Energía cinética y potencial de las partículas
Alineada a HS-PS3-2, de los Estándares de Ciencias de Próxima Generación (NGSS).
Qué enseña esta lección
La energía de una muestra de materia se almacena de dos maneras a escala de partículas: energía cinética por el movimiento de las partículas, y energía potencial almacenada en las posiciones relativas de las partículas unidas por fuerzas (en los enlaces y en los campos). Sumar ambos tipos da la energía interna total que observas a escala macroscópica.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Cuando el hielo se derrite, la temperatura se mantiene en 0 grados C aunque siga entrando calor. La energía añadida no acelera las partículas (la energía cinética se mantiene, así que la temperatura no cambia); en cambio, se convierte en energía potencial, separando las moléculas de agua de sus posiciones fijas en la red para formar un líquido que se mueve libremente.
Ejemplo 2
La ebullición muestra lo mismo: el agua se queda en 100 °C sobre una flama intensa hasta que la última parte se convierte en vapor.
Ejemplo 3
La temperatura mide la energía cinética promedio, no la energía total. Una tina de agua tibia contiene mucha más energía térmica que una chispa a 1,000 °C.
Preguntas de práctica
- ¿Qué tipo de energía de las partículas mide de forma más directa la temperatura?
- Durante la fusión la temperatura es constante. Explica a dónde va la energía añadida en términos de energía cinética y potencial.
- Describe un cambio cotidiano en el que la energía potencial de una sustancia aumente mientras su energía cinética se mantiene casi igual.
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