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23 de diciembre de 2012

La energia

Empezaremos por el principio:

La física es el apartado de la ciencia que estudia las interacciones entre energía, materia, tiempo y espacio.

Vamos a conocer estos cuatro términos.

Energía: la definición en física de energía dice que esta es la capacidad para realizar un trabajo. Es decir, a mas energía mas trabajo podrás realizar. Por leyes de la física, la materia contiene energía. 

En muchas ocasiones, esta energía se desprende de la materia mediante variados procesos de desintegración.

File:Beta-minus Decay.svgPor ejemplo, cuando un núcleo atómico sufre una desintegración beta(para igualar el numero de protones y neutrones en un núcleo atómico), un neutron se convierte en un protón, dejando ir un electrón y un antineutrino. Aquí también se desprende energía juntamente con estas partículas.

Resumiendo, a veces, las partículas necesitan convertirse en otras diferentes mediante la desintegración. En estos procesos, se desprende una cantidad de energía.


Aquí entra en juego algo que muchos conoceréis: E=mc2. Esta formula forma parte de la famosa ``teoría de la relatividad´´ de Einstein. Esta formula establece que la energía y la masa son formas distintas de un mismo concepto. Si esto es cierto, se puede calcular la energía contenida por un cuerpo simplemente sabiendo su masa. Vamos a conocer mas a fondo esta formula:


En esta formula, la E representa la energía que contiene el cuerpo(expresada en joules). m es la masa de este cuerpo (en kg), y c2 es el factor de conversión de la materia en energía  que es igual a la velocidad de la luz (300.000.000m/s*) al cuadrado ( en m/s).

Por ejemplo, pongamos que queremos calcular la energía que contiene un kilo de agua. Pues bien, la formula seria:

E= 1 * (300.000.000)2
E= 90.000.000.000.000.000 joules

Como podemos ver, en un espacio muy pequeño de masa se encuentra una cantidad muy enorme de energía.

Pero hay un PROBLEMA.

Como hemos visto antes, en la desintegración beta, aparte de producirse energía también se producen otras partículas. Y también sabemos que estas partículas que se producen contienen aun mas energía, es decir, que en un proceso de desintegración común no se libera toda la energía que contiene el cuerpo.

Por ejemplo: Pongamos que queremos sacar el toda agua que hay en un globo, pero dentro de este globo hay  un litro de agua y dos globos mas pequeños con mas agua dentro. Al petar el globo, se caerá al suelo el litro de agua que estaba fuera de los globitos. Pero el agua de los globitos continuara dentro de ellos. Es decir, solo habremos sacado una parte del agua total del globo.
Eso es lo que pasa en la física.

Solo hay una manera de extraer toda la energía que contiene un cuerpo. Es juntar lo con una cantidad idéntica de antimateria. Por ejemplo, si quisiéramos extraer los 90.000.000.000.000.000 joules de energía que hay en un litro de agua, habría que juntar lo con un litro de antiagua. Si la desintegráramos de otra manera, no conseguiríamos extraer todos los joules, sino solo una parte.



Mas adelante veremos y profundizaremos en la antimateria, pero la semana que viene hablaremos del tiempo, el espacio y su relación

Hasta el domingo que viene;

Física fácil y simple

* La velocidad exacta de la luz es de 299.792.458 m/s, pero lo he aproximado para redondear.