El concepto de energía surgió en la búsqueda de los Físicos por determinar qué propiedades se conservan en los cuerpos tras las transformaciones. Se encuentra íntimamente ligado al concepto de trabajo.
Energía es la capacidad que tiene un cuerpo o sistema físico de producir trabajo.
Relación Energía - Trabajo
Como hemos dicho anteriormente la energía y el trabajo se encuentran íntimamente relacionados. Mientras que la energía representa la capacidad de los cuerpos de producir un trabajo, es decir, una transformación en ellos mismos o en el entorno, el trabajo representa el proceso de transformación en sí.
Energía y trabajo se encuentran relacionados a través de la siguiente expresión:
Donde:
- W: Trabajo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el Julio (J)
- ∆E, Ef, Ei: Incremento de energía, energía final y energía inicial del proceso respectivamente. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el Julio (J)
Como puede observar el trabajo y la energía se miden en Julios. Por otro lado, a través del trabajo se transforma la energía del cuerpo:
- El cuerpo gana energía => Ef > Ei => Trabajo positivo => Se realiza trabajo sobre el cuerpo.
- El cuerpo pierde energía => Ef < Ei => Trabajo negativo => El cuerpo realiza trabajo sobre el sistema.
- El cuerpo ni gana ni pierde energía => Trabajo nulo => No se realiza ni se recibe trabajo.
Características de la Energía
La energía de un sistema o cuerpo físico cuenta con las siguientes características:
- La cantidad de energía se conserva en cualquier proceso. Permanece constante.
- Es necesaria para que el sistema pueda realizar transformaciones ya sea sobre sí mismos o sobre otros cuerpos.
- Existen diversos tipos de energía. Se puede convertir de un tipo a otro.
Tipos de Energía
Existen distintas clasificaciones posibles para la energía, según los aspectos en los que nos fijemos: eólica, solar, nuclear, calorífica, renovable, etc. Sin embargo en Física se considera que existen 3 categorías fundamentales y la energía de un cuerpo o sistema puede pertenecer a uno solo o varios de las siguientes:
- Energía interna: Debida a la composición y al estado del cuerpo
- Energía cinética: Debida al estado de movimiento del cuerpo
- Energía potencial: Debida a la posición que ocupa un cuerpo en un campo de fuerzas
Por otro lado, podemos hacer una clasificación de tipo práctico, según el tipo de fuerzas implicadas o la forma de almacenamiento de la energía:
| Tipo de energía | Fuerzas implicadas o forma de almacenamiento |
|---|---|
| Mecánica |
Energía cinética: Asociada al movimiento de los cuerpos o sistemas Energía potencial: Asociada a las fuerzas mecánicas: gravitatoria y elástica |
| Electromagnética |
Energía de la corriente eléctrica y del campo electromagnético Asociada a las fuerzas eléctrica y magnética |
| Luminosa o radiante |
Asociada al transporte de la radiación electromagnética Energía de la luz visible y no visible |
| Térmica |
Asociada a la agitación interna molecular Asociada al concepto de temperatura |
| Química |
Energía de los enlaces químicos Aparece en las reacciones químicas |
| Nuclear |
Energía de cohesión interna de los núcleos Aparece en las reacciones nucleares |