Interconversión de la energía química y la energía eléctrica

La energía y la materia caracterizan los sistemas físicos y biológicos. Estos sistemas se definen tanto por los tipos de energía y materia que contienen como por la forma en que esa materia y energía se mueven a través de los sistemas y entre ellos. En los sistemas naturales, tanto la energía como la materia se conservan dentro de un sistema. Esto significa que la energía y la materia pueden cambiar de forma, pero no pueden crearse ni destruirse. La energía y la materia suelen ser cíclicas dentro de un sistema, y las diferentes formas de materia y energía pueden interactuar. Al estudiar la energía y la materia de un sistema hay que tener en cuenta el entorno que lo rodea para examinar el flujo que entra y sale del sistema. Los científicos tratan de estudiar el flujo y las interacciones de la materia y la energía, mientras que los ingenieros suelen tratar de minimizar las entradas y maximizar las salidas de materia y energía en relación con un sistema determinado.

Los científicos e ingenieros especializados en océanos y aguas estudian diversos tipos de materia y energía. Por ejemplo, los biogeoquímicos describen cómo se produce el ciclo de la materia y la transformación de la energía a gran y pequeña escala. Los biogeoquímicos pueden examinar los ciclos de elementos y compuestos como el agua, el carbono y el mercurio (Fig. 2.17). Algunos ecologistas examinan la variación de las etapas de descomposición de las caídas de las ballenas. Los ingenieros oceánicos están desarrollando formas de transformar la energía del viento y de las olas en el mar en electricidad utilizable para la población de las regiones costeras y de otros lugares.

Cómo funciona la transferencia de energía

En física, existen cuatro interacciones fundamentales observadas (también conocidas como fuerzas fundamentales) que constituyen la base de todas las interacciones conocidas en la naturaleza: las fuerzas gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. Algunas teorías especulativas han propuesto una quinta fuerza para explicar diversas observaciones anómalas que no se ajustan a las teorías existentes. Las características de esta quinta fuerza dependen de la hipótesis que se proponga. Muchas postulan una fuerza aproximadamente igual a la de la gravedad (es decir, mucho más débil que el electromagnetismo o las fuerzas nucleares) con un alcance que va desde menos de un milímetro hasta escalas cosmológicas. Otra propuesta es una nueva fuerza débil mediada por los bosones W′ y Z′.

La búsqueda de una quinta fuerza ha aumentado en las últimas décadas debido a dos descubrimientos en cosmología que no se explican con las teorías actuales. Se ha descubierto que la mayor parte de la masa del universo se debe a una forma desconocida de materia llamada materia oscura. La mayoría de los físicos creen que la materia oscura está formada por nuevas partículas subatómicas no descubiertas,[1] pero algunos creen que podría estar relacionada con una fuerza fundamental desconocida. En segundo lugar, también se ha descubierto recientemente que la expansión del universo se está acelerando, lo que se ha atribuido a una forma de energía llamada energía oscura. Algunos físicos especulan que una forma de energía oscura llamada quintaesencia podría ser una quinta fuerza[2][3][4].

Interconversión de la energía clase 9

Para explicar la conciencia como un proceso físico debemos reconocer el papel de la energía en el cerebro. La actividad energética es fundamental para todos los procesos físicos y dirige causalmente el comportamiento biológico. Las recientes pruebas neurocientíficas pueden interpretarse de forma que sugieran que la conciencia es un producto de la organización de la actividad energética en el cerebro. Sin embargo, la naturaleza de la energía en sí misma sigue siendo un gran misterio, y no entendemos del todo cómo contribuye a la función cerebral o a la conciencia. Según el principio aquí esbozado, la energía, junto con las fuerzas y el trabajo, puede describirse como diferencias actualizadas de movimiento y tensión. Al observar los sistemas físicos, podemos inferir que hay algo que se parece a la diferencia actualizada desde la perspectiva intrínseca del sistema. La conciencia se produce porque hay algo que se parece, intrínsecamente, a sufrir una determinada organización de diferencias actualizadas en el cerebro.

“Si los procesos mentales son realmente procesos físicos, entonces hay algo que es, intrínsecamente, someterse a ciertos procesos físicos. Lo que es que tal cosa sea así sigue siendo un misterio”.

¿Cómo se produce este proceso de transferencia de energía?

La energía que percibimos a nuestro alrededor parece tener muchas formas. El fuego arde, las gomas elásticas se rompen, las linternas se encienden y brillan, los objetos se caen y las cosas parecen estar calientes, frías o a la temperatura adecuada. Con tantas cosas en marcha, ¿cómo podemos averiguar qué formas de energía tienen estas cosas y acontecimientos? Tras cientos de años de observación y experimentación, la ciencia ha clasificado la energía en dos formas principales: energía cinética y energía potencial. La energía cinética se define como la energía de un objeto en movimiento.  Un balón de fútbol lanzado, un automóvil a gran velocidad, un corredor de maratón o una roca que cae de un acantilado son ejemplos de objetos que tienen energía cinética.

La energía potencial se define como la energía asociada a la disposición de un sistema de objetos que ejercen fuerzas entre sí.  La energía potencial se almacena o se libera cuando la disposición de los objetos y/o las fuerzas que ejercen unos sobre otros cambian de alguna manera. Los sistemas de objetos, desde los átomos hasta los planetas, pueden disponerse de muchas maneras, lo que da lugar a muchas formas de energía potencial: energía química, elástica, eléctrica (electromagnética), gravitatoria, nuclear y térmica.