Corresponde a la sesi�n de GA 5.5 ENERG�A �PURA?
La energ�a es una propiedad inherente a la materia. La materia posee energ�a almacenada que se debe, por una parte, a la posici�n o a la altura de un cuerpo y, por otra, a la naturaleza o las sustancias de que est� hecho el cuerpo al que se hace referencia, ya que a cada elemento o compuesto le corresponde cierta cantidad de energ�a qu�mica almacenada a la que se le denomina contenido energ�tico.
Cuando se lleva a cabo un fen�meno qu�mico, �ste va acompa�ado por una manifestaci�n de energ�a, ya sea que haya absorci�n o desprendimiento de ella, debido a la energ�a qu�mica que almacenan las sustancias
Lo anterior significa que, cuando la energ�a qu�mica almacenada de los reactivos es mayor que la energ�a de los productos, hay un excedente de energ�a que se libera, pues la energ�a se mantiene constante, es decir, no se crea ni se destruye. Por ejemplo, al reaccionar metano (gas combustible) con el ox�geno (gas comburente), hay desprendimiento de energ�a como producto, porque el contenido energ�tico del metano y del ox�geno es mayor al que posee el di�xido de carbono y el agua, que son las sustancias que se forman durante la reacci�n:
Por lo tanto, si, al reaccionar, una o varias sustancias producen otras con mayor contenido energ�tico, habr� absorci�n de energ�a por parte de los reactivos, como lo muestra la siguiente reacci�n de fotos�ntesis:
Las sustancias de gran contenido energ�tico se utilizan como combustible, ya que al reaccionar con el ox�geno se genera una gran cantidad de energ�a en forma de luz y calor.
Los alimentos tambi�n almacenan energ�a qu�mica y mediante �stos los organismos obtienen la energ�a necesaria para vivir, es decir, para formar y renovar tejidos, mantener su temperatura, realizar trabajo muscular, etc�tera.
Los alimentos contienen nutrimentos tales como los carbohidratos, los l�pidos (grasas), las prote�nas y las vitaminas, a los cuales se les denomina biogen�sicos (por ser de origen org�nico); otros nutrimentos de origen inorg�nico son el agua y los minerales como el sodio, el f�sforo, el azufre, el cloro, el cobalto, el manganeso y el zinc.
Los organismos utilizan los alimentos para obtener de ellos energ�a y nutrimentos; estos �ltimos son descompuestos para ser utilizados en el crecimiento y restauraci�n celular. A este proceso de transformaci�n se le denomina metabolismo.
La energ�a que se puede metabolizar a partir de los carbohidratos es de 4 kcal por gramo; de los l�pidos, de 9 kcal por gramo y, de las prote�nas, de 4 kcal por gramo. Se recomienda que en una dieta adecuada se ingieran alimentos que proporcionen aproximadamente 3 000 kcal por d�a (seg�n la actividad f�sica que se desempe�e), que contengan, de manera balanceada, todos los nutrimentos. Por ejemplo: 75 g de prote�nas, 80 g de l�pidos y de 400 a 500 g de carbohidratos. Adem�s, se debe considerar que el agua es muy importante como nutrimento y que los seres humanos necesitan de 2 a 2.5 l por d�a, aunque los alimentos tambi�n proporcionan una cantidad proporcional de ella que se conoce como agua metab�lica.
Es necesario recordar que los organismos obtienen energ�a a trav�s de un mecanismo autotr�fico o heterotr�fico.
El mecanismo autotr�fico es propio de las plantas, algas y cianobacterias que, a partir de di�xido de carbono y energ�a luminosa del Sol, producen ox�geno y glucosa. De �sta �ltima se forman mol�culas m�s complejas.
El mecanismo heterotr�fico es propio de organismos como los de los animales; �stos ingieren el alimento previamente elaborado (carbohidratos, l�pidos, etc�tera), sus c�lulas lo oxidan mediante la respiraci�n y con ello producen 
, vapor de agua y otras sustancias de desecho.
Eficiencia de un motor de combusti�n interna
Para que un motor funcione, �ste requiere de combustible que, al reaccionar, desprende energ�a. En el caso del motor de combusti�n interna, la energ�a del combustible se transforma en potencia y movimiento, de tal forma que la fuerza producida sirve para hacer funcionar un autob�s, una h�lice y un generador, entre otras cosas.
El motor de cuatro tiempos es el motor de combusti�n interna m�s conocido, y su funcionamiento se lleva a cabo en cuatro etapas, las cuales son:
Primer tiempo (admisi�n): tiene lugar la penetraci�n de una mezcla de combustible y aire a la v�lvula de admisi�n, al bajar el pist�n.
