¿Qué es la energía?
Y otra cosa: conocemos la estructura de la materia y su forma, pero ¿cómo es la energía? Y lo más importante: ¿Qué es la energía?
4 Respuestas
A finales del s. XIX los científicos consideraban la existencia de dos tipos de entidades en los fenómenos físicos: la materia y la energía. Las leyes físicas que se usaban para explicar su comportamiento eran completamente diferentes: la mecánica newtoniana y la teoría del electromagnetismo. Las interacciones entre materia y energía se explicaban mediante la ley de Lorentz. El problema era que las leyes fallaban a velocidades comparables a la de la luz y en dimensiones tan pequeñas como los átomos.
Las relaciones de Planck-Einstein nos muestran cómo interacciona una onda electromagnética con una partícula, y lo hace como si la onda estuviese formada por partículas (fotones). En cambio, el experimento de las rendijas de Young nos muestran que la luz se comporta como una onda que interfiere. Los físicos de principios del XX tuvieron que superar los conceptos que parecían estar separados. La materia y la energía es lo mismo, no son entidades independientes sino las dos caras de la misma moneda. No hay que preguntarse cuándo la energía se convierte en materia, sino cuándo la energía se comporta como materia. Y cuándo la materia se comporta como energía.
Los átomos no "son" esféricos, esa es una idea basada en el modelo de Bohr. El modelo mecánico-cuántico especifica que podemos tener varias opciones, dependiendo del estado del átomo, definido por sus números cuánticos.
Como el Colega Mario se decidio a seguir esta pregunta que hicieron cuando yo todavia era joven... vamos a responder algo:
Un "malentendido" de toda la vida, creo que por culpa del cine y los libros de Ciencia Ficcion, es creer que "la energia es un ente por si mismo". Hablan de "Seres de energia pura"... y eso tiene menos sentido que esperar honestidad de un politico.
La energia, POR DEFINICION, es "La capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo". No puede "existir sola e independiente de la materia". Cuando "anda sola", es en forma de FOTONES... que solo interactuan cuando se incorporan a algo material: No se puede "observar un foton por el camino", sin que al menos en parte, deje de ser foton para materializarse.
Lo otro de "atomos redondos", bueno, creo que ese concepto no vale la pena ni responderlo: Los atomos son atomos, no son ni redondos ni cuadrados... esa era una idea de fines del siglo XIX... que se difunde por el erroneo concepto enseñado del Atomo de Bohr. Se enseña "porque es facil de entender"... no porque sea veridico. Cierro ese punto.
Vamos un poco adelante... y despues vuelvo atras, para dejar algunas cosas aclaradas:
Hace mas de un siglo, una matematica llamada Noether (que por años Einstein no supo que era mujer... y se asombro al enterarse: algo machista el tipo), desarrollo lo que se llama "Teorema de la Simetria". En nuestro nivel DEBEMOS ACEPTARLO. Creo que ni siquiera Einstein que lo aplico, termino de enterderlo. Ese teorema nos dice, simplificado (si esto es simple...) que "Cualquier simetria proveniente de un sistema fisico, tiene una ley de conservacion y solo una".
Cuando Einstein intentaba pasar de la Relatividad Restringida a la Relatividad General, se choco contra una pared: Tenia DOS cosas que si una se mantenia, la otra no podia mantenerse: Y eran MOMENTO DE INERCIA y ENERGIA. Lo salvo "la campana" de Noether... y eligio que "Se mantiene el MOMENTO DE INERCIA y NO la energia".
Eso hace que un objeto visto desde diferentes sistemas de referencia, pueda presentar DISTINTA MASA... Y por lo tanto DISTINTA ENERGIA: Lo que nos deja en que la "Energia", no es para nada algo absoluto... y solo se puede usar en calculos como DIFERENCIA DE ENERGIA ENTRE DOS ESTADOS, jamas, pero jamas jamas de los jamases, como "Valor absoluto".
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A la tarde sigo, porque no tengo ganas de comer pollo quemado.
Ahora con la panza llena, es otra cosa!.
