Download Contenido

ENERGÍA
A nuestro alrededor percibimos el desplazamiento de autobuses, el crecimiento de
personas y animales, etc., todo esto sucede debido a que la energía es una fuente
común para que se realicen, por tanto:
Energía: es la fuerza capaz de
provocar un cambio en la
materia. Existen dos principales
clases de energía: la cinética y la
potencial.
La energía cinética de un
cuerpo, es una energía que
surge en el fenómeno del
movimiento, en la figura se
muestra a un cuerpo en
movimiento.
La energía potencial es energía
que mide la capacidad que tiene
dicho sistema para realizar un
trabajo en función exclusivamente de su posición, en la figura se muestra al patinador
en reposo, es decir existe alguna energía que puede realizar dicho sistema.
Características y manifestaciones:
La energía está en constante transformación, pasando de unas formas a otras; por
ejemplo, un volcán en erupción transforma la energía interna de sus rocas fundidas en
energía térmica. Las diferentes manifestaciones de energía son:
Energía calorífica: la que se encuentra interna en un cuerpo debido a la energía
cinética de sus moléculas.
Energía Solar
Energía eólica: se crea debido al desplazamiento del aire en
la atmósfera.
Energía eléctrica: se manifiesta cuando los electrones
fluyen de un lugar a otro a través de un conductor; se
obtiene a través del movimiento de una turbina por la
fuerza que genera la caída de agua proveniente de una
presa.
Energía química: se obtiene por medio de una reacción
química.
Energía luminosa: aquella que depende del movimiento de los fotones de luz.
Energía nuclear: se obtiene por fisión nuclear de
algunos elementos que tienen características
radiactivas, por ejemplo el Uranio.
Energía geotérmica: proviene del interior de la tierra
ya que, debido a su movimiento en el espacio,
almacena energía en su centro.
Biomasa: se obtiene al degradar desechos orgánicos, lo que genera el gas metano, el
cual sirve como combustible, su empleo no es muy conocido.
Algunos beneficios de la energía solar:
MODELOS ATÓMICOS
C
ada sustancia del universo, las piedras, el mar, nosotros mismos, los planetas y
hasta las estrellas más lejanas, están enteramente formada por pequeñas
partículas llamadas átomos. Son tan pequeñas que no son posibles
fotografiarlas. Para hacernos una idea de su tamaño, un punto de esta línea puede
contener dos mil millones de átomos.
Átomos:
Modelos atómicos y partículas subatómicas
Hipótesis atómica de Dalton
R
ealizó el primer postulado científico de la existencia del átomo,
afirmando que las plantas, la comida, la ropa, etc., no son
continuos; todo está formado por pequeñísimas partículas, que
Dalton llamó átomos (que significa indivisible). Irónicamente creeríamos
que el mundo es continuo, pero no lo es. En 1807 John Dalton enunció la
teoría atómica para explicar las leyes de las combinaciones químicas
estableciendo lo siguiente:
1. Los elementos están constituidos por partículas pequeñísimas, indivisibles
denominadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí,
tienen masa e idénticas propiedades físicas y químicas,
pero son distintos de los átomos de otros elementos.
3. Átomos de distintos elementos se combinan entre sí para
formar un compuesto.
4. Los átomos del mismo elemento pueden unirse en
diferentes proporciones para formar más de un
compuesto.
Electrón y modelo atómico de Thomson
U
na vez reconocido el átomo, continuaba siendo un misterio la naturaleza
eléctrica del mismo, por lo cual se concluyó que se podía dividir. El electrón fue
la primera partícula subatómica identificada. En 1838, Michael Faraday, realizó
un experimento con un aparato denominado “tubo de rayos catódicos”, el cual estaba
constituido por un bulbo conectado a una fuente de energía, con un cátodo y un
ánodo; llenaba el tubo con gas a baja presión, pero no llegó a observar algo.
En 1874, Williams Crookes mejoró el sistema de
vacío; al pasar la corriente eléctrica, observó
unos rayos de luz que viajaban del cátodo
(electrodo negativo) al ánodo (electrodo
positivo), a los cuales denominó “rayos
catódicos”. Desatándose una gran polémica al
respecto,
porque
algunos
intelectuales
consideraban que se trataba de un nuevo tipo
de energía o de partícula subatómica.
