Energía, Modelos Científicos y la Constitución de la Materia: Exploración Detallada
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Energía y sus Transformaciones
La energía se encuentra presente en toda la materia. Se define como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Cuando los objetos o las sustancias tienen energía, son capaces de producir cambios. Existen fuentes de energía renovable y no renovable. En la naturaleza existen muchas transformaciones de energía. Aunque cualquier tipo de energía podría transformarse en trabajo mecánico, la energía mecánica es la que está más relacionada con las fuerzas que producen movimiento.
Tipos de Energía Mecánica
La energía potencial es aquella que poseen los cuerpos debido a que se encuentran sobre la superficie terrestre o a cierta altura de ella, así como sometidos a la acción de la fuerza de gravedad. Su fórmula es: EP = mgh.
La energía cinética es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo gracias a su movimiento (Ec = 1/2 mv²).
La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo; por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un sistema (Em = Ec + Ep).
Modelos Científicos
Los modelos son estructuras que corresponden a objetos, eventos o procesos. Pueden tener diversas formas, incluyendo objetos físicos, planos, construcciones mentales, ecuaciones matemáticas y simulaciones por computadora. Los modelos científicos se caracterizan por su poder explicativo; ayudan a los científicos e ingenieros a explicar los fenómenos naturales y comprender cómo funcionan las cosas, así como también a predecir hechos futuros. Un modelo simplifica lo que describe o explica, ya que la realidad es más compleja. Son utilizados para ayudar a observar y comprender procesos que ocurren muy despacio o muy rápido. Los modelos también son de gran utilidad cuando se requiere investigar qué sucede cuando hay un cambio deliberado o que puede ser peligroso; o sea, pueden utilizarse para predecir el comportamiento de un fenómeno.
Evolución de los Modelos Atómicos
Demócrito
El trozo más pequeño o partícula de cualquier clase de sustancia es indestructible e inmutable, y a esa partícula mínima la llamó átomo (indivisible).
Aristóteles
Todo está formado por mezclas de cuatro elementos: Tierra, agua, aire y fuego. En el mundo celeste, de los astros, solamente existe un elemento, el éter.
Newton
En la obra titulada Óptica se explica que los objetos luminosos emiten partículas o corpúsculos luminosos, ya que la luz viaja en línea recta. Señala que un rayo está formado por átomos.
Teoría Cinética de los Gases
Un gas se forma de partículas pequeñas muy alejadas entre sí, que se mueven en todas direcciones.
Modelo Cinético Molecular
La materia está constituida por moléculas que poseen masa, están en movimiento y existen fuerzas atractivas llamadas de cohesión. Cuando aumenta la temperatura, la energía cinética aumenta y las moléculas se mueven más rápido, provocando choques entre sí. La materia se encuentra en 3 estados: Líquido, Sólido y Gaseoso (LSG).
Materia y sus Propiedades
Materia es todo lo que existe en el entorno, ocupa un lugar en el espacio y es capaz de ser captado por los sentidos. Sus propiedades generales son: masa, volumen, inercia e impenetrabilidad. Las propiedades específicas son: densidad, punto de ebullición, dureza, elasticidad y brillo.
El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo.
La densidad es la cantidad de masa que se encuentra en una unidad de volumen (Kg/m³).