos X y de medicina nuclear, y la cantidad depende del tipo y del número de exploraciones.
No se ha demostrado que la exposición a bajos niveles de radiación ionizante del ambiente afecte la salud de seres humanos.
Sin embargo, los organismos dedicados a la protección radiológica oficialmente utilizan la hipótesis conservadora de que hasta en dosis moderadas, e incluso muy bajas, las radiaciones ionizantes aumentan la probabilidad de contraer cáncer, y que esta probabilidad aumenta con la dosis recibida.
La exposición a altas dosis de radiación ionizante puede causar quemaduras de la piel, caída del cabello, náuseas, enfermedades y la muerte. Los efectos dependerán de la cantidad de radiación ionizante recibida y de la duración de la irradiación, y de factores personales tales como el sexo, edad a la que se expuso, y del estado de salud y nutrición. Aumentar la dosis produce efectos más graves.
Los síntomas de la enfermedad por radiación se convierten en más serios (y la posibilidad de supervivencia disminuye) cuando se incrementa la dosis de la radiación.
La exposición crónica a la radiación ionizante puede causar leucemia y otros cánceres. La capacidad de la radiación de impedir la división celular es también usada en el tratamiento del cáncer (radioterapia).
Otros síntomas que produce el envenenamiento por radiación son pérdida de pelo, diarreas, fatiga, náuseas, vómitos, desmayos, quemaduras de piel, y a altas dosis, la muerte.
Una dosis de radiación extremadamente alta para el cuerpo entero, como 100 Sv (10.000 rems) causa en un período corto inconsciencia y muerte, ya que se destruyen las células nerviosas.
Una dosis menor (pero todavía alta) causaría una enfermedad grave inmediata, después de la cual la víctima parecerá que se recupera, sólo para morir unos días después, cuando las células intestinales que se dividen rápidamente fallen.
Símbolo internacional de peligro radiactivo
4.3-Calórica
Sabemos que la materia está compuesta por átomos o moléculas en agitación continua, es en virtud de este movimiento que átomos o moléculas poseen energía cinética. La energía cinética promedio de estas partículas se puede percibir y medir como calor. Siempre que un cuerpo o sistema se calienta aumenta la energía cinética de sus partículas.
Hay varias maneras de incrementar la energía cinética de las partículas: aplicar una llama ;
golpear el objeto, estirarlo o doblarlo repetidamente ; comprimir rápidamente algo ; frotar o friccionar dos objetos entre sí.
-Calorimetría: es la parte de la física que estudia la cantidad de calor que puede absorber o emitir un cuerpo. El calor se representa con la Letra Q, es una magnitud escalar (o sea que se puede medir), es una forma de energía ya que por medio de él se puede realizar un trabajo. El calor se mide en calorías, se representa como “cal”, mil calorías son una kilocaloría (Kcal)
-Termometría: En física, la transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura, o sea que el cuerpo de mayor estado término le cede calor al de menor estado térmico.
Esto se conoce transmisión de calor, y ocurre de manera que el cuerpo y su entorno alcancen un equilibrio térmico o sea estén a la misma temperatura. En este principio se fundamentan los termómetros.
Un termómetro es un dispositivo que mide su propia temperatura que está en contacto y equilibro con el ambiente que lo rodea (la temperatura que indique el termómetro será también la temperatura del cuerpo en cuestión). Hay dos tipos de termómetros: a) Termómetros clásicos están formados por tubo muy fino en el cual hay una sustancia líquida (alcohol o mercurio) que se dilata o contrae con la variación de temperatura. Por fuera existe una escala que mide esa dilatación o modificación del volumen. b)Termómetros digitales están formados por una celda que modifica el paso ce corriente con la variación de la temperatura que se traduce en un marcador digital.
-Escalas térmicas: Son escalas que miden la variación de temperatura creadas por diferentes criterios.
#Escalas centrígrada o Celcius (°C), creada con dos puntos fijos: congelamiento del agua (0 °C) y el punto de ebullición del agua (100 °C). Entre estos dos extremos se toma una escala, la que es dividida en 100 partes.
#Escala Farenheit (°F), creada con dos puntos fijos, el inferior es una mezcla frigorífica de agua hielo y cloruro de amonio (0 °F) y otro punto solo de agua y hielo 32ºF
#Escala Kelvin (°K): Es denominada escala absoluta creada teóricamente con un gas ideal que se halla en el hipotético caso en que la presión sea cero. Esto da la temperatura más baja que se puede hallar, o sea el cero absoluto (0°K) o sea -273°C que es la temperatura más baja a que teóricamente podemos encontrar un cuerpo en todo el universo.
