Mapa mental: Conversión de materia en energía

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Mapa mental: Conversión de materia en energía · Formatom

Conversión de materia en energía

Contenido del mapa

Conversión de materia en energía — Un poco de masa del núcleo puede desaparecer y volverse una cantidad enorme de energía.
- Conceptos base — Ideas mínimas para entender la conversión: materia, masa, energía y reacción nuclear.
  - Materia — Todo lo que tiene peso y ocupa espacio, como una piedra, el agua o tú.
  - Masa (m) — Cantidad de materia de un objeto. Se mide en kilogramos.
  - Energía (E) — Capacidad de producir cambios como calentar, mover o iluminar. Se mide en julios.
  - Reacción nuclear — Cambio profundo en el núcleo del átomo. No es quemar ni derretir.
- Ecuación E = m c² — La masa perdida se convierte en energía según la ecuación de Einstein.
  - E: energía — Energía que se libera a partir de la masa desaparecida.
  - m: masa perdida — Masa que desaparece, en kilogramos. Es el defecto de masa.
  - c: luz al cuadrado — La luz viaja a 300000000 m/s. Al cuadrado es 90000000000000000, por eso sale tanta energía.
- Fisión nuclear — Romper núcleos pesados para liberar energía en centrales.
  - Qué pasa — Un núcleo pesado se rompe en dos núcleos más ligeros.
  - Dónde ocurre — En centrales nucleares que usan uranio como combustible.
  - Resultado en fisión — Los fragmentos pesan menos; esa masa perdida se vuelve energía.
- Fusión nuclear — Unir núcleos ligeros para liberar energía en estrellas.
  - Qué pasa — Dos núcleos ligeros se unen en uno más pesado.
  - Dónde ocurre — En el Sol y las estrellas, que fusionan hidrógeno.
  - Resultado en fusión — El núcleo final pesa menos; esa masa se vuelve luz y calor.
- Energía gigantesca — Una migaja de materia produce una montaña de energía útil.
  - Analogía — La masa es como moneda de oro comprimida que se cambia por montaña de billetes en calor y luz.
  - Ejemplo: 1 gramo — Si 0,001 kilogramos se convierten totalmente, da energía para miles de casas por días.
    - Cálculo — E = 0,001 por 300000000 al cuadrado = 90000000000000 julios.
  - Defecto de masa — Diferencia entre peso inicial y final. Es la masa que se volvió energía.

La materia se puede convertir en energía en reacciones nucleares. Un pedacito diminuto de materia esconde una cantidad gigantesca de energía. Por eso brilla el Sol y por eso funcionan las centrales nucleares.

En química normal la masa se conserva: si quemas papel, la ceniza y el humo pesan lo mismo que el papel inicial. En cambios nucleares no ocurre así. Una parte pequeña de la masa, llamada defecto de masa, desaparece. Esa masa perdida no se pierde, se convierte en energía según la regla de oro descubierta por Einstein: E = m c², donde m es la masa que desaparece en kilogramos y c es la velocidad de la luz, 300000000 metros por segundo. Como c es gigantesca y está al cuadrado, multiplicar por c² es multiplicar por 90000000000000000, por eso cualquier migaja da algo enorme.

Hay dos formas principales de lograrlo. En la fisión, un núcleo pesado se rompe en dos más ligeros, como ocurre en centrales nucleares con uranio. En la fusión, dos núcleos ligeros se unen en uno más pesado, como ocurre en el Sol y las estrellas con hidrógeno. En los dos casos el peso final es un poquito menor que el peso inicial y esa diferencia se vuelve energía.

Por ejemplo, si 0,001 kilogramos de materia se convierten totalmente en energía, E = 0,001 por 300000000 al cuadrado = 90000000000000 julios. Eso es muchísimo: con solo un gramo se obtiene la energía que consumen miles de casas durante días para calentar, mover e iluminar.