martes 5 de abril de 2011
¿QUÉ ES LA ENERGÍA
NUCLEAR? III
La abundancia relativa de los diversos elementos
en la porción
de la tierra es de tal manera que podemos decir que los no metales
constituyen más de la mitad del peso total de la corteza terrestre.
La suma de dos elementos, oxígeno y silicio, constituye por
sí sola más del 75 por ciento del total, siendo el
oxígeno un elemento que existe en proporción igual
a la suma de todos los demás. Es notable el hecho de que 10
elementos constituyan más del 99 por 100 del peso de la parte
conocida de la tierra. Es casi seguro que en el centro existe una
mayor abundancia de elementos pesados.
Llama la atención la existencia de una mayor
proporción
de algunos elementos menos comunes que de otros mucho más
conocidos y explotados. Así sucede con el titanio, el zirconio
y el vanadio que son más abundantes que el plomo, el zinc,
el cobre y el estaño. No debe confundirse la abundancia de
un elemento y su disponibilidad para usos prácticos, ya que ésta
depende de la viabilidad y coste de los procesos de obtención.
El uranio participa en un 0,008 en la composición
de la tierra, el yodo 1.10 elevado a -5, el oro 1.10 elevado a -7,
y el radio 1.10 elevado a -10.
La distribución de los elementos varía
según
consideremos la litosfera, la hidrosfera o la atmósfera. La
litosfera, o corteza, comprende la superficie sólida de la
Tierra y está formada por silicatos. En ella se han formado
concentraciones accidentales de otras sustancias. Ejemplo de esto
lo constituyen los yacimientos mineros.
La hidrosfera está compuesta por las porciones
de agua existentes sobre la Tierra, incluyendo tanto los océanos,
lagos y ríos
como el agua sólida que existe en forma de nieve y hielo.
Se calcula que existen unos 275 kg de agua por centímetro
cuadrado de la superficie terrestre. El agua de mar es un depósito
inagotable de materias primas, que sirven para obtener elementos
tan importantes como son magnesio, bromo, yodo, así como cloruro
sódico.
La atmósfera es la envoltura gaseosa que
rodea a nuestro planeta. Hasta finales del siglo XVII se creía
que el aire era un elemento. Los trabajos de Lavoisier y otros, demostraron
que se trata de una mezcla, cuyos principales constituyentes son
el oxígeno
y el nitrógeno.
Empédocles, en el siglo V antes de Jesucristo,
suponía
que el Universo estaba constituido por 4 elementos: fuego, aire,
tierra y agua. Creía que las diferentes sustancias estaban
formadas por combinaciones de estas cuatro en diferentes proporciones.
Esta teoría modificada por Aristóteles, persistió hasta
el siglo XVI, además se creía que la materia era continua
, pudiéndose subdividir indefinidamente sin perder sus propiedades.
Hoy día sabemos que la materia es discontinua y que el número
de elementos es mucho mayor que los cuatro de Empédocles,
los cuales no se consideran ya como elementos.
En 1804 Dalton funda la moderna teoría atómica
de la materia. Que dice: los elementos están formados por
partículas
diminutas, llamadas átomos. Los átomos de un elemento
determinado son todos iguales y poseen la misma masa. Los átomos
de diferentes elementos son distintos. Las reacciones químicas
implican la unión y separación de átomos indivisibles
en una relación numérica sencilla. Dos o más átomos
se pueden unir para formar moléculas, constitutivas de los
compuestos.
Durante todo el siglo XIX se estuvo utilizando esta
teoría
como una nueva hipótesis de trabajo, sin creer en la existencia
real del átomo. Pero a principios del siglo XX las pruebas
la aportaron diferentes caminos: el movimiento browniano, la conducción
de la electricidad a través de los gases enrarecidos, la conductividad
eléctrica de algunas disoluciones, la radiactividad, etc.
CALOR Y TEMPERATURA
El calor es un factor de cantidad, mientras que
la temperatura es un factor de intensidad.
Hablamos de calor desprendido o absorbido en la
reacción
de cantidades determinadas de sustancias. Hablamos de la temperatura
de iniciación de una reacción o de la temperatura de
transformación de una sustancia.
Si tenemos dos vasijas de agua, una que contenga
un litro y la otra diez litros y ambas están inicialmente
a 25 ºC, y las
calentamos, cuando las dos hayan absorbido 75 Kcal, el líquido
de la vasija pequeña habrá alcanzado los 100ºC
y hervirá, mientras que el agua de la vasija grande sólo
habrá alcanzado 32,5ºC. Ambos han recibido la misma cantidad
de calor, mientras que la elevación de la temperatura de una
y otra ha sido distinta.
ENTROPÍA
La entropía es una medida de la distribución
de la energía en un sistema. Supongamos una barra metálica
térmicamente aislada del exterior. Esta barra tendrá un
cierto contenido calorífico, el calor puede estar distribuido
uniformemente, de manera que la temperatura sea la misma de un extremo
a otro, también podría ser que un extremo estuviera
más caliente que otro. Su contenido calorífico puede
ser el mismo pero su distribución es diferente. Al cambiar
la distribución cambia la entropía del sistema, y esta
variación es susceptible de ser determinada.
La entropía se define en función de
la probabilidad de que un sistema físico se encuentre en un
estado de energía
particular. Cuanto más probable sea un estado dado, mayor
será su contenido en entropía.
ENERGÍA RADIANTE o RADIACIÓN
Se trata de una forma de energía que se puede
transportar de un punto a otro a través del espacio. La energía
solar, que es un tipo de energía atómica, llega a la
tierra en forma de luz o radiación visible. Otras formas de
energía radiante son la luz ultravioleta, los rayos X, las
ondas de radio, etc.
Las radiaciones son ondas electromagnéticas
emitidas por las moléculas, átomos o electrones existentes
en el cuerpo emisor, que actúan como osciladores armónicos
infinitesimales de carácter eléctrico. La energía
al igual que la materia es discontinua.
La teoría electromagnética clásica
de la luz la consideraba como formada por ondas electromagnéticas,
al igual que a las otros tipos de radiaciones. Estas radiaciones
electromagnéticas
que tienen todas la misma velocidad de propagación en el vacío
que la luz, c= 3.10 elevado a 10 cm por segundo en cada segundo,
sólo se diferencian entre sí por su longitud de onda.
La teoría ondulatoria de la luz explica la
reflexión,
la refracción, la interferencia, la difracción, la
polarización, etc. Pero existen fenómenos, como el
efecto fotoeléctrico, que para su explicación necesitan
considerar, como hizo Einstein, la radiación constituida por
corpúsculos, los “fotones”.
Bióloga-Psicoanalista,
amiga del Psicoanalista Jubilado Emparte