Bien... como decia: Eso de "Calcular cuanto se vuelve todo energia" con le formulita E mC2, es muy relativo: Porque el valor de E obtenido, dependera del valor de la masa,... que a su vez dependera de la velocidad respecto al punto de referencia. O sea que si decimos "En cuanta energia se puede transformar este ladrillo"... tendremos un valor para nosotros en la Tierra, y otro distinto para un observador viajando a la mitad de la velocidad de la luz... y otro distinto, para otro observador... y otro mas distinto: O sea que hacer ese calculo, sirve de poco y nada.
¿Para qué es "tremendamente util" ese calculo?. Para ver la energia en juego en una reaccion de fusion o fision: Porque se toma como DIFERENCIA entre la energia inicial y la final... y nos dice "Cuanta energia podemos sacar de la fusion de 1 gramo de hidrogeno". Nada mas: todos los otros calculos que les hacen sacar los profes a los chicos en las escuelas, son solo "para hacerlos hacer numeros", y de paso, sin aclararles la relatividad de ese valor... los mal enseñan para el futuro.
Ahora volvemos atras: Siempre se dice "La formulita de Einstein" a la E mC2... pero eso es mas erroneo que creer que las vacas crecen en los arboles. Vamos por un poco de historia:
-Newton, cuando hizo sus "Leyes de la mecanica", ya se planteo solito una duda: ¿DÓNDE y COMO se almacenaba esa "Energia cinetica"?. El no supo encontrarle respuesta... pero dejo la duda planteada, que sus teorias deberian contener algun error, porque esa energia debia almacenarse de algun modo.
Muy poco despues de la muerte de Newton, Bernoulli da "en la tecla", anticipandose casi dos siglos a sus contemporaneos: Dijo "Le energia se almacena en forma de MASA en el cuerpo al moverse, y en una relacion proporcional al cuadrado de su velocidad"... o sea algo asi de E mV2,
no lo real... pero muy cerca. Claro... fue descalificado por los fisicos de su epoca, porque "nadie veia diferencia entre la masa de un carro tirado por caballos parado o con los caballos en movimiento". Logico... faltaba muchas cosas intermedias.
Pero "la formulita de Bernoulli" quedo ahi flotando... y fue rescatada por los finales del siglo XIX, luego del experimento de Michelson y Morley donde ya la estructura de la fisica antigua se caia a pedazos. La uso en su "forma moderna": E mC2 Poincare, en su "Teoria de la Relatividad"... pero lo vio todo tan revolucionario, que no se atrevio a afirmarlo, para no hacer el ridiculo como Bernoulli 150 años antes. Lo considero "un artilugio matematico util para hacer los calculos".
¿La genialidad de Einstein? Estuvo en decir "Señores: ese aumento de masa ES REAL, la energia se acumula como MASA en el cuerpo en movimiento"... y "se apodero de la formulita de Bernoulli".
Una ultima anecdota con Einstein: Sus logros no fueron faciles: Para obtener su doctorado, debio hacer CUATRO tesis. La tercera, fue justamente "La Teoria de la Relatividad". Se la rechazaron... porque "Contradecia lo dicho por grandes fisicos de la epoca". Finalmente obtuvo el doctorado por una Tesis sobre una tonteria que ni el la recordaba.
Resumiendo: La "energia" no es ningun ente fantasmagorico... es solo la capacidad de la materia para realizar algun trabajo (mecanico, electrico, calorico, o lo que sea)... y se almacena en un cuerpo, en forma de aumento de su masa. Aumento que suele ser tan pequeño, que no podemos medirlo con ningun instrumento actual... pero comprobamos que era real cuando exploto la primer bomba atomica.
Solo espero que alguien lo lea... porque la pregunta fue hecha cuando los dinosaurios campeaban por estas tierras.
La materia y la energía son una misma cosa, solo los diferencia su estado.
La estructura de la materia se conoce bastante bieny su estudio se basa en la mecánica cuántica en la cual no podemos afirmar que los átomos tengan forma definida y por tanto tampoco esférica.
La pregunta de como es la materia hay que disecionarla,: Que se espera de esa pregunta, ¿una forma esférica cubica?, que sentido tiene en la materia decir que por ejemplo un electrón es esférico (esto no es una visualización correcta pero vulgarmente se supone así), pues que no podemos penetrar dentro de esa esfera no hay más sentido que la existencia en esa forma de matria de fuerzas nucleares fuertes que impiden la penetración del electrón (hasta un punto pues es posible romperlo)
Interesante el tema ... Lo sigo