Energía
La energía es la propiedad de un sistema que le permite producir cambios; se conserva y se mide en julios.
La energía es una propiedad de los cuerpos y de los sistemas físicos que les permite producir cambios: mover un objeto, calentarlo, iluminarlo o transformarlo. No se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma en otra o se transfiere de un sistema a otro, y se mide en julios (J) en el Sistema Internacional.
¿Qué es la energía?
La palabra «energía» procede del griego enérgeia, formada por en («en») y érgon («trabajo»), y significa algo así como «actividad» o «capacidad de obrar». En física, la definición clásica es la capacidad de un sistema para realizar trabajo. Es una definición útil, aunque incompleta: no toda la energía puede convertirse íntegramente en trabajo, como explica la termodinámica.
La energía es una magnitud escalar, es decir, tiene valor pero no dirección. Lo que se mide en la práctica no es la energía absoluta, sino sus variaciones: cuánta energía gana, pierde o transfiere un sistema.
Unidades de energía
| Unidad | Símbolo | Equivalencia en julios | Uso habitual |
|---|---|---|---|
| Julio | J | 1 J = 1 N·m = 1 kg·m²/s² | Unidad del SI |
| Kilovatio hora | kWh | 3,6 · 10⁶ J | Factura eléctrica |
| Caloría | cal | 4,184 J | Alimentación y calor |
| Electronvoltio | eV | 1,602 · 10⁻¹⁹ J | Física atómica y de partículas |
Fórmulas básicas
La primera es la energía cinética, asociada al movimiento. La segunda es la energía potencial gravitatoria, asociada a la posición en un campo de gravedad. La tercera, formulada por Einstein, expresa la equivalencia entre masa y energía y es una pieza central de la teoría de la relatividad.
Tipos de energía
- Mecánica: suma de la cinética y la potencial de un cuerpo.
- Térmica: energía asociada a la agitación de las partículas de un cuerpo; su transferencia se llama calor.
- Eléctrica: debida al movimiento o a la posición de cargas eléctricas.
- Química: almacenada en los enlaces entre átomos; se libera en combustiones o en la digestión de alimentos.
- Nuclear: contenida en el núcleo atómico; se libera en la fisión y la fusión.
- Radiante o luminosa: transportada por ondas electromagnéticas.
- Sonora: transportada por ondas de presión en un medio material.
- Magnética: asociada a los campos magnéticos.
Principio de conservación de la energía
En un sistema aislado, la energía total permanece constante. Cuando un objeto cae, su energía potencial se convierte en cinética; al frenar un coche, la energía cinética pasa a calor en los frenos. Si no hay rozamiento, la energía mecánica se conserva:
Con rozamiento, parte de la energía mecánica se transforma en energía térmica, que se disipa y ya no se puede recuperar con facilidad. Esa degradación está relacionada con la entropía.
Fuentes de energía
Las fuentes no renovables (petróleo, carbón, gas natural y uranio) se agotan a escala humana. Las renovables (solar, eólica, hidráulica, geotérmica, biomasa y mareomotriz) se regeneran de forma continua. En la práctica, la mayoría de ellas procede, directa o indirectamente, de la radiación del Sol.
Energía y potencia
No hay que confundir energía y potencia. La potencia es la rapidez con que se transfiere o transforma la energía: P = E/t, y se mide en vatios (1 W = 1 J/s). Una bombilla de 10 W consume 10 J cada segundo.
Ejercicios resueltos
1. Un coche de 1200 kg circula a 20 m/s. ¿Cuál es su energía cinética?
E_c = ½ · 1200 · 20² = ½ · 1200 · 400 = 240 000 J = 240 kJ.
2. ¿Qué energía potencial gravitatoria tiene una maceta de 5 kg situada a 10 m de altura? (g = 9,81 m/s²)
E_p = m·g·h = 5 · 9,81 · 10 = 490,5 J.
3. Se suelta un objeto desde 20 m. Sin rozamiento, ¿a qué velocidad llega al suelo?
Toda la E_p se convierte en E_c: m·g·h = ½·m·v², luego v = √(2·g·h) = √(2 · 9,81 · 20) = √392,4 ≈ 19,8 m/s (unos 71 km/h). La masa no influye.
4. Una estufa de 2 kW funciona durante 3 horas. ¿Cuánta energía consume?
E = P·t = 2 kW · 3 h = 6 kWh, que son 6 · 3,6 · 10⁶ = 21,6 MJ.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la energía en física?
Es una magnitud que mide la capacidad de un sistema para producir cambios o realizar trabajo. Se mide en julios y se manifiesta en formas como la cinética, la térmica o la eléctrica.
¿Se puede crear o destruir la energía?
No. El principio de conservación establece que la energía total de un sistema aislado es constante; solo cambia de forma o pasa de un cuerpo a otro.
¿Cuál es la diferencia entre energía y potencia?
La energía es la cantidad total transferida, en julios; la potencia es la rapidez con que se transfiere, en vatios (julios por segundo).
¿Qué es un julio?
Es la energía necesaria para ejercer una fuerza de un newton a lo largo de un metro. Equivale a 1 kg·m²/s².
¿Por qué se dice que hay crisis energética si la energía se conserva?
Porque lo que se agota es la energía útil. Al usarla, se degrada en forma de calor disperso que ya no se puede aprovechar fácilmente, por eso se necesitan fuentes nuevas.
Referencias
- Feynman, R. P., Leighton, R. B. y Sands, M. Lectures on Physics, vol. I. Addison-Wesley.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Energía». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/energia/
