Ley de conservación y transformación de la energía
Existe diferencia entre fuentes y formas de energía y no siempre son utilizados estos términos con rigurosidad. Al hablar de fuentes de energía nos referimos a de dónde proviene la energía que utilizamos, lo que se diferencia de las formas de energía estudiadas, que son los tipos básicos en que se manifiesta.
Ejemplo : Transformaciones de energía
Cuando analizamos la energía hidráulica, la fuente de energía es el caudal de agua que producto a un desnivel en el terreno provoca que el agua caiga. En las hidroeléctricas se transforma la energía potencial del agua en energía cinética del eje de las turbinas hidráulicas para producir finalmente electricidad.
En el caso de la energía solar, la fuente es el Sol y la forma de energía es radiante, que mediante las celdas solares se transforma en energía eléctrica. Si nos referimos a la energía eólica, la fuente es el viento y la energía que hace mover las aspas del generador eólico es de tipo cinética que se transforma en eléctrica.
Siempre que se producen cambios se ha puesto en juego cierta cantidad de energía. Al producirse los cambios, la energía se transmite de un cuerpo a otro, o de una parte a otra del mismo cuerpo y además se transforma de un tipo en otro.
Al analizar cualquier transformación de energía en la naturaleza se cumple una regularidad: siempre que "desaparece" energía en una de sus formas "reaparece" en otra. Veamos un ejemplo:
Estudio de caso : Lanzamiento de una pelota
Cuando se lanza una pelota verticalmente hacia arriba, en el instante de ser lanzada, la energía cinética es máxima y la potencial es cero. A medida que la pelota sube va perdiendo velocidad y como consecuencia la energía cinética va disminuyendo, mientras que la energía potencial va en aumento pues la altura es cada vez mayor. En el instante que alcanza su altura máxima, la energía potencial es máxima mientras que la cinética tiene valor cero. Toda la energía cinética se ha transformado en energía potencial gravitatoria.
Durante la caída de la pelota ocurre el proceso inverso, la energía potencial va desapareciendo y al mismo tiempo apareciendo en forma de energía cinética. En el instante en llega al nivel cero de energía potencial toda la energía potencial gravitatoria se ha transformado en energía cinética.
Ley de transformación y conservación de la energía
La energía cambia constantemente de forma, se transmite de unos cuerpos a otros, pero no desaparece. Esta idea es la esencia de una de las leyes fundamentales relativas a la naturaleza.
Una aparente contradicción
En múltiples ocasiones, parece que la energía se pierde, desaparece, sin embargo un estudio detallado de lo que ocurre realmente, nos permite afirmar que la energía se conserva.
Al lanzar una pelota de goma contra el piso observamos que al rebotar no llega exactamente al mismo lugar desde donde se lanzó. ¿Significa que la energía ha desaparecido? Si no es así, ¿dónde está?
Lo sucedido no significa que se ha perdido parte de la energía que se le imprimió a la pelota, lo que realmente ocurre es que esta diferencia de energía se ha transmitido a otros cuerpos y se ha transformado en otros tipos de energía.
Durante su movimiento, la pelota va desplazando cierta cantidad de aire, comunicándole movimiento. Por otra parte, cuando la pelota choca con el piso se comprime y luego se dilata nuevamente, estos son cambios que necesitan energía para que se produzcan. También hay cambios de temperatura, en la pelota y en la mano. Esto significa un aumento de la energía cinética de las partículas que forman la pelota y del aire en su interior. Si hiciéramos un análisis más detallado, nos percataríamos de otras formas en que reaparecería parte de la energía, que al parecer había desaparecido.
