E=mc^2 TAMBIÉN EN QUÍMICA

y siguiendo con lo mismo... en algun momento de todo eso... la energía se transforma en masa o siempre queda como energía?? y para el final la otra parte.. en algun momento se cambia masa por energía o simplemente se cambia energía por energía??? no importa lo pequeña y despreciable que sea la diferencia, pregunto si existe o no la transformación...

Para hacerlo más simple, supongamos que las moléculas del papel son como masas con resortes.

Si están sueltas, tienen una cierta energía dada por su masa.

Al combinarse y formar papel (cosa que requiere energía que el árbol saca del sol), es como si esas masas se aproximaran y comprimieran los resortes.

La energía necesaria para aproximar las masas se acumula en el sistema, y si se tuviera una balanza lo suficientemente sensible se podría pesar antes y despues y tener la diferencia. La energía permanece en el papel como ese exceso de masa.

Al quemar el papel se vuelven a separar las moléculas, éstas pierden esa pequeña diferencia de masa y esa diferencia se convierte en calor y luz.

Hay transformación de masa en energía y viceversa, pero no hay transformación de un elemento en otro: las transformaciones son reversibles, con el tiempo el CO2 y H2O de la combustión del papel volverán a ser procesados por algún vegetal y el proceso se repite.

Más detalle: los productos de la combustión están calientes, y pierden energía por radiación y demás hasta que llegan a la temperatura ambiente. Mientras están más calientes, también tienen más masa que cuando se enfrían.

En el caso de las reacciones nucleares sí hay transformación de un elemento en otros, y el proceso no es reversible, al menos no en nuestro ambiente.


Saludos.

buens... aver... existe algo denominado energia libre de gibbs, que se define como entalpia menos temperatura por entropia.
la energia libre de la celulosa, respecto a el dioxido de carbono y el agua que la forman, es mayor. es decir, la celulosa es termodinamicamente inestable respecto a las moleculas que los atomos que la componen formarian en SPT. y justamente, para sobrellevar esta diferencia energetica, la planta utiliza energia solar, ya que la formacion de celulosa es endotermica.

luego, cuando uno "quema" (la combustion es un termino coloquial para "reaccion de oxidacion(perdida de electrones) por aire") celulosa u otras cosas, lo que hace es revertir el proceso. y ahora el proceso de transformar la celulosa en CO2 y H2O es exotermico, y se libera energia, ya que la energia libre de estas moleculas es menor que la de la celulosa.

en fin, no hace falta recurrir a analogias con sistemas fisicos... por ejemplo, el hidrogeno molecular es muy estable termodinamicamente respecto del hidrogeno atomico... eso quiere decir que tiene menos energia libre, y que si ponemos hidrogeno atomico, el mismo va a formar hidrogeno molecular espontaneamente... como el molecular tiene menos energia, esto libera calor al medio (y en efecto, el hidrogeno atomico se utiliza para soldar algunos metales)

ahora, pregunto lo siguiente... voy a aceptar de momento que en las reacciones quimicas parte (aunque muy pequenia) de la masa se transforma en energia...
que es lo que impide que TODA la masa se transforme en energia? es decir, porque ESA pequenia parte de masa lo hace y no el resto?
y aun aceptando que solo una pequenia parte de masa lo hace... nada me impide repetir suscesivas reacciones quimicas (las suficientes) y asi podria transformar completamente masa en energia...
a lo que voy es que esa perdida de masa en energia trae consecuencias que no ocurren, por lo que sospecho que no debe ser tan como vos decis... y al mismo tiempo, a que se debe la supuesta perdida/cambio de masa al calentar, segun vos?

K

gracias por acortarme un poco más las orejas.....

Lo que sucede al formarse la celulosa es que aumenta la energía en el valor entregado por el sol, esa energía está embebida en la celulosa, esa energía pesa (poquito, pero pesa).

Al descomponerse la celulosa, la energía de los componentes será ahora menor que la de la celulosa, y los productos sueltos pesan menos.

Sólo hay conversión masa<->energía por el valor de energía para generar celulosa o para quemarla.

No sé cual es el combustible más energético, pero aún para él las variaciones de masa son muy pequeñas.

No, nada te impide repetir las reacciones químicas, pero eso sólo hace que la energía pase del sol a la celulosa, esta aumenta su masa, al quemarse disminuye su masa en la misma cantidad, y aquí no ha pasado nada. Eso viene ocurriendo en la naturaleza desde hace mucho tiempo, la operación es reversible.

