Ley de la conservación de la masa
Llegó el momento de conocer a Antoine Laurent Lavoisier, un químico francés quien, con base en los estudios que realizó, propuso la ley de la conservación de la masa.
Antoine Laurent Lavoisier (1743 - 1794)
Ley de Lavoisier o ley de la conservación de la masa
“La masa no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. En una reacción química la suma de la masa de los reactivos es igual a la suma de la masa de los productos.
Lavoisier demostró que al efectuarse una reacción química la masa no se crea ni se destruye, sólo se transforma, es decir, las sustancias reaccionantes al interactuar entre sí forman nuevos productos con propiedades físicas y químicas diferentes a las de los reactivos, esto debido a que los átomos de las sustancias se ordenan de forma distinta.
Tipos y manifestaciones de la energía
Ahora aprenderás acerca de la energía…
La materia puede sufrir cambios y éstos se hallan en función de la energía ya que es otra de las propiedades fundamentales de la materia, entonces podemos decir que la energía es la capacidad para realizar un trabajo, además de considerarse como el principio de actividad interna de la masa; sus unidades en el Sistema Internacional de Medidas están dadas en Joule (J).
Una de las formas más importantes de la energía es el calor; en una reacción química podemos observar que cuando ésta se efectúa puede liberar calor al medio ambiente, lo que resulta en un aumento de temperatura, de esta forma puede decirse que se trata de una reacción exotérmica.
Observa la siguiente cápsula denominada: Las reacciones exotérmicas y endotérmicas donde se explican las manifestaciones de la energía, como lo es la energía calorífica. Asimismo, se propusieron dos reacciones, una exotérmica y otra endotérmica con la finalidad de que te percates de la liberación de calor por el aumento de temperatura (en el caso de la reacción exotérmica) y de la absorción del calor por la disminución de la temperatura (en el caso de la reacción endotérmica).
Da clic en la videocápsula Las reacciones exotérmicas y endotérmicas.
En principio solamente existen dos tipos de energía, la potencial y la cinética, con la transformación de estas dos resultan otras manifestaciones de la energía.
Da clic en cada botón para conocer la información.
Es la energía almacenada de un objeto en función de su posición. Su expresión matemática es: Ep = mgh
A continuación se mencionan algunas de las manifestaciones de la energía, da clic en cada uno de los hexágonos para conocer la información.
Es la radiación energética que procede del Sol; esta energía puede aprovecharse mediante celdas solares.
Es la que desarrolla el movimiento del aire sobre la superficie terrestre.
Es la que resulta del movimiento o caída del agua, se puede transformar en trabajo mecánico y después en energía eléctrica mediante la transformación de la energía cinética de los ríos.
Es la que resulta de los procesos de fisión (ruptura del núcleo atómico) de un núcleo atómico pesado y fusión (unión de núcleos atómicos) de dos núcleos ligeros en uno mayor que emiten partículas y radiación, cuya energía es utilizada en los reactores nucleares.
Es la energía que se libera, o bien, se absorbe de las reacciones químicas.
Es la que se refiere a la producción, transferencia y uso del calor.
Es la que se deriva del movimiento de los cuerpos sometidos a cualquier tipo de fuerza.
Es la que proviene del calor de la tierra, por ejemplo, los géiseres y los volcanes.
Es la que se deriva del movimiento de los electrones que fluyen a través de un conductor.
Es la energía formada por un flujo continuo de paquetes de energía llamados fotones, a los cuales se les asocia una radiación electromagnética emitida por la materia.
ISAGEN (2012). Cómo se genera la energía. Recuperado de http://youtu.be/KYbcnXT6iYg
Ley de la conservación de la energía
Julius von Mayer (1814 – 1878)
En todas las transformaciones de energía se cumple la ley de la conservación de la energía que nos dice que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Lo anterior, en otras palabras, significa que la energía puede cambiar de una forma a otra, incluso transferirse de un cuerpo a otro, pero permanece constante.
Esta ley fue enunciada por Julius von Mayer.
Ley de la conservación de la materia: masa-energía
Albert Einstein (1879 – 1955)
La ley de la conservación de la materia nos dice: “La cantidad de masa-energía que manifiesta un determinado espacio-tiempo es constante en todo el universo”.
Su expresión matemática es: E = mc2
Donde:
E = energía, sus unidades Joule
m = masa, en gramos (kg)
c = velocidad de la luz = 300 000 km/s
Esta ley se constituye en la teoría de la relatividad de Albert Einstein.
