Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-263

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6.1 Naturaleza y tipos de energía 231
Todas las reacciones químicas obedecen a dos leyes fundamentales: la ley de la conservación de la masa y la ley de la conservación de la energía. En el capítulo 3 estudiamos las relaciones
de masa entre reactivos y productos; en el presente capítulo analizaremos los cambios energéticos 
que acompañan a las reacciones químicas.
6.1 Naturaleza y tipos de energía
A pesar de que representa un concepto muy abstracto, “energía ” es un término bastante 
utilizado. Por ejemplo, cuando nos sentimos cansados, solemos decir que no tenemos 
energía; es común que leamos sobre la búsqueda de alternativas a fuentes de energía no 
renovables. A diferencia de la materia, la energía se reconoce por sus efectos. No puede 
verse, tocarse, olerse o pesarse.
La energía generalmente se dei ne como la capacidad para efectuar un trabajo. En 
el capítulo 5 dei nimos trabajo como “fuerza 3 distancia”, pero más adelante veremos 
que hay otros tipos de trabajo. Todas las formas de energía son capaces de efectuar un 
trabajo (es decir, ejercer una fuerza a lo largo de una distancia), pero no todas ellas tienen 
la misma importancia para la química. Por ejemplo, es posible aprovechar la energía 
contenida en las olas para realizar un trabajo útil, pero es mínima la relación entre la 
química y las olas. Los químicos dei nen trabajo como el cambio directo de energía que 
resulta de un proceso. La energía cinética , energía producida por un objeto en movimien-
to, es una de las formas de energía que para los químicos tiene gran interés. Otras son la 
energía radiante , la energía térmica, la energía química y la energía potencial.
La energía radiante, o energía solar, proviene del Sol y es la principal fuente de 
energía de la Tierra. La energía solar calienta la atmósfera y la superi cie terrestre, esti-
mula el crecimiento de la vegetación a través de un proceso conocido como fotosíntesis , 
e inl uye sobre los patrones globales del clima.
La energía térmica es la energía asociada al movimiento aleatorio de los átomos y 
las moléculas. En general, la energía térmica se calcula a partir de mediciones de tempe-
ratura. Cuanto más vigoroso sea el movimiento de los átomos y de las moléculas en una 
muestra de materia, estará más caliente y su energía térmica será mayor. Sin embargo, es 
necesario distinguir con claridad entre energía térmica y temperatura. Una taza de café a 
708C tiene mayor temperatura que una tina llena con agua caliente a 408C, pero en la 
tina se almacena mucha más energía térmica porque tiene un volumen y una masa mucho 
mayor que la taza de café, y por lo tanto, más moléculas de agua y mayor movimiento 
molecular.
La energía química es una forma de energía que se almacena en las unidades es-
tructurales de las sustancias; esta cantidad se determina por el tipo y arreglo de los átomos 
que constituyen cada sustancia. Cuando las sustancias participan en una reacción química, 
la energía química se libera, almacena o se convierte en otras formas de energía.
La energía potencial es la energía disponible en función de la posición de un objeto. 
Por ejemplo, debido a su altitud, una piedra en la cima de una colina tiene mayor energía 
potencial y al caer en el agua salpicará más que una piedra semejante que se encuentre 
en la parte baja de la colina. La energía química se considera un tipo de energía potencial 
porque se relaciona con la posición relativa y el arreglo de los átomos en una sustancia 
determinada.
Todas las formas de energía se pueden convertir (al menos en principio) unas en otras. 
Cuando estamos bajo la luz solar sentimos calor porque en la piel la energía radiante se 
convierte en energía térmica. Cuando hacemos ejercicio, la energía química almacenada 
en el cuerpo se utiliza para producir energía cinética. Cuando una pelota empieza a rodar 
cuesta abajo, su energía potencial se transforma en energía cinética. Sin duda, existen 
muchos otros ejemplos. Los cientíi cos han concluido que, aun cuando la energía se pre-
senta en diferentes formas interconvertibles entre sí, ésta no se destruye ni se crea. Cuando 
desaparece una forma de energía debe aparecer otra (de igual magnitud), y viceversa. Este 
principio se resume en la ley de la conservación de la energía : la energía total del uni-
verso permanece constante.
En el capítulo 5 se introdujo el con-
cepto de la “energía cinética” (página 
202).
A medida que el agua cae de la pre-
sa, su energía potencial se convierte 
en energía cinética. Esta energía se 
utiliza para generar electricidad y se 
denomina energía hidroeléctrica.