Energía – Transformación y Termodinámica
Como ya hemos estudiado con anterioridad la energía es la capacidad que posee un cuerpo para producir trabajo. El reloj cuando tiene cuerda realiza el trabajo de mover la maquinaria. Posee por lo tanto energía.
Una pila eléctrica tiene energía, la cual utiliza por ejemplo para hacer funcionar un magnetófono o encender una lámpara.
Nosotros también poseemos energía. La empleamos en realizar las funciones vitales, en movernos o en hacer cualquier otro trabajo. Nuestra energía procede de los alimentos que tomamos.
La energía se presenta bajo distintas formas: cinética (movimiento), potencial (altura), eléctrica (circulación de electrones), radiante (sol), calorífica (movimiento de moléculas), química (alimentos), atómica (ruptura o unión de cientos de núcleos atómicos). En ciertas condiciones, unos tipo de energía pueden transformarse en otros.
Transformación de la materia y de la energía
Materia y energía no son conceptos independientes; se encuentran relacionados entre sí. Según demostró Einstein, la materia puede ser transformada en energía. La desaparición de una pequeña cantidad de materia da origen a una fabulosa cantidad de energía. La energía liberada es igual al producto de la masa por el cuadrado de la velocidad de la luz, o lo que es lo mismo la famosa ecuación de Albert Einstein denominada teoría de la relatividad:
E = m . c2
En condiciones normales, este proceso no se produce.
La energía, al igual que la materia no se crea ni se destruye este es el primer principio de la termodinámica.
Esta se cumpla tanto para los seres vivos como para los inertes. La energía que poseen pasa bajo distintas formas de unos a otros, pero en ningún caso puede destruirse o desaparecer. Así nuestra energía muscular (química) pasa a energía cinética cuando montamos en bicicleta. Pero no toda la energía que consume un sistema en realizar un determinado trabajo se convierte en ese trabajo. Parte se pierde o desaprovecha en forma de calor.
En un sistema aislado (que no reciba energía libre del exterior) va disminuyendo constantemente el grado de organización siendo este el segundo principio de la termodinámica.
Como consecuencia de esta desorganización progresiva la energía que posee el sistema se va degradando y pasa a ser inaprovechable. Se llama entropía a una magnitud que mide el desorden o desorganización de un sistema.
Así, considerando el sistema formado por dos depósitos que contienen agua distinto nivel se produce un trabajo al pasar el agua. Pero la diferencia de nivel indica el orden del sistema, y al disminuir y anularse, disminuye y se anula el trabajo producido.
Termodinámica de los sistemas abiertos
Al existir intercambios de materia y energía entre el sistema abierto y el exterior, su entropía se estabiliza o disminuye. Los estudios del ruso, Premio Nobel de química Ilya Prigogine indican como se puede incluso aumentar la organización.
Considera que son “estructuras y disipativas” que, a través de inestabilidades sucesivas pueden dar origen a tipos de organización más complejos con menor entropía.
Así, el huevo que ponemos en una incubadora posee una organización. Tras 21 días saldrá un pollito con una organización muy superior y menor entropía, por tanto.
Al llegar a la muerte, los intercambios cesan, la entropía y la desorganización crecerán.