En la actualidad, el desarrollo de un país se encuentra ligado al creciente consumo de energía que se obtiene de combustibles como el petróleo, el carbón y el gas natural.
En nuestra sociedad se utiliza la energía para la iluminación, en calefacción, refrigeración y transporte, por mencionar algunos usos.
El empleo de la energía debe aprovecharse de forma eficiente ya que muchos materiales que ahora nos proporcionan energía no son renovables, es decir, no se pueden producir artificialmente.
Podemos clasificar a la energía en: energía renovable y no renovable.
Energías renovables: Son aquéllas que no se agotan y causan menos impactos ambientales.
Sabías que...
Biomasa: Se refiere a toda materia orgánica existente en la naturaleza (árboles, arbustos, algas marinas, desechos agrícolas, animales, etc.) que sea susceptible de transformarse en energía por medio de una fermentación anaerobia (en ausencia de aire) en un digestor.
Con la biomasa se pueden generar combustibles para producir vapor y electricidad
.Energías no renovables: Son aquéllas que se agotan y causan un fuerte impacto en el ambiente.
Por lo general, las fuentes energéticas no renovables generan un fuerte impacto ambiental ya que desde su extracción contaminan la tierra o el mar, lo que ocasiona la desaparición de millones de ecosistemas.
Asimismo, se contamina la atmósfera debido a la emisión de gases producidos por la combustión, lo que libera dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2) y dióxido de nitrógeno (NO2) que contribuyen a la formación de la lluvia ácida y del efecto invernadero, además de la contaminación del suelo y de los mantos freáticos.
La energía nuclear utiliza uranio, pero el uso de esta energía tiene importantes repercusiones ambientales como la contaminación producida por residuos radiactivos que duran miles de años y cuyo almacenamiento es complicado y ocasiona graves problemas.
Alternativas y uso eficiente de la energía
Es muy importante reducir la dependencia del uso de combustibles fósiles debido a las repercusiones que tienen sobre el medio ambiente y su cambio climático, por lo que es necesario implementar propuestas de ahorro de energía, así como el uso de alternativas de energía que sean más amigables con el medio ambiente.
Acciones como éstas hacen la diferencia:
El reciclado de materiales constituye un aspecto muy importante porque a diario se generan millones de toneladas de basura, por tal motivo, es importante desarrollar la cultura del reciclaje, lo cual implica capacitar al personal de los camiones recolectores y concientizar a la población para que participe en la separación de los desechos para así lograr la diferencia.
Es indispensable que en todas las colonias exista un lugar que pueda colectar residuos peligrosos como los desechos de aceite quemado, baterías proveniente de los automóviles, diversos solventes y pilas. Muchos de éstos son tirados en las coladeras y contaminan millones de litros de agua que, por si no lo habían pensado, es un líquido vital sin el que nadie puede vivir.
Da clic en cada botón para conocer qué objetos se reciclan.
Se obtiene de las fibras de celulosa provenientes de los árboles, la recuperación de una tonelada de papel para su reciclaje evita el corte de aproximadamente diecisiete árboles medianos.
Es un material 100 % reciclable que se puede usar una y otra vez para hacer nuevos envases.
Se obtiene de una resina derivada del petróleo, actualmente se producen millones de toneladas, lo que constituye un problema por su gran durabilidad, por ello se han implementado para su fabricación polímeros biodegradables y con esto se evita procesarlos artificialmente cuando termina su vida útil.
Metales como el aluminio son 100 % reciclables, éstos se compactan, se empacan y se funden para formar nuevas láminas.
En algunos países como Estados Unidos de América se tienen programas de reciclado que han alcanzado un gran avance, en Europa y Japón se continúan desarrollando y cuentan con gran apoyo por parte de la población.
A lo largo de esta unidad has entendido qué es la materia y cuáles son sus propiedades fundamentales; has sido capaz de diferenciar entre un elemento, compuesto y mezcla, además de proponer métodos de separación; y también has aprendido acerca de la energía y de sus manifestaciones, así como comprender la relación que existe en el estudio de la masa y de la energía y que ésta se encuentra expresada en las leyes de la conservación de la materia mediante la ley de la conservación de masa enunciada por Lavoisier, la ley de la conservación de la energía expresada por Mayer y, por último, la ley de la conservación de la materia: masa-energía propuesta por Albert Einstein, las cuales representan las bases en las que se hallan fundamentados los cambios químicos que muestra la materia.