Transmisión del calor: El calor es de distintas maneras:
#Por conducción, cuando los cuerpos son sólidos y están en contacto. Aquí el calor fluye desde el cuerpo con más temperatura al que está menor temperatura. El flujo de energía o calor se realiza hasta que ambos se encuentren a la misma temperatura.
#Por convección, cuando los cuerpos son fluidos y están en contacto. . Cuando el fluido esta a mayor temperatura es menos denso, cuando el fluido esta a menor temperatura en más denso, esto hace que se produzca un movimientos de fluidos
#Por radiación cuando no existe materia entre los cuerpos. La radiación es un método de transmisión de calor que no precisa de materia para transmitirse. Por ejemplo la energía radiante que proviene del sol atraviesa el espacio donde casi no existe materia llegando a la tierra y produciendo todos los procesos que dan origen a la vida.
Dilatación: Uno de los fenómenos que se presentan con el incremento de temperatura de los cuerpos es el incremento de sus dimensiones. La mayor parte de los cuerpos aumentan su tamaño al aumentar su temperatura, a este fenómeno se le llama dilatación.
Si bien la mayoría de los casos de dilatación en la vida cotidiana son poco notorios se deben tener en cuenta en aparatos y máquinas . Por ejemplo: El viento es originado por la ascensión del aire que se calienta y el que debe ocupar el espacio que deja este ; o ranuras de separación en el pavimento de las calles que son rellenadas con sustancias blandas.
Energía Cinética: Es la energía que poseen los cuerpo en movimiento. Imagina un cuerpo en movimiento, si en su movimiento se encuentra un obstáculo y lo golpea, desplazará el obstáculo, lo que quiere decir que tenía energía, energía cinética o de movimiento. Cuando un cuerpo lo aceleramos (suministramos energía) le estamos dando energía cinética, energía de movimiento.
Energía Potencial: es un tipo de energía que depende de la posición del objeto. Ejemplo energía elástica Energía Potencial Gravitatoria: es la más famosa y la que poseen los cuerpos por estar a una determinada altura.
La energía elástica es energía almacenada que resulta de aplicar una fuerza para deformar un objeto elástico. La energía queda almacenada hasta que se quita la fuerza y el objeto elástico regresa a su forma original (haciendo un trabajo en el proceso).
4.2-Atómica
La energía atómica o energía nuclear, es la que se libera cuando está involucrado el átomo y/o su núcleo .
Este descubrimiento ha dado grandes avances tecnológicos en diferentes áreas como: medicina, arqueología, agricultura, generación de energía, etc. Pero también permitió la creación de terribles instrumentos de destrucción masiva: la bomba atómica
Hay dos formas e generar energía nuclear:
#Fisión Nuclear: Se obtiene por rotura del núcleo del átomo se libera gran cantidad de energía en forma de luz y calor, transformándose en un elemento mas estable y mas liviano. Este forma de energía es la que se utiliza para las centrales nucleares. La fisión nuclear puede ser espontánea y ocurre en la naturaleza en pequeña escala. Este proceso también puede ser inducido artificialmente cuando se bombardea un átomo con partículas subatómicas .
#Fusión Nuclear: se consigue uniendo dos núcleos de dos átomos para obtener un átomo mayor. Esta reacción es opuesta a la de fisión , y genera gran cantidad de energía en la unión. Este proceso puede ser natural o artificial. En caso de la fusión natural debe producirse a temperaturas excepcionalmente altas (estrellas en general) y se producen basicamente todos los tipos de átomos. La fisión artificial puede lograrse con aparatos complejos y se emplea para investigación científica . Por ejemplo el laboratorio de física nuclear ITER, (International Thermonuclear Experimental Reactor), en español (Reactor Termonuclear Experimental Internacional), es un experimento científico a gran escala que intenta producir un plasma de fusión que tenga diez veces más potencia térmica que la potencia necesaria para calentar el plasma. La fisión artificial no controlada es posible y despliega una enorme cantidad de energía (mayor que la de fisión , un ejemplo es la denominada bomba atómica o bomba H (de hidrógeno).
-Radiación:
Algunas sustancias químicas están formadas por
elementos químicos cuyos núcleos atómicos son inestables. Como consecuencia de esa inestabilidad, sus átomos emiten partículas subatómicas de forma intermitente y aleatoria. En general son radiactivas las sustancias que presentan un exceso de protones o neutrones. Eventualmente el desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de radiación llamada ionizante. Estas son de tres tipos: #Partículas alfa α. Son núcleos de helio (formados por dos protones y dos neutrones). Las partículas alfa son las radiaciones ionizantes con mayor masa, por lo que su capacidad de penetración en la materia es limitada, no pudiendo atravesar una hoja de papel o la piel de nuestro cuerpo. Las partículas alfa son muy energéticas y muy ionizantes.