Un ejemplo más fácil de ver: hay una masa colgada de un hilo. Al levantarla más, aumenta su energía potencial, aumenta su masa, al bajarla, disminuye su energía potencial y por lo tanto su masa. Nada se pierde, nada desaparece, si no hay rozamientos.

Lo mismo pasaría con un resorte: lo estiramos, aumenta su energía, aumenta su masa, al dejarlo suelto, disminuye su energía, lo mismo su masa, y salvo rozamientos, no se crea ni desaparece nada.

Lo mismo si se calienta un cuerpo, aumenta su masa, al enfriarse disminuye, y no hay cambios si no hay fugas de calor.

Por supuesto, esto no es posible de realizar sin pérdidas en la vida real.

En algún post anterior están los valores de cuanto cambia la masa para ejemplos como los dados aquí, que no inventé yo, los saqué de un libro de física.

Esa pérdida de masa no existe: tomas CO2+H2O, masa total X. Generas celulosa y tendrás una masa X+deltax que es la energía necesaria para generar celulosa, que pesa deltax.

Al quemarla, se recupera X masa de CO2+H2O, y la energía deltax que se usa para calentar la pava del mate. La celulosa sirvió de reservorio para la energía del sol, sólo que como masa, esa energía es muy pequeña con respecto a X.

Parece que en química estás mejor que yo, así que podrías calcular la energía necesaria para generar celulosa (que es la que devuelve al quemarse), y por

E=mc^2 despejando m= E/c^2 tendrías en cuanto varía la masa.

Einstein fue el que primero dijo esto.

La energía pesa, o mejor dicho, tiene masa, y la masa se puede calcular con esa expresión. Uno tal vez no está acostumbrado a que eso sea así para todo.

Cuando nos recomiendan caminar para bajar de peso, nos están aconsejando mal: tenemos más masa al caminar, por aumentar la velocidad. Bueno, es una excusa para la pereza como cualquier otra.

Saludos.

veamos entonces... de e=mc^2 tenemos que 1 nanogramo equivale a 90 kJ.
y sabiendo que el calor de combustion de la celulosa es 14,2 kJ/gramo, eso implicaria que cada gramo de celulosa deberia pesar 0,15 nanogramos mas respecto a las masas del CO2 y el H2O...
sinceramente no se si contamos con equipo para pedir numeros con 10 ordenes de presicion, asi que por ahora voy a aceptar que la diferencia energetica se deba a masas... no me cuesta nada admitirlo porque mientras las energias no sean EXTREMAS, puedo despreciar 10^-9 respecto de 1 sin escrupulos, para todos los fines practicos a los que un quimico se ve expuesto

K

como ya se ha dicho varias veces, la teoría de la relatividad, toma sentido en las grandes energías.... para el resto la física clásica es más que suficiente...
lo mismo ocurre con la cuantica, solo resulta utilizable en lo mu pequeño... no es que alla fallas en esas mecánicas, solo sucede que para la mayoría de las aplicaciones, están en extremos no utilizables, eso no le resta importancia ni utilidad, por favor no me malentiendan, solo digo que en lo cotidiano y utilizable por el hombre y con las limitaciones de hoy en día......

pero lo que dije en el post anterior indica que es posible que la energia provenga de una diferencia de masas, solo que un error de 10 ordenes de magnitud inferiores es despreciable para todos los fines practicos...

en el caso de la cuantica, la misma no es aplicable a sistemas macroscopicos por dos razones: 1) la ecuacion de schroedinger se vuelve imposible de resolver para sistemas complejos... ya es imposible de resolver para atomos tipo oxigeno, es obvio que para un sistema macroscopico es absolutamente imposible, ya que el calculo de ecuaciones diferenciales tiene muchas limitaciones practicas
2) la teoria cuantica en si es aun inmadura como para ser aplicada a sistemas macroscopicos sin concluir cosas "ridiculas" para nosotros (leer la paradoja "El gato de schrodinger")

K

Hola, pues bien esa formula de conversion de materia en energia no solo se aplica en quimica sino en todos los campos, incluso en electricidad, hay circuitos eléctricos bastante comunes ocurren reacciones nucleares dentro del conductor y de allí sacan energía nuclear, simple, barata para uso corriente, sin peligrosidad, sin camaras de vacio y exageradas tecnologias, mira acá por ejemplo:

http://members.fortunecity.es/energr...ar/nuclear.htm

Saludos

Esos sistemas son mucho más eficientes para sacer dinero del bolsillo de los que los compran que para sacar energía de la barra de carbón.

Saludos.