Energía

[1]​ En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada para poder extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico).La naturaleza es esencialmente dinámica, es decir, está sometida a continuos cambios: posición, velocidad, estado físico...etc. Existe un algo común a todos los cambios materiales y que indefectiblemente los acompaña, la energía.Para que se incluya también a la termodinámica, podemos decir que la energía es la capacidad de los cuerpos para realizar transformaciones (mediante trabajo o mediante calor) en ellos mismos o en otros cuerpos.La palabra energía deriva del griego ἐνέργεια enérgeia, romanizado energeia lit 'actividad, operación',[2]​ que posiblemente aparece por primera vez en la obra de Aristóteles en el siglo IV a. C. A diferencia de la definición moderna, energeia era un concepto filosófico cualitativo, lo suficientemente amplio como para incluir ideas como la felicidad y el placer.A finales del siglo XVII, Gottfried Leibniz propuso la idea de la vis viva, o fuerza viva, que definió como el producto de la masa de un objeto por su velocidad al cuadrado; creía que la vis viva total se conservaba.En 1807, Thomas Young fue posiblemente el primero en utilizar el término «energía» en lugar de vis viva, en su sentido moderno.La ley de conservación de la energía también se postuló por primera vez a principios del siglo XIX, y se aplica a cualquier sistema aislado.En 1845 James Prescott Joule descubrió la relación entre el trabajo mecánico y la generación de calor.Sin embargo, existen estados que no son propios del hamiltoniano para los cuales la energía esperada del estado fluctúa, por lo que no es constante.Por tanto, no es una abstracción, sino una realidad invariable a diferencia de la materia.Por ejemplo, se puede decir que un sistema con energía cinética nula está en reposo.En problemas relativistas la energía de una partícula no puede ser representada por un escalar invariante, sino por la componente temporal de un cuadrivector energía-momento (cuadrimomento), ya que diferentes observadores no miden la misma energía si no se mueven a la misma velocidad con respecto a la partícula.Dada una partícula material, no puede hablarse de una energía bien definida e idéntica para todos los observadores, de hecho la energía y el momentum lineal son parte del un único cuadrimomentum que es un cuadrivector.Para un medio continuo o un campo físico, las dificultades son aun mayores y en general la energía no está asociada a un cuadrimomentum sino al tensor energía-impulso.En cambio, para los sistemas aislados en los que el hamiltoniano no depende explícitamente del tiempo, los estados estacionarios sí tienen una energía bien definida.En la respiración sucede lo contrario: el oxígeno es utilizado para quemar moléculas de carbohidratos.Para tareas que duran unos minutos, un ser humano en forma puede generar quizás 1.000 vatios.Los carbohidratos, los lípidos y las proteínas pueden liberar la energía del oxígeno, que es utilizado por los organismos vivos como aceptor de electrones.La liberación de la energía almacenada durante la fotosíntesis en forma de calor o luz puede ser desencadenada repentinamente por una chispa, en un incendio forestal, o puede estar disponible más lentamente para el metabolismo animal o humano, cuando se ingieren moléculas orgánicas, y el catabolismo es desencadenado por la acción de enzimas.En geología, la deriva continental, las cordilleras, los volcanes y los terremotos son fenómenos que pueden explicarse en términos de transformaciones energéticas en el interior de la Tierra,[10]​ mientras que los fenómenos meteorológicos como el viento, la lluvia, el granizo, la nieve, los rayos, los tornados y los huracanes son el resultado de las transformaciones energéticas provocadas por la energía solar en la atmósfera del planeta Tierra.La luz solar puede almacenarse en forma de energía potencial gravitatoria después de incidir en la Tierra, ya que (por ejemplo) el agua se evapora de los océanos y se deposita en las montañas (donde, tras ser liberada en una presa hidroeléctrica, puede utilizarse para accionar turbinas o generadores para producir electricidad).La luz solar también impulsa muchos fenómenos meteorológicos, salvo los generados por eventos volcánicos.Los terremotos también liberan energía potencial elástica almacenada en las rocas, un almacén que se ha producido en última instancia a partir de las mismas fuentes de calor radiactivo.Todos los fenómenos estelares (incluida la actividad solar) son impulsados por diversos tipos de transformaciones energéticas.Esta energía se suele designar como K, T o Ec.Así, por ejemplo, puesto que los cuerpos están formados de partículas, se puede conocer su energía sumando las energías individuales de cada partícula del cuerpo.Para un cuerpo macroscópico sólido, que pude ser descrito mediante la mecánica newtoniana, puede suceder que las velocidades relativas de sus partículas difieran apreciablemente respecto a la velocidad del centro de gravedad, eso puede suceder fundamentalmente porque el cuerpo tenga una rotacion importante.Dado que la materia ordinaría está formada por átomos el sumatoria anterior podría extenderse sobre todos los núcleos atómicos que forman el cuerpo sin cometer un error apreciable.Cuando el sólido se pued modelizar mediante la mecánica del sólido rígido resulta que las velocidades de las partículas pueden relacionarse con la velocidad del centro de masasSi el sólido es deformable, entonces habría que incluir términos adicionales relacionados con la energía elástica del mismo, por ejemplo eso sucede si el cuerpo es un objeto que está vibrando mientras se mueve.