LA ENERGÍA DE LA MASA

A finales del siglo XIX los científicos creían que entendían bien la energía. En 1905 Albert Einstein (1879-1955) puso en tela de juicio la forma entender el mundo. En ese año escribió tres artículos muy importantes. Uno de ellos explicaba el efecto fotoeléctrico y otro trataba la energía calorífica (ya hemos explicado sobre estas en las anteriores publicaciones). El artículo más famoso ponía la Teoría Especial de la Relatividad, y se centraba en que la velocidad de la luz es constante. Llego a una serie de conclusiones muy curiosas. Una de ellas es que la masa es una forma de energía. La famosa ecuación de Einstein, E=mc2, expresa esta idea de forma matemática. E representa un cambio de la energía, c esa velocidad de la luz y m es la masa. Según esta idea, cuando se le levanta una tonelada de materia aún altura de un metro, ésta gana 0,0000000001 g. el cambio que se produce en la masa es tan pequeño que solo se puede medir cuando se está trabajando con grandes cantidades de energía, como en las reacciones nucleares.

EINSTEIN Y LA RELATIVIDAD

El físico alemán Albert Einstein nació en el año que murió James Clerk Maxweell (explicamos su teoría en las publicaciones anteriores). Aunque no le fue muy bien en el colegio, Einstein era un genio que revolucionó la ciencia. Antes de Einstein, la energía era energía y la masa era masa. Pero su “Teoría Especial de la Relatividad”, publicada por primera vez en el artículo sobre “La Electrodinámica y los cuerpos en movimiento”, indicaba que la energía y la masa están directamente relacionadas. Esta teoría ha sido probada muchas veces desde entonces. Einstein gano el Premio Nobel en 1921 por los servicios prestados a la física.

EL CALOR AÑADE MASA

A lo largo de del siglo XVII, cuando se creía que a las fuerzas naturales como el calor la transportaba un fluidos, se llevaron a cabo mucho experimentos para investigar si el calor tenía masa o no. Los científicos de entonces llegaron a la conclusión de que el calor no tenía masa. Sin embargo, si un cuerpo gana calor su masa aumenta, aunque la cantidad de masa que adquiere un objeto cuando se calienta es tan pequeña que no puede ser detectada ni siquiera con las balanzas más precisas. El Experimento que se muestra a continuación fue exagerado para mostrar que el calor añade masa a los cuerpos.

1 Masa equilibrada

Estas balanzas están equilibradas, mostrando que las masas de las pesas son iguales.
Las pesas están a la misma temperatura, por lo que tienen la misma cantidad de energía y sus átomos y moléculas tienen la misma velocidad media.

2 Añadir energía: añadir masa

Una de las pesas se retira de la balanza y se calienta con un mechero de Bunsen. Cuando la pesa de metal se calienta, va acumulando energía en forma de calor. Esto hace que la velocidad media de sus átomos y moléculas aumente. También aumenta la masa de la pesa.

3 Desequilibrio de energía

Cuando se vuelve a colocar en la balanza la pesa que sea calentado ya no está en equilibrio con la otra pesa. Esto se debe a que ha ganado masa tras la absorción de calor. En esta demostración, las balanzas tienen truco para exagerar el aumento en la masa, pero en la realidad este aumento no se puede apreciar de esta forma.

Hasta aquí ha llegado la séptima parte, pronto continuaremos con más de esta gran información.

BIOGRAFÍA BASE

Biblioteca de la ciencia ilustrada “energía” primera edición, Fernández, 1998
Las imágenes son tomadas de la biblioteca y editadas en PowerPoint.

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