Este documento introduce los conceptos fundamentales de energía, incluyendo su definición como la capacidad de realizar trabajo, sus diferentes formas como energía potencial, cinética, térmica y otras, y leyes como la conservación de la energía. También discute temas como la clasificación de fuentes de energía renovables y no renovables, y cómo medir y calcular diferentes tipos de energía en situaciones mecánicas.

1. I. La energía, la materia y
los cambios
J. Eduardo Morales Méndez
Química III
Instituto Universitario León Felipe A.C.

2. Contenido Temático

3. OBJETIVOS A LOGRAR
 Conocer en forma teórica y experimental
algunos aspectos que rigen el comportamiento
de la energía, mediante la observación en
actividades científicas sencillas de algunas de
las propiedades, cambios y leyes que se
manifiestan en la naturaleza.
 Analizar las ventajas y desventajas de obtener
energía a partir de diferentes fuentes.

4. ¿Reconoces los tipos de energía que se presentan?
1.1.1 Noción de energía
La energía es la capacidad que tienen los
cuerpos o sistemas para realizar un trabajo

5. ¿Entonces puede haber manifestaciones de energía, en los gases,
líquidos y sólidos? ¿Cómo se logra y como podemos saber y/o
identificar si se llevo a cabo la energía?
¿Qué es la energía?

6. En el sistema internacional de unidades (SI), la unidad de energía
es el Joule, y este se define como el trabajo realizado por una
fuerza de un newton, que provoca un desplazamiento de un metro
en el sentido de la fuerza 1 J = 1N m
( trabajo = fuerza por la distancia: si le ponemos unidades a la formula tendremos T = Kg m/ s2 x m = Kg m2 / s2)
(Fuerza = masa x aceleración: si le ponemos unidades a la formula tendremos F = Kg x m/s2 )

7. ¿Cómo mido la energía?
 Cuando se levanta un cuerpo,
éste adquiere la capacidad de
realizar un trabajo al caer. Al
oprimir un resorte, éste
adquiere la capacidad de
empujar y desplazar cuerpos. Al
cargar una batería, ésta
adquiere la capacidad de mover
un motor que a su vez puede
desplazar un automóvil.
 En todos estos casos, el cuerpo,
el resorte y la batería han
adquirido algo que les permite
posteriormente realizar un
trabajo. Este algo que permite
a los cuerpos realizar un trabajo,
recibe el nombre de energía.

8. James Prescott Joule, fue quien demostró experimentalmente
la relación de calor y trabajo
James Prescott Joule (1818-1889)
Descubrió la relación entre el
calor y la energía al publicar que
una cantidad de trabajo siempre
produce una cantidad particular de
calor, como si no fueran más que
dos formas de una misma realidad.
Entonces, el calor es una forma de
energía.
Aparato desarrollado por Joule

9. CARACTERÍSTICAS Y MANIFESTACIONES DE LA ENERGÍA
Desde la óptica de la Física clásica, la
energía se puede estudiar en sus
principales manifestaciones
ENERGÍA POTENCIAL ENERGÍA CINÉTICA
Es la energía
almacenada que posee
un cuerpo en virtud de
su posición o condición.
Es la energía que posee
un cuerpo debido a su
movimiento

10. CARACTERÍSTICAS Y MANIFESTACIONES DE LA ENERGÍA
Con el desarrollo del pensamiento ecológico y la
sustentabilidad, La energía se clasifica como recurso
natural en:
Energía no
renovable
Energía renovable
- Petroleo
- Carbón
- Gas natural
- Energía nuclear
de fisión, que
utiliza uranio o
plutonio
- Solar
- Eólica
- Geotérmica
- Hidráulica
- Maremotriz
- Biomasa
- Energía nuclear
de fusión

11. ¿Las energías antes mencionadas, las puedes agrupar en cinéticas
y potenciales, de acuerdo a la concepción de Física?

12. La energía mecánica está formada
por la energía cinética y potencial.

14. Ejemplo de aplicación:
¿Cuál es la energía cinética de un automóvil de 1400 Kg
que se mueve a una rapidez de 50 m/s ( 180 Km/h)?
DATOS FORMULA
m= 1400 Kg Ec = ½ m v2
v = 50 m/s
Ec = ? SUSTITUYENDO VALORES:
Ec = ½ ( 1,400 Kg) ( 50 m/s)2
Ec = ½ ( 3,500,000 Kg m2 / s2)
Ec = 1,750,000 Kg m2 / s2
RESULTADO:
Ec = 1,750,000 J

15. Ejercicios de reforzamiento
¿Cuál es la energía cinética de un cuerpo de
0.009 Kg si su velocidad es de 420 m/s?
a)793.8 J b) 900.5 J c) 650.3 J d) 4 000 J
Determina la velocidad de un cuerpo cuya
masa es de 4 Kg y su energía cinética es de
340 J.
a)15 m/s b)20.5 m/s c)13.03 m/s
d) 3.03 m/s

17. La gravedad (g) se expresa como 9.8 m / s2

18. Ejemplo de aplicación:

20. Principio de conservación de la energía
- La energía no se crea ni se destruye sólo se transforma.
Conservación de la energía mecánica
- Si sobre un cuerpo en movimiento sólo actúan fuerzas conservativas, la
suma de su energía cinética y su energía potencial permanece constante y se
llama Conservación de la energía mecánica

21. Ejemplo de la conservación de la energía mecánica

22. Ejemplo de aplicación
¿Cuál es la energía mecánica de un cuerpo de 2 Kg
que se deja caer desde una cierta altura y alcanza
una velocidad de 20 m/s, cuando se encuentra a 5
m de altura? (considere g= 10 m/s)

23. Se realiza trabajo siempre que la fuerza produzca
movimiento. Cuan mayor sea la fuerza aplicada y más
grande la distancia recorrida, mayor será el trabajo
efectuado

24. Ejemplo de aplicación

25. En este caso, el trabajo realizado por un agente que ejerce la
fuerza constante es el producto de la componente de la fuerza en
la dirección del desplazamiento y la magnitud del desplazamiento.
Es conveniente señalar que el trabajo es positivo si el ángulo θ
entre la fuerza y el desplazamiento es menor de 90° y es negativo
si el ángulo es mayor de 90°, pero no mayor de 180°

27. Al aumentar la energía cinética promedio de las moléculas o
átomos de un cuerpo su temperatura aumenta

30. La transferencia de energía de un cuerpo a otro debido a una
diferencia de temperaturas se denomina calor.
El calor de un cuerpo es la suma de la energía cinética de todas
sus moléculas

31. El calor específico de una sustancia es igual a la cantidad de calor
que requiere una unidad de masa de la sustancia para que su
temperatura se eleve en un grado.
Q = m c Δ T, esta expresión se interpreta como el calor que se
debe suministrar o eliminar para cambiar la temperatura de
una sustancia de masa m una cantidad Δ T.
Existen tablas de calores específicos de algunas sustancias.

32. Ejemplo de aplicación