Energía cinética de la materia
Lo que era un hermoso día soleado con grandes nubes blancas bajas en el horizonte se ha vuelto progresivamente más oscuro. Las nubes son ahora casi negras y la temperatura ha bajado. Está seguro de que le espera una verdadera tormenta… pero no una tormenta cualquiera: una tormenta eléctrica. Una con un espectacular espectáculo de luces y una lluvia torrencial. De hecho, estás a punto de enfrentarte a la mayor y más habitual muestra de electricidad de la naturaleza, el rayo.
La electricidad estática se acumula en las nubes a medida que éstas atraviesan el cielo. No son infrecuentes las cargas de varios millones de voltios. Cada vez que se acumula una carga, ésta trata de neutralizarse. Esto se debe a que todos los sistemas intentan llegar al estado de reposo que requiere menos energía. En el caso de la Tierra y el entorno que la rodea, del que forma parte el cielo, el estado más bajo para la electricidad suele encontrarse en la propia Tierra. Normalmente se denomina tierra.
Dado que el aire es un aislante, lo que significa que la corriente no fluye fácilmente a través del aire libre, la carga de las nubes debe alcanzar grandes valores antes de que se arquee a través del aire. Otro ejemplo de este tipo de fenómeno es la chispa que salta por el hueco de una bujía en tu coche. Cuando la electricidad se arquea, es visible a simple vista y puede oírse. Cuando ocurre en el cielo, se llama rayo y trueno.
Cómo genera energía el combustible
El rayo oscuro es una liberación de radiación gamma de alta energía que se cree que induce sucesos similares a los de las supernovas (agujeros negros).A diferencia de los rayos ordinarios (que se explican utilizando electrones lentos), los rayos oscuros son causados por electrones de alta energía que chocan con las moléculas de aire circundantes, dando lugar a la liberación de rayos gamma. Se cree que ocurren de forma natural y que pueden producirse en la atmósfera superior, debido a la presencia de campos eléctricos durante las tormentas eléctricas.Aunque los detalles del mecanismo son inciertos, se está formando un consenso sobre los requisitos físicos. Se presume que los fotones TGF son emitidos por electrones que viajan a velocidades muy cercanas a la de la luz y que chocan con los núcleos de los átomos en el aire y liberan su energía en forma de rayos gamma (bremsstrahlung ). Pueden formarse grandes poblaciones de electrones energéticos mediante el crecimiento de avalanchas impulsadas por campos eléctricos, un fenómeno denominado avalancha de electrones fugitivos relativistas (RREA). Es probable que el campo eléctrico sea proporcionado por un rayo, ya que se ha demostrado que la mayoría de los TGFs ocurren a los pocos milisegundos de un evento de rayo (Inan et al. 1996). Más allá de esta imagen básica, los detalles son inciertos. Investigaciones recientes han demostrado que la electrificación (Bremsstrahlung) conduce primero a un enriquecimiento de electrones de alta energía y posteriormente amplía el número de fotones de alta energía.
Proceso de la energía
La energía es un concepto fascinante. No puede crearse ni destruirse, pero puede alterarse. Siempre que se utiliza o almacena energía, se trata de energía potencial o cinética. Siga leyendo para conocer estas dos formas de energía con más detalle y explorar la relación entre ellas.
La energía potencial es la energía almacenada en cualquier objeto o sistema en virtud de su posición o disposición de las partes. Sin embargo, no se ve afectada por el entorno exterior al objeto o sistema, como el aire o la altura.
Por otro lado, la energía cinética es la energía de las partículas de un objeto o sistema en movimiento. A diferencia de la energía potencial, la energía cinética de un objeto es relativa a otros objetos inmóviles y en movimiento presentes en su entorno inmediato. Por ejemplo, la energía cinética del objeto será mayor si el objeto está situado a una altura mayor.
La energía potencial no es transferible y depende de la altura o la distancia y la masa del objeto. La energía cinética puede transferirse de un objeto en movimiento a otro (vibración y rotación) y depende de la velocidad del objeto y de su masa.
Proceso de transferencia de energía
En términos generales, toda la energía del universo puede clasificarse como energía potencial o energía cinética. La energía potencial es la energía asociada a la posición, como una pelota sostenida en el aire. Cuando sueltas esa pelota y la dejas caer, la energía potencial se convierte en energía cinética, o la energía asociada al movimiento. Hay cinco tipos de energía cinética: radiante, térmica, sonora, eléctrica y mecánica. Veamos varios ejemplos de energía cinética para ilustrar mejor estas distintas formas.
Ejemplos de energía radianteLa energía radiante es un tipo de energía cinética que se refiere a la energía que se desplaza mediante ondas o partículas. La energía se crea a través de ondas electromagnéticas y los seres humanos la experimentan más comúnmente en forma de calor. Algunos ejemplos son:
Energía térmicaLa energía térmica es similar a la energía radiante en el sentido de que ambas pueden experimentarse en forma de calor. La diferencia es que mientras la energía radiante se refiere a ondas o partículas, la energía térmica describe el nivel de actividad entre los átomos y las moléculas de un objeto.