Algunos elementos sobre la materia y la energía

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Algunos elementos sobre la materia y la energía
El concepto de materia implica la concentración de átomos y moléculas en forma individual, formando compuestos, o bien, agregados de compuestos. Toda materia posee masa, que es la propiedad de ser susceptibles a la atracción gravitatoria. No se puede hablar de materia sin incluir el fenómeno de la gravedad.
Además de materia, el mundo físico real contiene energía, que formalmente se define como la habilidad para realizar un trabajo. En términos matemáticos de la física, la energía es el producto de la fuerza y la distancia; es decir, la habilidad para mover un objeto una distancia dada. Algunas formas de energía son: mecánica, calórica, electromagnética, química, eléctrica y nuclear.
La energía mecánica es energía asociada con el movimiento de materia, y puede ser potencial o cinética. La cinética es proporcional a la cantidad de masa en movimiento multiplicada por el cuadrado de su velocidad. La potencial es la energía cinética que un objeto poseería si fuera afectado por la fuerza de gravedad y cayera. Los factores que intervienen y determinan la magnitud de la energía potencial son: masa del objeto, distancia vertical de la que puede caer y la aceleración de la gravedad.
La caída de una gota de lluvia a la superficie es un ejemplo de sistema enérgico, “potencial o cinético”, en el medio ambiente. De acuerdo a lo ya discutido, la energía potencial de una gota en una nube de tormenta es proporcional a su masa y a la distancia de la que cae. A medida que cae, su velocidad, al principio, se incrementará. Debido a la fricción con el aire, la aceleración no será constante. En otras palabras, parte de su energía cinética se pierde por fricción. A mayor velocidad de caída, mayor fricción; entonces, se alcanza rápidamente una velocidad de caída constante (velocidad terminal). Cuando, finalmente, la gota golpea el suelo, parte de su energía cinética se pierde por el choque con las partículas del suelo, lo que provoca una pérdida de cohesión e inicia las primeras etapas de la erosión. Otra parte de la energía se transforma en calor por el impacto.
Si concebimos a la gota y su caída como un sistema de energía se pueden identificar las entradas, salidas y destinos de la energía observándose los siguientes puntos:
• La entrada de energía es aportada por el sol, que ocasiona el ascenso del aire que transporta la humedad a una cierta altitud, y contribuye con la energía potencial.
• La salida de energía se presenta cuando la energía y calor se transmiten al aire circundante y a las partículas del suelo.
• La energía potencial es transformada en cinética durante la caída (Primer destino); la energía cinética se transforma en calor (Segundo destino) en la fricción con la atmósfera y por colisión (Tercer destino).
Un cuarto destino sería la energía que ocasiona que las partículas del suelo se muevan.
Otra forma de energía importante es la calórica, que representa energía cinética, pero más como forma interna que externa. 
Algunos conceptos sobre sistemas energéticos
Los sistemas abiertos son estados organizados de materia que están abiertos al flujo de materia y energía. Sus características son:
• Poseen fronteras o límites reales o arbitrarios.
• Entradas y salidas de energía y materia que cruzan y desplazan dichas fronteras.
• Destinos energéticos asociados a la materia el sistema.
• La materia puede ser transportada de un lugar a otro y transformar sus cualidades químicas o físicas.
• Los sistemas abiertos tienden al equilibrio, donde la tasa de entrada de energía es igual a la salida, mientras que la energía y la materia almacenadas se mantienen constante.
• Cuando la entrada o salida de energía y materia cambian, el sistema tien-de a un menor equilibrio.
• La tasa de energía o materia almacenada aumenta o disminuye cuando los flujos de energía o materia a través del sistema aumentan o disminuyen.
• A mayor capacidad de almacenamiento menor sensibilidad del sistema; cuando se interrumpe la entrada o salida el sistema decae y se destruye.