Energética para niños
La energética es el estudio científico de cómo la energía se transforma, se mueve y se guarda. La energía está presente en todo, desde las partículas más pequeñas hasta los grandes sistemas como la biosfera (donde vivimos) y el espacio. Por eso, la energética es un campo muy amplio que se relaciona con otras ciencias como la termodinámica, la química, la biología y la ecología.
Contenido
¿Qué busca la energética?
La energética busca entender los principios que explican cómo la energía cambia. Esto incluye tanto la energía que usamos de forma útil como la que se pierde en el proceso.
¿Qué son los principios en ciencia?
En ciencia, un "principio" o "ley fundamental" es algo que siempre ocurre de la misma manera, sin importar cuándo o quién lo observe. Para que algo sea considerado una ley fundamental, la mayoría de los científicos deben estar de acuerdo con ello.
El objetivo principal de la energética es descubrir estas leyes fundamentales. Algunos científicos, como Reiser, han sugerido que las leyes de la termodinámica podrían ser consideradas leyes de la energética. Si esto es así, la energética nos ayudaría a predecir con precisión cómo la energía se transforma y se almacena en cualquier escala, desde lo muy pequeño (nano) hasta lo muy grande (macro).
Un vistazo a la historia de la energética
La historia de la energética tiene diferentes puntos de vista. Algunos creen que sus ideas iniciales vienen de la Grecia antigua, y que las matemáticas comenzaron a usarse con los trabajos de Leibniz. Otros, como Richard de Villamil, dicen que William John Macquorn Rankine formuló la ciencia de la energética en 1855.
Científicos como Ostwald y Ernst Mach continuaron desarrollando este estudio. A principios del siglo XX, Alfred Lotka intentó conectar la energética con la teoría de la evolución. Él sugirió que la selección natural favorece los procesos que maximizan el flujo de energía útil. Esta idea fue muy importante para los estudios de energética ecológica, especialmente para Howard Thomas Odum.
En 1928, De Villamil propuso una forma de entender la mecánica (el estudio del movimiento y las fuerzas) dividiéndola en dos partes:
- Energética: La ciencia de la energía.
- Dinámica: La ciencia del momento (relacionado con el movimiento de los objetos).
Según Villamil, la energética se enfoca en cómo la energía se comporta, mientras que la dinámica se centra en el movimiento de las partículas.
Principios clave de la energética
Los principios de la energética incluyen las cuatro leyes de la termodinámica, que describen cómo se comporta la energía. Sin embargo, el lugar exacto de estas leyes dentro de la energética es un tema de debate.
Howard Thomas Odum, conocido por sus estudios sobre ecosistemas ecológicos, propuso principios adicionales. Él creía que la energía tiene una especie de "jerarquía" o niveles de calidad.
Es importante saber que las primeras cuatro leyes (las de la termodinámica) están comprobadas por experimentos y son aceptadas por la mayoría de los científicos. Los principios adicionales propuestos por Odum, aunque interesantes, aún no han sido probados de forma experimental y no son tan reconocidos.
Las cuatro leyes de la termodinámica
- Principio cero de la energética: Si dos sistemas (A y B) tienen la misma temperatura, y B también tiene la misma temperatura que un tercer sistema (C), entonces A y C también tienen la misma temperatura. Es como decir que si dos cosas están en equilibrio de temperatura con una tercera, están en equilibrio entre sí.
- Primer principio de la energética: La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Esto significa que la energía total en un sistema aislado siempre se mantiene igual. Si un sistema gana energía, es porque la tomó de otro lugar, y si la pierde, es porque la entregó a otro.
- Segundo principio de la energética: En cualquier sistema aislado, el desorden (llamado entropía) tiende a aumentar con el tiempo. Esto significa que la energía útil tiende a dispersarse y volverse menos disponible para hacer trabajo.
- Tercer principio de la energética: A medida que un sistema se enfría y se acerca a la temperatura más baja posible (el cero absoluto), todos los procesos se detienen y el desorden del sistema alcanza su valor mínimo.
Principios adicionales propuestos por H.T. Odum
- Cuarto principio de la energética: Hay dos ideas principales para este principio:
* Algunos consideran las relaciones recíprocas de Onsager (que describen cómo se relacionan diferentes flujos en un sistema) como la cuarta ley de la termodinámica y, por lo tanto, el cuarto principio de la energética. * En la energética ecológica, H.T. Odum propuso el principio de máxima potencia. Esto significa que los sistemas que sobreviven y prosperan son aquellos que pueden capturar y usar la energía de la manera más eficiente posible.
- Quinto principio de la energética: La calidad de la energía aumenta en una jerarquía. Odum sugirió que las transformaciones de energía forman una serie de niveles, donde la energía se vuelve de mayor "calidad" a medida que se transforma. Por ejemplo, la energía del sol se transforma en plantas, luego en animales, y en cada paso, la energía se concentra y se vuelve más valiosa para el sistema.
- Sexto principio de la energética: Los ciclos de la materia (como el ciclo del agua o del carbono) también tienen patrones jerárquicos. Esto se puede medir por la relación entre la "emergía" (una medida de la energía que se necesitó para producir algo) y la masa. Los materiales que son más fáciles de reciclar suelen tener una mayor relación emergía/masa.
Véase también
En inglés: Energetics Facts for Kids
