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• Este documento trata sobre la Materia y la Energía, y una agenda de los temas a tratar.

Temperatura

• Es una medida de la energía cinética promedio de las partículas en un sistema.
• La temperatura cuantifica qué tan caliente o frío está un objeto o sustancia en comparación con una referencia.
• Se mencionan tres escalas de temperatura principales: Celsius (°C), Fahrenheit (°F) y Kelvin (K).
• Celsius usa el punto de congelación del agua (0 °C) como referencia.
• Fahrenheit usa el punto de congelación del agua (32 °F) como referencia.
• Kelvin es una medida termodinámicamente absoluta, donde 0 K es el punto en el que las partículas tienen la menor energía posible.
• Se muestran las fórmulas para convertir entre temperaturas Celsius y Fahrenheit:
  • Tc = (TF - 32) / 1.8
  • TF = 1.8 * TC + 32
• La fórmula para convertir de Celsius a Kelvin es: TK = TC + 273.15
• Ejemplo de conversion: Una dermatologa usa nitrogeno líquido a -196 °C para remover lesiones de piel, y para calcular la temperatura en Fahrenheit del nitrogeno.

Energía

• Es la magnitud física que representa la capacidad de un sistema para realizar trabajo, generar movimiento o producir cambios en sí mismo o en su entorno.
• Se distinguen dos clases principales de energía: cinética y potencial.

Energía Cinética (KE)

• Es la energía de movimiento.
• Todo objeto que se mueve tiene energía cinética.

Energía Potencial (PE)

• Es la energía determinada por la posición de un objeto o por la composición química de una sustancia.
• Una roca grande en la cima de una montaña tiene energía potencial debido a su localización; al bajar de la montaña, esa energía potencial se convierte en cinética.
• La comida y los combustibles fósiles tienen energía potencial.
• Al digerir comida o quemar gasolina, la energía potencial se convierte en energía cinética para realizar trabajo.
• Calor (q): Es la energía asociada con el movimiento de partículas.
  • Cuanto más rápido se mueve una partícula, mayor es el calor o la energía termal de la sustancia.
• La energía se cuantifica en unidades llamadas Joules (J).
  • Joules (J): Es la cantidad de energía necesaria para realizar un trabajo (W) cuando una fuerza (F) de 1 Newton desplaza un objeto 1 metro en la misma dirección de la fuertz. : 1 J = 1 N · 1 m
• Ejemplo de unidades de energía:
  • Un desfibrilador genera un choque de alta energía de 360 J, equivalentes a 86 calorías (cal).
  • 1 cal = 4.184 J

Energía y Nutrición

• La energía provista por la comida permite al cuerpo realizar trabajo, ya sea crecimiento y reparación de células.

Energía en la comida

• Se mide en calorías (Cal). 1 Cal = 1000 cal, 100 Cal = 440 kJ
• La cantidad de energía que contiene un producto alimenticio se determina usando un calorímetro.
  • Una muestra del alimento se quema dentro del calorímetro, calentando el agua que encapsula la cámara. El calor liberado por el alimento aumenta la temperatura del agua.
• La densidad calórica de una muestra de comida depende de las tres macromoléculas principales que contiene:
  • Carbohidratos: 4 kcal/1 g
  • Grasas: 9 kcal/1 g
  • Proteínas: 4 kcal/1 g
• La FDA establece que un producto alimenticio con menos de 5 calorías por porción se puede rotular como que tiene cero (0) calorías, es importante prestar atención a los productos que se comercializan como "sin calorías".