Energètica

Energètica

La energètica és l'estudi científic de les transformacions durant el fluix i almagasenament d'energia. L'energia fluïx a totes les escales, des del nivell quàntic fins a la biosfera i l'espai exterior, en conseqüència l'energètica és una disciplina molt àmplia, que pren part de, entre unes atres, la termodinàmica, la química, la biologia, la bioquímica i la ecologia. És objecte de debat continu el tema dels llímits entre les distintes disciplines: on termina i escomença a ser energètica. Per eixemple, Lehninger (1973, p. 21) sosté que, considerant que la termodinàmica s'enfronta a intercanvis d'energia de qualsevol tipo, deu ser cridada energètica.

Objectiu

En general, l'energètica s'interessa en la busca dels principis que descriguen de forma precisa les transformacions de l'energia - tant útil com de pèrdues - durant el seu fluix i almagasenament.

Per principis deu entendre's en este context tot aquell fenomen que és invariable en el temps i que és observat de forma idèntica per diferents observadors. Un fenomen que complix en estos requisits és cridat principi o llei fonamental de la branca de la ciència a la que es referix. Per supost, per a que un fenomen siga considerat una llei fonamental, deu contar en l'acort de la majoria de la comunitat científica.

En definitiva, l'objectiu últim de l'energètica és per tant la descripció de les lleis fonamentals. Filòsofs de la ciència com Reiser (Reiser 1926, p.432) han postulat que les lleis de la termodinàmica poden ser considerades lleis de l'energètica. Prenent en consideració este postulat, l'energètica tindria per objectiu l'obtenció de prediccions fiables sobre les transformacions durant el fluix i almagasenament d'energia a qualsevol escala, des de lo nano a lo macro.

Història

L'història de l'energètica resulta controvertida. Alguns autors mantenen que els orígens de l'energètica poden remontar-se als primers estudis al respecte en la antiga Grècia, mentres que la formalisació matemàtica va començar en els treballs de Leibniz. Richard de Villamil en 1928 diu que va ser William John Macquorn Rankine qui va formular la ciència de l'energètica en la seua Outlines of the Science of Energetics publicat en les actes de l'Associació Filosòfica de Glasgow en 1855.

Noms destacats són W. Ostwald i E. Mach que varen continuar desenrollant l'estudi de l'energètica, aplegant a finals de el XVIII a la conclusió de que les teories propostes eren incompatibles en el model atòmic propost per Boltzmann uns anys abans per a la seua teoria dels gasos. En 1920, Alfred Lotka, en un intent d'unir el model atòmic de Boltzmann en l'energètica i la teoria de l'evolució, va escriure que el principi de selecció natural postulat per la teoria evolutiva era tal que favoria la maximización de la transformació del fluix d'energia útil. Este postulat va influir enormement en els treballs sobre energètica ecològica d'anys posteriors, especialment en el treball d'Howard Thomas Odum.

De Villamil, en un intent per clarificar l'alcanç de la ciència de l'energètica sobre atres branques de la física, va dividir la mecànica en dos branques:

• Energètica; la ciència de la energia
• Dinàmica; la ciència del moment

Conforme a esta divisió, l'energètica segons Villamil pot ser caracterisada per equacions escalares, mentres que la dinàmica requerix equacions vectorials. Les dimensions per a la dinàmica seran puix espai, temps i massa, mentres que per a l'energètica seran llongitut, temps i massa. (Villamil 1928, p.9). Esta divisió està basada en presuposts fonamentals sobre les propietats dels cossos, expressades estes d'acort a cóm es respon a les següents dos preguntes:

• ¿Estan les partícules rígidamente unides entre sí?
• ¿Hi ha algun mecanisme per a parar els cossos en moviment?

Seguint a Villamil, la dinàmica respondrà sí a la primera pregunta i no a la segona, mentres que l'energètica respondrà no a la primera i sí a la segona.Per lo tant, en el sistema de classificació de Villamil, la dinàmica assumix que les partícules estan rígidamente unides i no poden vibrar, en conseqüència deuen estar en el zero de temperatura. La conservació del moment és una conseqüència d'este punt de vista, no obstant, només pot ser considerada certa en llògica i no és una representació verdadera dels fets (Villamil 1928, p.96). Pel contrari, en energètica no s'assumix que les partícules estiguen rígidamente unides, per tant poden vibrar i en conseqüència estar a una temperatura distinta de zero.