La medida más general y común a las diversas formas de movimiento en que se manifiesta la materia es la energÃa. Desde el punto de vista fÃsico, las distintas formas de movimiento, cualitativamente distintos, en que se manifiestan las distintas formas de movimiento de los múltiples fenómenos, están caracterizan por su correspondiente energÃa.
En sistemas aislados además la energÃa total tiene la propiedad de "conservarse" es decir ser invariante en el tiempo. Matemáticamente la conservación de la energÃa para un sistema es una consecuencia directa de que las ecuaciones de evolución de ese sistema sean independientes del instante de tiempo considerado, de acuerdo con el teorema de Noether.
EnergÃa en diversos tipos de sistemas fÃsicos
Todos los cuerpos, poseen energÃa debido a su movimiento, a su composición quÃmica, a su posición, a su temperatura, a su masa y a algunas otras propiedades. En las diversas disciplinas de la fÃsica y la ciencia, se dan varias definiciones de energÃa, por supuesto todas coherentes y complementarias entre sÃ, todas ellas siempre relacionadas con el concepto de trabajo.
FÃsica cuántica
En fÃsica cuántica, la energÃa es una magnitud ligada al operador hamiltoniano. La energÃa total de un sistema no aislado de hecho puede no estar definida: en un instante dado la medida de la energÃa puede arrojar diferentes valores con probabilidades definidas. En cambio, para los sistemas aislados en los que el hamiltoniano no depende explÃcitamente del tiempo, los estados estacionarios sà tienen una energÃa bien definida. Además de la energÃa asociadas a la materia ordinaria o campos de materia, en fÃsica cuántica aparece la:
EnergÃa del vacÃo, que es un tipo de energÃa existente en el espacio, incluso en ausencia de materia.
QuÃmica
En quÃmica aparecen formas especÃficas no mencionadas anteriormente:
EnergÃa potencial
La energÃa potencial puede pensarse como la energÃa almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energÃa potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energÃa potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
La energÃa potencial puede definirse solamente cuando existe un campo de fuerzas es conservativa, es decir, que cumpla con alguna de las siguientes propiedades:
El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido.
El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.
Cuando el rotor de F es cero (sobre cualquier dominio simplemente conexo).
Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir que cualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energÃa potencial en un punto arbitrario se define como la diferencia de energÃa que tiene una partÃcula en el punto arbitrario y otro punto fijo llamado "potencial cero".
La energÃa como recurso natural
En tecnologÃa y economÃa, una fuente de energÃa es un recurso natural, asà como la tecnologÃa asociada para explotarla y hacer un uso industrial y económico del mismo. La energÃa en sà misma nunca es un bien para el consumo final sino un bien intermedio para satisfacer otras necesidades en la producción de bienes y servicios.
Extracción de la materia prima (Uranio, Carbón. Petróleo...)
Procesamiento de la materia prima (enriquecimiento de uranio, refino del petróleo...)
Transporte, almacenamiento y distribución de la materia prima, hasta el punto de utilización.
Transformación de la energÃa (por combustión, fisión...)
Para la electricidad, además:
Unidades de medida de energÃa
La unidad de energÃa en el Sistema Internacional de Unidades es el Julio, que equivale a Newton x metro.
Otras unidades:
Fuentes de energÃa Introducción histórica Los primeros trabajos que realizó el hombre los efectuó a costa de sus propios músculos. La energÃa que utilizaba provenÃa de los alimentos ingeridos con anterioridad, es decir, de la que se libera en las reacciones quÃmicas que tienen lugar al disgregarse los alimentos.