#Partículas beta β. Son electrones (o positrones) que poseen una masa mucho menor que las partículas alfa, por lo que tienen mayor capacidad para penetrar en la materia. Una partícula beta puede atravesar una hoja de papel, pero será detenida por una fina lámina de metal o por la ropa. Son menos energéticas que las partículas alfa.
#Rayos gamma γ. Son radiaciones electromagnéticas, por lo que no tienen masa ni carga, lo que les hace tener un gran poder de penetración en la materia. Originadas por decaimiento energético del núcleo. Para detenerlas es necesaria una capa gruesa de plomo o una pared de hormigón. Los rayos gamma y los rayos X tienen las mismas propiedades, diferenciándose únicamente en su origen. Mientras que los rayos gamma se producen en el núcleo del átomo, los rayos X proceden de las capas externas del átomo, donde se encuentran los electrones.
Se denomina radiaciones ionizantes a aquellas radiaciones con energía suficiente para ionizar la materia, extrayendo los electrones de sus estados ligados al átomo, originándose átomos con cargas eléctricas. Estas son potencialmente peligrosas por que alteran las característica de la materia orgánica posibilitando las mutaciones.
-Radiación y salud.
Exposición a las radiaciones ionizantes en humanos.
Como ya se ha dicho, los seres vivos están expuestos a niveles bajos de radiación ionizante procedente del sol, las rocas, el suelo, fuentes naturales del propio organismo, residuos radiactivos de pruebas nucleares en el pasado, de ciertos productos de consumo y de materiales radiactivos liberados desde hospitales y desde plantas asociadas a la energía nuclear y a las de carbón.
Los trabajadores expuestos a mayor cantidad de radiaciones son los astronautas (debido a la radiación cósmica), el personal médico o de rayos X, los investigadores, los que trabajan en una instalación radiactiva o nuclear. Además se recibe una exposición adicional con cada examen de rayos X y de medicina nuclear, y la cantidad depende del tipo y del número de exploraciones.
No se ha demostrado que la exposición a bajos niveles de radiación ionizante del ambiente afecte la salud de seres humanos.
Sin embargo, los organismos dedicados a la protección radiológica oficialmente utilizan la hipótesis conservadora de que hasta en dosis moderadas, e incluso muy bajas, las radiaciones ionizantes aumentan la probabilidad de contraer cáncer, y que esta probabilidad aumenta con la dosis recibida.
La exposición a altas dosis de radiación ionizante puede causar quemaduras de la piel, caída del cabello, náuseas, enfermedades y la muerte. Los efectos dependerán de la cantidad de radiación ionizante recibida y de la duración de la irradiación, y de factores personales tales como el sexo, edad a la que se expuso, y del estado de salud y nutrición. Aumentar la dosis produce efectos más graves.
Los síntomas de la enfermedad por radiación se convierten en más serios (y la posibilidad de supervivencia disminuye) cuando se incrementa la dosis de la radiación.
La exposición crónica a la radiación ionizante puede causar leucemia y otros cánceres. La capacidad de la radiación de impedir la división celular es también usada en el tratamiento del cáncer (radioterapia).
Otros síntomas que produce el envenenamiento por radiación son pérdida de pelo, diarreas, fatiga, náuseas, vómitos, desmayos, quemaduras de piel, y a altas dosis, la muerte.
Una dosis de radiación extremadamente alta para el cuerpo entero, como 100 Sv (10.000 rems) causa en un período corto inconsciencia y muerte, ya que se destruyen las células nerviosas.
Una dosis menor (pero todavía alta) causaría una enfermedad grave inmediata, después de la cual la víctima parecerá que se recupera, sólo para morir unos días después, cuando las células intestinales que se dividen rápidamente fallen.
Símbolo internacional de peligro radiactivo4.3-Calórica
Sabemos que la materia está compuesta por átomos o moléculas en agitación continua, es en virtud de este movimiento que átomos o moléculas poseen energía cinética. La energía cinética promedio de estas partículas se puede percibir y medir como calor. Siempre que un cuerpo o sistema se calienta aumenta la energía cinética de sus partículas.
Hay varias maneras de incrementar la energía cinética de las partículas: aplicar una llama ;
golpear el objeto, estirarlo o doblarlo repetidamente ; comprimir rápidamente algo ; frotar o friccionar dos objetos entre sí.
-Calorimetría: es la parte de la física que estudia la cantidad de calor que puede absorber o emitir un cuerpo. El calor se representa con la Letra Q, es una magnitud escalar (o sea que se puede medir), es una forma de energía ya que por medio de él se puede realizar un trabajo. El calor se mide en calorías, se representa como “cal”, mil calorías son una kilocaloría (Kcal)
-Termometría: En física, la transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura, o sea que el cuerpo de mayor estado término le cede calor al de menor estado térmico.