Fue hasta 1897 cuando Joseph John Thomson despejó la duda al hacer
varias observaciones en un tubo catódico con diferentes sustancias.
Afirmó que el tipo de gas con que se llene el tubo no se relaciona con
el hecho de que los rayos viajen del cátodo al ánodo; más bien, este
tipo de partículas está presente en toda la materia,
independientemente de que se trate. Además, experimentó
colocando el tubo en un campo magnético durante el trayecto de los
rayos catódicos al ánodo, descubriendo que estos se desviaban hacia
el polo positivo del campo, concluyendo:
“Los electrones son las partículas con carga negativa, atraídas por los polos positivos”.
Introduce la idea de que el átomo puede dividirse en las llamadas partículas
fundamentales:
1. Electrones, con carga eléctrica negativa, atraídas por los
polos positivos.
2. Protones, con carga eléctrica positiva, atraídos por los
polos negativos.
3. Neutrones, sin carga eléctrica y con una masa mucho
mayor que la de electrones y protones.
Thomson considera al átomo como una gran esfera con
carga eléctrica positiva (en la cual se distribuyen los
electrones como pequeños granitos, de forma similar a las
semillas de una sandía.
Las insuficiencias del modelo son las siguientes:
El átomo no es sólido ni compacto como suponía Thomson, es prácticamente hueco y
el núcleo es muy pequeño comparado con el tamaño del átomo, según demostró E.
Rutherford en sus experiencias:
Protón, rayos canales, radiactividad y modelo atómico de Rutherford
P
ara Ernest Rutherford, el átomo era un sistema planetario de
electrones girando alrededor de un núcleo atómico pesado y con
carga eléctrica positiva.
El modelo atómico de Rutherford puede resumirse de la siguiente
manera:
“El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene
casi toda la masa del átomo”.


Los electrones giran a grandes distancias alrededor del núcleo en órbitas
circulares.
La suma de las cargas eléctricas negativas de los electrones debe ser igual a
la carga positiva del núcleo, ya que el átomo es eléctricamente neutro.
Rutherford, no solo dio una idea de cómo estaba
organizado un átomo, sino que también calculó
cuidadosamente su tamaño (un diámetro del
orden de 10-10 m) y el de su núcleo (un diámetro
del orden de 10-14m).
El hecho de que el núcleo tenga un diámetro,
unas diez mil veces menor que el átomo supone
una gran cantidad de espacio vacío en la
organización atómica de la materia.
Para analizar cuál era la estructura del átomo, Rutherford diseñó un experimento:
El experimento consistía en bombardear una fina lámina de oro con partículas alfa
(núcleos de helio), observa la figura, de ser correcto el modelo atómico de Thomson, el
haz de partículas debería atravesar la lámina sin sufrir desviaciones significativas a su
trayectoria.
Rutherford observó que un alto porcentaje de partículas atravesaban la lámina sin
sufrir una desviación apreciable, pero un cierto número de ellas era desviado
significativamente, a veces bajo ángulos de difusión mayores de 90 grados.
Tales desviaciones no podrían ocurrir si el modelo de Thomson fuese correcto.
El neutrón y los experimentos de Chadwick
E
n 1932, Chadwick alumno de Rutherford, realizó un
descubrimiento fundamental en el campo de la ciencia
nuclear, descubrió la partícula en el núcleo del átomo que
pasaría a llamarse “neutrón”, ésta partícula no tiene carga
eléctrica.
En contraste con el núcleo de helio (partículas alfa) que está
cargado positivamente y por lo tanto, son repelidas por las
fuerzas eléctricas del núcleo de los átomos pesados, esta nueva herramienta para la
desintegración atómica no necesitaba sobrepasar ninguna barrera electrónica, siendo
capaz de penetrar y dividir el núcleo de los elementos más pesados.
De esta forma, Chadwick allanó el camino hacia la fisión del uranio 235 y hacia la
creación de la bomba atómica.