Ya vimos en el anterior mensaje "La Energía Interior" el poder energético que posee la materia. Cabe destacar que esta energía es inherente, tal y como demostró Einstein, a toda la materia. La misma energía posee un kilogramo de hierro que un kilogramo de uranio, o que un kilogramo de carne o de agua. Por tanto cualquier material podría ser susceptible de ser usado como fuente de energía.
Sin embargo, todos sabemos que las centrales nucleares usan uranio o plutonio como combustible nuclear. Nunca se ha visto usar, por ejemplo, carbono, hierro u oxígeno. La razón es que, si bien la potencial energía que producen, por kg, es la misma, ni es posible la descomposición total de materia en energía (eficiencia del 100% de la conversión), ni todos los átomos tienen la misma facilidad de ser fracturados (estabilidad nuclear).
De este modo resulta que cuanto más grandes son los átomos más fuertes y estables son. El carbono (6 protones) tiene menos estabilidad que el oxígeno (8 átomos). El hierro, con 56 protones, es el núcleo más estable que existe, por lo que si usted decide alguna vez hacer una central nuclear usando hierro como combustible, le recomiendo que se dedique a otra actividad. Sin embargo, a partir de ahí, elementos más pesados son más inestables, hasta llegar a elementos muy pesados como el uranio, que se transforma en elementos más estables (generalmente a plomo). Por tanto, el uranio necesita muy poca energía para acelerar la reacción de ruptura. 1 kg de uranio puede producir 164 MWh. Si la instalación eléctrica doméstica habitual tiene 4 kW de potencia, se puede dar energía a 4100 hogares durante 10 horas con 1 kg de uranio.
La física, como vemos, a veces resulta muy pesada. Hablando de pesos, ¿qué pesa más 1 kg de agua o 1 kg de hierro? Este es un famoso acertijo con truco. El caso es que la respuesta habitual es "tonto, el peso es el mismo". Lo cierto es que en nuestra mente nos viene la imagen de un objeto (un cubo, por ejemplo) del mismo tamaño y por tanto, como sabemos por experiencia que el hierro es más denso que el agua, se intuye que el objeto de hierro es más pesado. Pero el error está en que 1kg de agua tiene un volumen de 1 litro, mientras que 1 kg de hierro tiene tan sólo 120 ml de volumen (y por tanto es un objeto más pequeño).
De todas formas, esa respuesta de que "pesan lo mismo" es igualmente incorrecta. Se debe decir que tienen la misma masa. Lo cierto es que no pesa lo mismo 1 kg de hierro que 1 kg de agua. El peso es la fuerza que ejerce la tierra sobre la masa. Por tanto, a priori, la fuerza es la misma puesto que 1kg de materia (sea la que sea) tiene un peso de 9,81 N en la superfice terrestre. Pero todos los cuerpos de la tierra se hallan en el interior de un fluido (el aire). Según el principio de Arquímedes, un cuerpo sufre una fuerza de empuje (contraria a la gravedad) igual al peso del volumen de fluido (en este caso aire) desalojado.
En definitiva, el volumen del kg de agua es superior al volumen del hierro y por esa razón el peso de 1 kg de agua es inferior al peso de 1 kg de hierro. Si hacemos unos cálculos, el peso de 1 litro de aire es 0,012 N. El peso de 120 ml es 0,0014 N. El peso de un kg de agua es 9,798 N. El de 1 kg de hierro es 9,809 N.
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