Esto se conoce transmisión de calor, y ocurre de manera que el cuerpo y su entorno alcancen un equilibrio térmico o sea estén a la misma temperatura. En este principio se fundamentan los termómetros.
Un termómetro es un dispositivo que mide su propia temperatura que está en contacto y equilibro con el ambiente que lo rodea (la temperatura que indique el termómetro será también la temperatura del cuerpo en cuestión). Hay dos tipos de termómetros: a) Termómetros clásicos están formados por tubo muy fino en el cual hay una sustancia líquida (alcohol o mercurio) que se dilata o contrae con la variación de temperatura. Por fuera existe una escala que mide esa dilatación o modificación del volumen. b)Termómetros digitales están formados por una celda que modifica el paso ce corriente con la variación de la temperatura que se traduce en un marcador digital.
-Escalas térmicas: Son escalas que miden la variación de temperatura creadas por diferentes criterios.
#Escalas centrígrada o Celcius (°C), creada con dos puntos fijos: congelamiento del agua (0 °C) y el punto de ebullición del agua (100 °C). Entre estos dos extremos se toma una escala, la que es dividida en 100 partes.
#Escala Farenheit (°F), creada con dos puntos fijos, el inferior es una mezcla frigorífica de agua hielo y cloruro de amonio (0 °F) y otro punto solo de agua y hielo 32ºF
#Escala Kelvin (°K): Es denominada escala absoluta creada teóricamente con un gas ideal que se halla en el hipotético caso en que la presión sea cero. Esto da la temperatura más baja que se puede hallar, o sea el cero absoluto (0°K) o sea -273°C que es la temperatura más baja a que teóricamente podemos encontrar un cuerpo en todo el universo.
Transmisión del calor: El calor es de distintas maneras:
#Por conducción, cuando los cuerpos son sólidos y están en contacto. Aquí el calor fluye desde el cuerpo con más temperatura al que está menor temperatura. El flujo de energía o calor se realiza hasta que ambos se encuentren a la misma temperatura.
#Por convección, cuando los cuerpos son fluidos y están en contacto. . Cuando el fluido esta a mayor temperatura es menos denso, cuando el fluido esta a menor temperatura en más denso, esto hace que se produzca un movimientos de fluidos
#Por radiación cuando no existe materia entre los cuerpos. La radiación es un método de transmisión de calor que no precisa de materia para transmitirse. Por ejemplo la energía radiante que proviene del sol atraviesa el espacio donde casi no existe materia llegando a la tierra y produciendo todos los procesos que dan origen a la vida.
Dilatación: Uno de los fenómenos que se presentan con el incremento de temperatura de los cuerpos es el incremento de sus dimensiones. La mayor parte de los cuerpos aumentan su tamaño al aumentar su temperatura, a este fenómeno se le llama dilatación.
Si bien la mayoría de los casos de dilatación en la vida cotidiana son poco notorios se deben tener en cuenta en aparatos y máquinas . Por ejemplo: El viento es originado por la ascensión del aire que se calienta y el que debe ocupar el espacio que deja este ; o ranuras de separación en el pavimento de las calles que son rellenadas con sustancias blandas.
5-Dilatación
Uno de los fenómenos que se presentan con el incremento de temperatura de los cuerpos es el incremento de sus dimensiones. La mayor parte de los cuerpos aumentan su tamaño al aumentar su temperatura, a este fenómeno se le llama dilatación.
Si bien la mayoría de los casos de dilatación en la vida cotidiana son poco notorios se deben tener en cuenta en aparatos y máquinas.
Por ejemplo:
-El viento es originado por la ascensión del aire que se calienta y el que debe ocupar el espacio que deja este.
-Se puede notar en un río que sobre el fondo la temperatura del agua en mas baja.
-Podemos ver ranuras de separación en el pavimento de las calles que son rellenadas con sustancias blandas.
-Las llaves térmicas de luz se dilatan cuando pasa mucha corriente y se corta el flujo electrico. Se debe recordar que la dilatación se produce
-El viento es originado por la ascensión del aire que se calienta y el que debe ocupar el espacio que deja este.
-Se puede notar en un río que sobre el fondo la temperatura del agua en mas baja.
-Podemos ver ranuras de separación en el pavimento de las calles que son rellenadas con sustancias blandas.
-Las llaves térmicas de luz se dilatan cuando pasa mucha corriente y se corta el flujo electrico. Se debe recordar que la dilatación se produce
Links de videos.
-Que es la energía
https://www.youtube.com/watch?v=VDjcwhE_R5I
-Energia cinetica y potencial
https://www.youtube.com/watch?v=vIpvWke7mkQ
-Energía química
https://www.youtube.com/watch?v=Q3aFntb5anc
-Energía nuclear
https://www.youtube.com/watch?v=F-tmLr1LSdM
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