Existen dos formas generales de transferir energía: haciendo que un objeto se mueva contra una fuerza o causando un cambio de temperatura.
Una fuerza es cualquier empuje o tracción que se ejerce sobre un objeto. La fuerza electrostática se da en cuerpo cargados eléctricamente.
La energía que se usa para hacer que un objeto se mueva contra una fuerza se denomina trabajo. El trabajo W, que efectuamos al mover objetos contra una fuerza es igual al producto de la fuerza, F, y la distancia, d, del objeto que se mueve:
Así, efectuamos trabajo cuando levantamos un objeto contra la fuerza de gravedad o cuando juntamos dos cargas del mismo signo. Si definimos el objeto como el sistema, entonces nosotros — como parte del entorno — estamos realizando trabajo sobre ese sistema: le estamos transfiriendo energía.
La otra forma de transferir energía es como calor. El calor es la energía que se transfiere de un objeto más caliente a uno más frío. Una reacción de combustión, como la quema de gas natural, libera en forma de calor la energía química almacenada en las moléculas del combustible. El calor eleva la temperatura de los objetos circundantes. Si definimos como el sistema la reacción que se está efectuando, y todo lo demás como el entorno, se está transfiriendo energía en forma de calor del sistema al entorno.
Por lo tanto, una definición más precisa de energía sería la capacidad para realizar trabajo o transferir calor.
Ejercicio
En la siguiente imagen se ve el flujo de agua desde el suelo hasta las partes altas del árbol.
1. En la figura se ilustra el movimiento de agua del suelo, a través del tronco, hasta las ramas superiores de un árbol. Esto es un importante proceso biológico.
a) ¿Qué parte del sistema sufre un cambio de energía potencial?
b) ¿Se efectúa trabajo en el proceso? Fundamenta tus respuestas.
2. ¿Cuál implica un mayor cambio de energía potencial?
a) Un objeto de 50 kg se deja caer hasta el suelo desde una altura de 8 m.
b) Un objeto de 20 kg se levanta del suelo hasta una altura de 20 m.