La Energía

COLEGIO PUREZA DE MARÍA

LA ENERGÍA

Biología

Autores: Arauz Lourdes, Cassino Naderith, Moreno Roberto, Ortiz Chantal y Villareal Shariam

08/03/2013

“La ciencia se compone de errores, que a su vez, son los pasos hacia la verdad.” Julio Verne

Introducción

Los humanos con el pasar de los tiempos han expresado su necesidad por contar con fuentes de energía que de una forma u otra se vuelve esencial para nuestra vida diaria. El sol constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este sistema planetario por lo tanto suministra la energía básica para algunas funciones vitales. Con la evolución de nuestras civilizaciones han surgido nuevas necesidades energéticas. La primera fuente de energía sobre la que tuvo dominio el hombre fue el fuego la que le permitió. El combustible, que permitía disponer del fuego era, en este caso, la madera y el carbón. Las demandas de energía aumentaron considerablemente a medida que se avanzaba en la industrialización de la sociedad. El advenimiento de las máquinas de vapor produjo una explosión en el uso y explotación de carbón, y con el descubrimiento de la electricidad se encontró en la energía de los ríos un invaluable recurso natural que tiene, además, la virtud de ser inagotable. El hallazgo del petróleo permitió el desarrollo eficiente de los motores de combustión interna los cuales se han convertido en el mecanismo de locomoción más usado hoy en día.

La mayoría de las necesidades energéticas mencionadas no son esenciales para la sobrevivencia del ser humano pero con el pasar de los años se fue convirtiendo en una parte inseparable de nuestra vida cotidiana y es difícil tener un modo de vida distinto al que estamos acostumbrados sin comodidades.

¿Qué es la energía?

6.1

La energía se define como la capacidad de realizar trabajo. Los científicos definen trabajo como una fuerza que actúa sobre un objeto que hace que este se mueva. Los objetos sobre los cuales actúa la energía no siempre son fáciles de ver o incluso de medir.

La energía química impulsa toda la vida en la Tierra. Los “objetos” en al energía determinan en la posición de los electrones en los átomos y sus interacciones entre electrones cambian, se forman las moléculas, o bien, se desintegran, y se almacena o se libera la energía. Las células sintetizan moléculas proteicas especializadas que pueden alargarse o reducirse, haciendo que la célula se mueva.

Hay dos tipos de energía: energía cinética y energía potencial.

Energía cinética: es la energía de movimiento, e incluye la luz, el calor, la electricidad y el movimiento de objetos grandes.

Energía potencial: incluye la energía química almacenada en los enlaces que mantienen a los átomos unidos en las moléculas.

En las condiciones adecuadas, la energía cinética se puede transformar en energía potencial y viceversa. Para entender el flujo y el cambio de energía, necesitamos saber más acerca de las propiedades y el “comportamiento” de la energía, que se describen en las leyes de la termodinámica.

Las leyes de la termodinámica describen las propiedades básicas de la energía.

Las leyes de la termodinámica describen mi magnitud y la calidad de la energía.

La primera ley de la termodinámica establece que la energía no puede crearse ni destruirse mediante procesos ordinarios. Sin embargo, la energía si puede cambiar de forma. Si tienes un sistema cerrado, donde no puedan entrar ni salir energía o materia, y si puedes medir la energía en todas sus formas tanto antes como después de que ocurra el proceso especifico, encontrarías que la energía total antes y después del proceso se mantiene sin cambio. Por lo tanto, la primera ley también se conoce como ley de conservación de la energía.

La segunda ley de la termodinámica establece que, cuando la energía se convierte de una forma a otra, disminuye la cantidad de energía útil. Esta ley también nos dice algo acerca de la organización de la materia. La energía útil suele almacenarse como materia muy ordenada, y siempre que la energía se usa dentro de un sistema cerrado, hay un incremento general en la aleatoriedad y en el desorden de la materia.

Esta tendencia hacia una pérdida de complejidad, orden y energía útil, así como hacia un aumento en la aleatoriedad, el desorden y la energía menos útil, se domina entropía. Para contrarrestar esta se requiere que la energía ingrese a un sistema desde una fuente externa.

Cuando el célebre científico de Yale George Evelyn Hutchinson dijo: “El desorden se extiende por el Universo y la vida es lo único que lucha contra el”, estaba haciendo una elocuente referencia a la entropía y la segunda ley de la termodinámica. Por desgracia, la Tierra no constituye un sistema cerrado, de manera que la vida como la conocemos depende de una constante infusión de energía proveniente de una fuente que se encuentra a 150 millones de kilómetros de distancia.

Los seres vivos utilizan la energía de la luz solar para crear las condiciones de baja entropía de la vida. Si pensamos en la segunda ley de la termodinámica, nos preguntamos cómo es que después de toda la vida puede existir. Si todas las reacciones químicas, incluso las que se efectúan energía utilizable, y si la materia tiende hacia mayor aleatoriedad y desorden. ¿Como pueden los organismo acumular la energía utilizable y las moléculas tan ordenadas que caracterizan a los seres vivos? La respuesta es que las reacciones nucleares que se efectúan en el Sol producen energía en forma de luz solar, que es un proceso que también ocasiona enormes incrementos en la entropía como calor. En la tierra los seres vivos utilizan un suministro continuo de energía solar para sintetizar moléculas complejas y mantener estructuras ordenadas para: “luchar contra el desorden”. Los sistemas altamente organizados, bajos en entropía, que caracterizan la vida no violan la segunda ley de termodinámica, ya que se logran mediante un flujo continuo de energía utilizable del Sol. Las reacciones solares que proveen la energía utilizable aquí en la Tierra causan una considerable pérdida de tal energía proveniente del Sol, el cual a final de cuentas se extinguirá. Puesto que la energía solar que permite la vida en la Tierra tiene un enorme incremento neto en la entropía solar, la vida no viola la segunda ley de la termodinámica

¿Cómo influye la energía en las reacciones químicas?

6.2

La reacción química se conoce como el proceso mediante el cual se forman o rompen enlaces químicos que

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