Historia de la energía

La palabra energía deriva del griego ἐνέργεια (energeia), que aparece por primera vez en las obras de Aristóteles del siglo IV a. C. (OUP V, 240, 1991) (que incluye Física, Metafísica, Ética a Nicómaco y De Anima).

El concepto moderno de energía surgió de la idea de vis viva (fuerza viva), que Leibniz definió como el producto de la masa de un objeto y su velocidad al cuadrado, creía que se conservaba la vis viva total. Para explicar la desaceleración debida a la fricción, Leibniz afirmó que el calor consistía en el movimiento aleatorio de las partes constituyentes de la materia, un punto de vista descrito por Bacon en Novum Organon para ilustrar el razonamiento inductivo y compartido por Isaac Newton, aunque pasaría más de un siglo. hasta que esto fue generalmente aceptado.

Émilie marquise du Châtelet en su libro Institutions de Physique ("Lecciones de física"), publicado en 1740, incorporó la idea de Leibniz con observaciones prácticas de Gravesande para mostrar que la "cantidad de movimiento" de un objeto en movimiento es proporcional a su masa. y su velocidad al cuadrado (no la velocidad en sí misma como enseñó Newton, lo que más tarde se llamó impulso).

En conferencias de 1802 ante la Royal Society, Thomas Young fue el primero en utilizar el término "energía" en su sentido moderno, en lugar de vis viva. En la publicación de 1807 de esas conferencias, escribió:

El producto de la masa de un cuerpo por el cuadrado de su velocidad puede llamarse propiamente su energía.

Gustave-Gaspard Coriolis describió la "energía cinética" en 1829 en su sentido moderno, y en 1853, William Rankine acuñó el término "energía potencial".

Durante algunos años se discutió si la energía era una sustancia (el calórico) o simplemente una cantidad física.

Termodinámica

El desarrollo de las máquinas de vapor requirió que los ingenieros desarrollaran conceptos y fórmulas que les permitieran describir las eficiencias mecánicas y térmicas de sus sistemas. Ingenieros como Sadi Carnot, físicos como James Prescott Joule, matemáticos como Émile Clapeyron y Hermann von Helmholtz, y aficionados como Julius Robert von Mayer, todos contribuyeron a la noción de que la capacidad de realizar ciertas tareas, llamadas trabajo, estaba de alguna manera relacionada a la cantidad de energía en el sistema. En la década de 1850, el profesor de filosofía natural de Glasgow William Thomson y su aliado en la ciencia de la ingeniería William Rankine comenzaron a reemplazar el antiguo lenguaje de la mecánica con términos como "energía real", "energía cinética" y "energía potencial". William Thomson (Lord Kelvin) fusionó todas estas leyes en las leyes de la termodinámica, lo que ayudó al rápido desarrollo de las explicaciones de los procesos químicos utilizando el concepto de energía de Rudolf Clausius, Josiah Willard Gibbs y Walther Nernst. También condujo a una formulación matemática del concepto de entropía por parte de Clausius y a la introducción de las leyes de la energía radiante por parte de Jožef Stefan. Rankine, acuñó el término "energía potencial". En 1881, William Thomson declaró ante una audiencia que:

El mismo nombre energía, aunque fue utilizado por primera vez en su sentido actual por el Dr. Thomas Young a principios de este siglo, sólo ha entrado en uso prácticamente después de que la doctrina que la define... se elevó de la mera fórmula de la dinámica matemática a la posición ahora contiene un principio que impregna toda la naturaleza y guía al investigador en el campo de la ciencia.

Durante los siguientes treinta años más o menos, esta nueva ciencia en desarrollo recibió varios nombres, como la teoría dinámica del calor o la energía, pero después de la década de 1920, en general, se la conoció como termodinámica, la ciencia de las transformaciones de la energía.

A partir del desarrollo de las dos primeras leyes de la termodinámica en la década de 1850, la ciencia de la energía se ha ramificado desde entonces en varios campos, como la termodinámica biológica y la termoeconomía, por nombrar algunos; así como términos relacionados como entropía, una medida de la pérdida de energía útil, o potencia, un flujo de energía por unidad de tiempo, etc. En los últimos dos siglos, el uso de la palabra energía en varias vocaciones "no científicas" Por ejemplo, los estudios sociales, la espiritualidad y la psicología han proliferado en la literatura popular.

Conservacion de energia

En 1918 se demostró que la ley de conservación de la energía es la consecuencia matemática directa de la simetría traslacional de la cantidad conjugada con la energía, a saber, el tiempo. Es decir, la energía se conserva porque las leyes de la física no distinguen entre diferentes momentos de tiempo (ver el teorema de Noether).

Durante una conferencia de 1961 para estudiantes universitarios en el Instituto de Tecnología de California, Richard Feynman, un célebre profesor de física y premio Nobel, dijo esto sobre el concepto de energía:

Hay un hecho, o si se quiere, una ley, que rige los fenómenos naturales que se conocen hasta la fecha. No se conoce ninguna excepción a esta ley; hasta donde sabemos, es exacta. La ley se llama conservación de la energía; afirma que hay una cierta cantidad, a la que llamamos energía, que no cambia en los múltiples cambios que sufre la naturaleza. Esa es una idea muy abstracta, porque es un principio matemático; dice que hay una cantidad numérica, que no cambia cuando pasa algo. No es una descripción de un mecanismo, ni nada concreto; es simplemente un hecho extraño que podamos calcular algún número, y cuando terminamos de ver a la naturaleza pasar por sus trucos y calcular el número nuevamente, es lo mismo.—  Las conferencias de Feynman sobre física