Energía interna

La energía interna es otro concepto que, al igual que la energía calorífica y la energía térmica, se presta a confusión. De manera simplificada, la energía interna es la energía total de las partículas que forman a un objeto o sustancia. Todas las sustancias están formadas por diminutas partículas (átomos o moléculas); y en estas partículas hay energía de distintos tipos a nivel microscópico.

Las partículas de una sustancia se mueven continuamente, por lo tanto tienen energía cinética microscópica; esta energía corresponde, a nivel macroscópico, a la energía térmica de la sustancia.

Además en los enlaces químicos que unen entre sí a los átomos de una sustancia hay energía potencial microscópica, debido a las tensiones que hay en dichos enlaces; esta energía corresponde, a nivel macroscópico, a la energía química de la sustancia.

Finalmente, en los núcleos de los átomos también hay energía potencial microscópica debido a las tensiones provocadas por las fuerzas de atracción y repulsión entre los protones y neutrones que forman dichos núcleos; esta energía corresponde, a nivel macroscópico, a la energía nuclear de la sustancia.

Todas las sustancias están formadas por partículas y, por lo tanto, todas tienen energía térmica, energía química y energía nuclear. La energía interna de un objeto o sustancia es la suma de su energía térmica, su energía química y su energía nuclear.

En algunas fuentes de información se afirma que la energía interna es lo mismo que la energía térmica, pero esto no es correcto. La energía térmica es sólo una parte de la energía interna. Comúnmente cuando aumenta la energía térmica de una sustancia, también aumenta su energía interna. Sin embargo esto no significa que sean lo mismo.

Otras veces se confunde la energía interna con el calor (energía calorífica). Esto también es equivocado. El calor es energía que pasa de un objeto a otro debido a que tienen diferentes temperaturas (esto lo he explicado en el tema “Calor y temperatura”). El calor puede provocar un aumento de energía térmica y, en consecuencia, un aumento de energía interna. Pero el calor no es parte de la energía interna.

En conclusión, la energía interna es la suma de los diferentes tipos de energía microscópica de todas las partículas que forman a un objeto o sustancia. La energía interna está relacionada con la energía térmica y con la energía calorífica, pero son conceptos diferentes. Todas las sustancias están constituidas por partículas, por lo que todas las sustancias tienen energía interna.