Materia, la sustancia, y Energía el móvil de la sustancia forman nuestro cosmos. La primera es aprensible por los sentidos, la segunda no; luego, siempre fue más misteriosa, pero se ha ido identificando con el movimiento, en forma de calor o luz, a escala atómica o molecular como energía química, magnética, eléctrica y, a escala nuclear como energía nuclear. El dominio de la energía explica el desarrollo, pero su utilización puede conseguir una futura civilización pacífica o la destrucción del mundo.
Por acumulación de observaciones y descubrimientos, los físicos, desde la mitad del Siglo XIX llegaron a formular una ley natural, la de más amplia aplicación afirmando que la energía no puede ser aniquilada o engendrada; sólo puede pasar de una forma a otra (se transforma).
Si se considera que el Universo es un sistema cerrado, el principio de la energía puede enunciarse así: “En el Universo la provisión total de energía es invariable”. Esta ley dejó de ser exclusiva de las Ciencias Físicas para convertirse en la base de todas las Ciencias Naturales. Materia (masa) y energía son intercambiables entre sí, de ahí que la primera sea considerada como una forma de la segunda.
En 1807 la palabra “energía” (del griego “trabajo”) entró por primera vez en el lenguaje técnico. Thomas Young (físico inglés) definió la energía como capacidad para efectuar un trabajo. En su sentido exacto, trabajo supone la aplicación de una fuerza.
Un ejemplo de transformación de la energía muy cercano a nosotros es el del tren de vapor: “La energía mecánica, en forma de pistones móviles, impulsa las ruedas de la locomotora y parte de ese movimiento acciona generadores situados bajo los vagones, los cuales crean energía eléctrica que proporciona luz y calor a los pasajeros. La energía eléctrica sobrante se utiliza para cargar baterías donde se convierte en energía química. Cuando se detiene el tren, las baterías invierten el proceso y se encargan de mantener la luz y el calor. El calor del vapor es el que suministra la energía mecánica en la locomotora y aquel vapor es a su vez proporcionado por la energía química del carbón. Por su parte, el carbón consiste en los restos fósiles de plantas que vivieron hace millones de años y que se mantuvieron gracias a la luz del Sol; y, según se ha descubierto, la energía del Sol es de origen nuclear liberada por reacciones atómicas que se producen en su interior”.
La velocidad a la que se efectúa el trabajo recibe el nombre de “potencia”; por ello, las máquinas se describen en términos de “potencia útil”. Hoy, la palabra potencia se utiliza para designar cualquier clase de energía latente o almacenada (dentro de la materia misma).
Estamos pues, inmersos en un océano cósmico de energía, ya que todo está en movimiento: a mayor movimiento más calor y viceversa. En objetos fríos los movimientos moleculares son relativamente lentos (las moléculas son combinaciones atómicas. Ejemplo: un átomo de oxígeno unido a otro igual, da una molécula de oxígeno, igual que la da si se combina con el carbono (formando un óxido); las dos diferentes uniones resultan venenosas para la vida; en cambio, si el átomo de oxígeno se une a dos átomos de hidrógeno, resulta agua (H20) indispensable para la vida. Un objeto inmóvil realmente no lo está, ya que es en realidad una masa de invisibles pedacitos de materia… átomos y moléculas que vibran o se mueven a velocidades increíbles.
Galileo construyó el primer termómetro (1592); Fahrenheit presentó el primero exacto (1717). Los tres de uso corriente actual –Fahrenheit, centígrada llamada Celsius por su inventor sueco y Reáumur. Pero el que mide los extremos máximos del frío y del calor es el de Kelvin.
El ingeniero francés, Sadi Carnot, realizó una importante observación: el calor solamente realiza trabajo cuando fluye de un lugar caliente a otro más frío, y determinó que cuanto mayor es la diferencia de temperatura tanto más trabajo realiza el calor; que el calor debe pasar de temperaturas altas a bajas para realizar trabajo; que el calor no pasa por sí mismo de un lugar frío a uno caliente. El que el calor tienda a moverse en una dirección definida sugiere otra de las leyes fundamentales de la Física: la Segunda Ley de la Termodinámica.
“Este flujo de calor en un solo sentido, expresado por la Segunda Ley, lleva consigo la sentencia de muerte del Universo, “porque en cada transferencia de calor, humana, natural o mecánica se pierde un poco del caudal de energía útil (para el hombre)… La energía de la Naturaleza no puede nunca ser destruida, sino solamente convertida de una forma a otra. Pero cada vez que se produce una conversión, parte de la energía se pierde en forma de calor inútil que se difunde a través del Universo, persistiendo para siempre, pero jamás recuperable… La medida de la progresiva degeneración de la energía hasta un estado de inutilidad se llama “entropía”. Según este punto de vista tradicional tiene que llegar un momento en que todo el cosmos quede nivelado a una temperatura (la que sea) absolutamente uniforme. Cuando ello ocurra, todos los procesos se detendrán.”…
Continuará …
