LA MATERIA Y LA ENERGÍA

1.- LOS SISTEMAS MATERIALES 

Todos los objetos que nos rodean son materiales: las paredes, los muebles, las plantas, los animales, las piedras, las rocas, el aire, el mar el Sol, la Luna, etc., son materia.

La materia presenta 3 propiedades:

- Tiene dimensiones.

- Presenta inercia.

- Es la causa de la gravedad.

2.- ESCALAS DE OBSERVACIÓN

2.1.- ESCALAS DE OBSERVACIÓN MACRO Y MICROSCÓPICA

Al mirar a nuestro alrededor, la escala de tamaños que percibimos es muy limitada y se llama Escala de observación macroscópica (Insectos, nubes, etc.).

El mundo material al que no pueden acceder nuestros ojos constituye la Escala de observación microscópica (Células, átomos, moléculas, etc.).

Los fenómenos macroscópicos que ocurren en la naturaleza están determinados por los fenómenos microscópicos que ocurren en su interior.

2.2.1.- NOTACIÓN CIENTÍFICA (I)

El estudio de la materia permite enmarcar el universo conocido en una escala de tamaños y distancias cuyos límites inferior y superior se establecen, respectivamente, en:

- 0,000 000 000 000 001 m: tamaño aproximado del núcleo de un átomo.

- 100 000 000 000 000 000 000 000 000 m: diámetro estimado del Universo actual.

Para simplificar la escritura y la lectura de estos números, se utiliza la llamada notación científica, que consiste en escribirlos como potencias de diez.

En la siguiente escena puedes ver cómo se expresa un número como potencias de diez:

3.- LA ENERGÍA COMO PROPIEDAD DE LOS SISTEMAS MATERIALES

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o realizar un trabajo, de modo que, a medida que un cuerpo o un sistema transfiere calor o realiza un trabajo, su energía disminuye. Se mide en julios (J) en el Sistema Internacional de unidades.

El calor es la energía que se transfiere entre dos cuerpos como consecuencia de su diferencia de temperatura. Siempre pierde energía el cuerpo más caliente y la gana el más frío.

El agua está a mayor temperatura que el hielo y le cede energía (calor).

Se realiza trabajo sobre un cuerpo o sistema material cuando éste se desplaza bajo la acción de una fuerza que actúa total o parcialmente en la dirección del movimiento

El atleta ejerce una fuerza en la dirección en que quiere mover las pesas. Está realizando trabajo.

4.- VARIACIÓN DE LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS MATERIALES

Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.

La variación de energía puede producirse de dos maneras:

• Como una transferencia de energía de un sistema material a otro.


• Como la transformación de una forma de energía en otra dentro de un mismo sistema material.

La energía puede transformarse de unas formas en otras o transferirse de unos cuerpos a otros, pero en conjunto, permanece constante.

5..- TIPOS DE ENERGÍAS

Según cuál sea el proceso por el que los cuerpos obtienen la capacidad para realizar trabajo o para transferir energía como calor, la energía se denomina de una u otra manera. Las formas en que se puede manifestar la energía son:

• Energía cinética
• Energía potencial
• Energía eléctrica
• Energía electromagnética
• Energía química
• Energía térmica
• Energía nuclear

6.- LA TIERRA: UN SISTEMA MATERIAL EN CONTINUO CAMBIO

La Tierra constituye un sistema material abierto, ya que intercambia materia y energía con el espacio exterior.

• La atmósfera terrestre deja escapar continuamente moléculas al exterior y recibe micrometeoritos (materia). Sin embargo, en el transcurso del tiempo, la masa del planeta ha permanecido prácticamente constante.


• De toda la energía solar que recibe la Tierra, sólo el 51 % llega hasta la superficie y es responsable de la mayoría de los cambios que tienen lugar en ella.

Los cambios que se producen en nuestro planeta son de diferente naturaleza:

• El relieve se modifica debido a la acción del viento y el agua, activados por la energía solar.
• La energía que emplean los seres vivos procede del Sol.
• La atmósfera ha sufrido alteraciones en su composición, debido básicamente a la acción de los seres vivos.
• En el interior de la Tierra existe energía responsable de algunos procesos geológicos: volcanes, terremotos, formación de cordilleras y cambio de posición de los continentes.