Puntos clave

    • Todos los organismos utilizan diferentes formas de energía para alimentar los procesos biológicos que les permiten crecer y sobrevivir.
    • La energía cinética es la energía asociada a los objetos en movimiento.
    • La energía potencial es el tipo de energía asociada al potencial de un objeto para realizar un trabajo.
    • La energía química es el tipo de energía que se libera a partir de la ruptura de los enlaces químicos y puede aprovecharse para los procesos metabólicos.

Términos

  • energía químicaLa energía potencial neta liberada o absorbida durante el curso de una reacción química.
  • energía potencialEnergía que posee un objeto debido a su posición (en un campo gravitatorio o eléctrico), o a su condición (como un resorte estirado o comprimido, como un reactivo químico, o por tener masa en reposo).
  • Energía cinéticaLa energía que posee un objeto debido a su movimiento, igual a la mitad de la masa del cuerpo por el cuadrado de su velocidad.

La energía es una propiedad de los objetos que puede ser transferida a otros objetos o convertida en diferentes formas, pero no puede ser creada ni destruida. Los organismos utilizan la energía para sobrevivir, crecer, responder a los estímulos, reproducirse y para todo tipo de proceso biológico. La energía potencial almacenada en las moléculas puede convertirse en energía química, que en última instancia puede convertirse en energía cinética, lo que permite a un organismo moverse. Finalmente, la mayor parte de la energía utilizada por los organismos se transforma en calor y se disipa.

Energía cinética

La energía asociada a los objetos en movimiento se denomina energía cinética. Por ejemplo, cuando un avión está en vuelo, el avión se está moviendo a través del aire muy rápidamente – haciendo trabajo para promulgar el cambio en su entorno. Los motores del avión están convirtiendo la energía potencial del combustible en energía cinética del movimiento. Una bola de demolición puede causar una gran cantidad de daños, incluso cuando se mueve lentamente. Sin embargo, una bola de demolición inmóvil no puede realizar ningún trabajo y, por tanto, no tiene energía cinética. Una bala que va a toda velocidad, una persona que camina, el rápido movimiento de las moléculas del aire que produce calor y la radiación electromagnética, como la luz del sol, tienen energía cinética.

Energía potencial

¿Y si esa misma bola de demolición inmóvil se eleva dos pisos por encima de un coche con una grúa? Si la bola de demolición suspendida no se mueve, ¿hay energía asociada a ella? Sí, la bola de demolición tiene energía porque la bola de demolición tiene el potencial de realizar un trabajo. Esta forma de energía se llama energía potencial porque es posible que ese objeto realice trabajo en un estado determinado.

Los objetos transfieren su energía entre los estados potencial y cinético. Mientras la bola de demolición cuelga inmóvil, tiene \text{0} energía cinética y \text{100} energía potencial. Una vez que la bola se suelta, su energía cinética aumenta a medida que la bola coge velocidad. Al mismo tiempo, la pelota pierde energía potencial al acercarse al suelo. Otros ejemplos de energía potencial son la energía del agua retenida detrás de una presa o la de una persona a punto de saltar de un avión.

Energía potencial frente a energía cinéticaEl agua detrás de una presa tiene energía potencial. El agua en movimiento, como en una cascada o en un río que fluye rápidamente, tiene energía cinética.

Energía química

La energía potencial no sólo está asociada a la ubicación de la materia, sino también a la estructura de la misma. Un muelle en el suelo tiene energía potencial si se comprime, al igual que una banda elástica que se tensa. El mismo principio se aplica a las moléculas. A nivel químico, los enlaces que mantienen unidos los átomos de las moléculas tienen energía potencial. Este tipo de energía potencial se denomina energía química y, como toda energía potencial, puede utilizarse para realizar un trabajo.

Por ejemplo, la energía química está contenida en las moléculas de gasolina que se utilizan para propulsar los coches. Cuando la gasolina se enciende en el motor, los enlaces dentro de sus moléculas se rompen, y la energía liberada se utiliza para impulsar los pistones. La energía potencial almacenada en los enlaces químicos puede aprovecharse para realizar el trabajo de los procesos biológicos. Diferentes procesos metabólicos rompen las moléculas orgánicas para liberar la energía para que un organismo crezca y sobreviva.

Energía químicaLas moléculas de la gasolina (octano, la fórmula química que se muestra) contienen energía química. Esta energía se transforma en energía cinética que permite que un coche corra en una pista de carreras.
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