La Física moderna (1889-01-01 00:00:00), página 4

A esta unidad se le ha dado el nombre de erg (de una palabra griega que significa trabajo), y se representa generalmente por la letra (W). La fórmula que lo exprese en función de las unidades fundamentales será, según la definición:

\[
W = F \times L = M L T^{-2} \times L = M L^2 T^{-2}
\]

En las aplicaciones industriales la unidad de trabajo que se emplea es el kilogrametro; es decir, el trabajo que desarrolla un kilogramo al caer desde un metro de altura; es conveniente, por lo tanto, conocer la relación que hay entre el kilogrametro y la unidad de trabajo del sistema C., G., S., ó sea el erg.

En el kilogrametro la fuerza es el kilogramo que vale 1.000 gramos, y como cada gramo equivale á 980 dynas, se tiene que la fuerza será: \(1.000 \times 980\) dynas. La longitud, en el kilogrametro, es el metro = 100 centímetros. Así, se tendrá:

kilogrametro = \(100 \times 1.000 \times 980 = 98.000.000\) ergs,
ó
kilogrametro = 98 megaergs.

Otra unidad industrial de trabajo es el caballo de vapor, que equivale al trabajo que se necesita desarrollar en un segundo para elevar 75 kilogramos á un metro de altura: se ve, pues, que el caballo de vapor es equivalente á 75 kilogrametros.

Es, por lo tanto, fácil hallar la relación entre el caballo de vapor y el erg, pues basta multiplicar el valor encontrado antes para el kilogrametro por 75; así se tendrá:

Caballo de vapor = \(75 \times 98\) megaergs = 7.350 megaergs.

La unidad de caballo de vapor se toma generalmente como unidad de potencia, designándose con esta palabra el trabajo que puede dar un motor en la unidad de tiempo. Así se dice caballo-hora, que es el trabajo dado por un caballo de vapor en una hora; por lo tanto, el caballo-hora en kilogrametros será \(75 \times 3.600 = 270.000\) kilogrametros, pues la hora tiene 3.600 segundos. Si se quisiera tener la relación entre el caballo-hora y el erg, se tendrá:

Caballo-hora = 270.000 × 98 megaergs.

También es fácil hallar las dimensiones de la unidad de potencia en el sistema C., G., S., pues según la definición dada antes de potencia, se tendría llamándola (P):

\[
P = \frac{W}{T} = \frac{ML^2T^{-2}}{T} = ML^2T^{-3}
\]

Las unidades derivadas que antes hemos indicado pertenecen al grupo de las llamadas unidades mécanicas, y bastan en general para encontrar las magnitudes eléctricas. El medio que se emplea para deducirlas es, como se ha visto, sencillo, y podrá encontrarse todas las que fueran necesarias siguiendo una marcha parecida.

Mas antes de dar por concluido lo que se refiere á las unidades derivadas, nos parece conveniente indicar en este sitio una nueva forma en que se admite el trabajo, que es lo que se llama energía, que se usa con frecuencia en las aplicaciones.

Energías.—Se da el nombre de energía al trabajo que es capaz de ejecutar un cuerpo. Como se ve, no se trata ahora del trabajo que hace un cuerpo, sino del que puede efectuar.

Así, si se tiene suspendido un peso de 10 kilogramos á 2 metros del suelo, puede efectuar un trabajo si, dejándolo libre, obrara la fuerza de la gravedad; este trabajo estará medido por el peso del cuerpo (10 kilogramos) multiplicado por el camino recorrido (2 metros); pero mientras esté suspendido el cuerpo se dice sólo que es capaz de efectuarlo; esto es lo que se llama energía en reserva ó energía potencial, que es precisamente á lo que nos referimos ahora; pues si el cuerpo se deja libre efectuará lo que hemos llamado trabajo, que también se nombrá energía dinámica ó en acción.

La energía es efectivamente un trabajo, si bien aun no efectuado, pero que se debe medir análogamente que aquél: así es; el erg es también la unidad de energía potencial.

La energía no puede desaparecer nunca, es decir, es indestructible: lo único que se puede hacer es transformarla: en esto está basado la correlación y unidad de las fuerzas físicas. Hoy se admite por la mayor parte de las autoridades científicas que la luz, el calor y la electricidad son diferentes modos del movimiento de la materia, y que esos agentes son únicamente distintas formas de la energía mecánica.

Como se acaba de decir, la electricidad es otra forma de la energía: así, para obtenerla hay que suponer un trabajo efectuado: del mismo modo transformando la electricidad puede dar un trabajo mecánico. Por esta razón una máquina de vapor pone en movimiento una dinamo ó máquina eléctrica; hay un trabajo efectuado, el de la máquina de vapor, que produce energía eléctrica. Después, la máquina eléctrica puede producir la luz ó el calor, ó bien otro trabajo mecánico, por ejemplo, hacer mover un motor.

Se ve, pues, la relación estrecha que debe existir entre el rendimiento de un motor y la electricidad producida por una máquina, relación que hay que determinar en muchas aplicaciones.

Mas para encontrar esta relación basta hallar la que existe entre la unidad de trabajo, el erg y el equivalente mecánico del calor, que es el trabajo que produce una caloría, y que como se sabe, ha sido valuado en 424 kilogrametros. Como antes se ha visto cuál es el valor del kilogrametro, se deducirá fácilmente:

equivalente mecá. de una cal. = \(424 \times 98\) megaergs = 41.552 megaergs.

Resta ahora definir la caloría en el sistema C., G., S., para lo cual aplicaremos el mismo razonamiento que se ha empleado al hallar las otras unidades derivadas.

La caloría industrial es la cantidad de calor necesario para calentar un kilogramo de agua de 0º á 1º centigrado; así en el sistema C., G., S. la unidad caloría será la cantidad de calor necesario para elevar un grano de agua de 0º á 1º centigrado.

Dicha unidad es, pues, mil veces más pequeña que la industrial (es la relación del gramo al kilogramo); por lo tanto el equivalente mecánico de la