Segundo tiempo (compresi�n): el pist�n sube y comprime la mezcla al reducir el volumen.
Tercer tiempo (explosi�n): al encender la buj�a, �sta provoca la explosi�n de la mezcla; en este momento el pist�n es empujado y baja.
Cuarto tiempo (expulsi�n): los gases producidos por la explosi�n son expulsados a trav�s de la v�lvula de expulsi�n; en este momento el pist�n baja.
Representaci�n esquem�tica del funcionamiento de un motor de cuatro tiempos.
La combusti�n es una oxidaci�n violenta, la cual, a su vez, desprende energ�a en forma de calor y luz. Los principales productos de ella son: el , el vapor de agua y la energ�a.
Ejemplos de este proceso son la combusti�n del gas de la estufa, de la le�a, y del carb�n. En todos estos fen�menos se presenta una oxidaci�n y, por lo tanto, tambi�n tiene lugar una reducci�n, ya que cuando se produce la combusti�n de una de estas sustancias, el ox�geno se reduce ganando electrones y el elemento que se oxida los pierde.
En el organismo de los seres vivos existen procesos de "combusti�n org�nica", los cuales se denominan as� por la similitud que guardan con los productos obtenidos. Sin embargo, no son propiamente combustiones, pues no son, oxidaciones violentas.
Un ejemplo de �stas es la degradaci�n de la glucosa que, durante la respiraci�n celular, produce , 
y energ�a, de acuerdo con la siguiente reacci�n:
En esta ecuaci�n se observa que cada �tomo de ox�geno "gana" 2 electrones (se reduce) y el carbono "pierde" 4 electrones (se oxida).
La oxidaci�n del gas butano es una combusti�n inorg�nica, ya que no se efect�a en los seres vivos. Su reacci�n es la siguiente:
El carbono es uno de los elementos m�s importantes en el planeta; adem�s de que se encuentra presente en aproximadamente un mill�n de compuestos naturales, sin �l no ser�a posible la vida, ya que se encuentra en la composici�n de las sustancias org�nicas (plantas y animales) y los nutrimentos biogen�sicos (l�pidos y prote�nas, entre otros).
El carbono es inodoro, ins�pido, insoluble en �cidos y bases, y no se funde. En la naturaleza se presenta en varias formas alotr�picas: cristalinas (como el diamante y el grafito) y amorfas (como la hulla, el lignito y los carbones).
A temperaturas altas y en presencia de ox�geno forma di�xido de carbono ; constituye el 0.04 % de la composici�n del aire y, si es limitado el suministro de ox�geno, se forma mon�xido de carbono (CO), que es extremadamente venenoso y puede causar dolor de cabeza o incluso la muerte, si se inhala.
El di�xido de carbono interviene en la fotos�ntesis y en la formaci�n de glucosa, az�car indispensable para los vegetales que, a su vez, son fuente alimenticia de los organismos heter�trofos.
El regresa a la naturaleza como producto de la respiraci�n de los seres vivos, por erupciones volc�nicas y por combustiones.
Debido a este ciclo natural las cantidades de en el aire no presentan cambios considerables. Sin embargo, las actividades humanas s� lo est�n alterando.
El nitr�geno es muy importante en la composici�n del aire, se encuentra en un 78% y act�a como disolvente del ox�geno, haciendo m�s lentas las reacciones de combusti�n. Es un gas incoloro, inodoro e ins�pido, poco soluble en agua y en alcohol, no arde ni facilita la combusti�n.
Se encuentra formando compuestos muy importantes, como el amoniaco 
, el nitrato de potasio 
y otros compuestos nitrogenados.
El nitr�geno es importante para los seres vivos: las plantas sintetizan prote�nas a partir de compuestos como nitratos y nitritos, y los herb�voros transforman las prote�nas vegetales en prote�nas animales.
El nitr�geno del aire no puede ser utilizado directamente por las plantas, pero algunas bacterias lo transforman en nitritos y nitratos.
Durante las tormentas el�ctricas se produce mon�xido de nitr�geno (NO), �ste reacciona con el ox�geno del aire, formando di�xido de nitr�geno 
que, a su vez, reacciona con el agua produciendo �cido nitroso 
y �cido n�trico 
; que se transforman en nitritos y nitratos al combinarse en el suelo con �xidos y carbonatos.
Tambi�n existen bacterias que degradan los nitritos y nitratos del suelo, de ese modo, el nitr�geno retorna libre a la atm�sfera.
En el ciclo del nitr�geno es importante la participaci�n de las bacterias.
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