¿Influye la temperatura o el color de un cuerpo sólido en su peso? | Ciencia

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La respuesta rápida es que sí influyen, aunque la diferencia es tan pequeña que se vuelve imperceptible. Pero vamos por partes. En su correo electrónico, también nos pregunta si un semáforo tiene un peso diferente dependiendo de si tiene luz roja o verde encendida. La luz del semáforo funciona con leds. Para responder a la pregunta, debemos saber que la luz verde tiene una frecuencia más alta que la roja, es decir, la luz verde correspondería a una energía más alta. El funcionamiento de un Led se basa en la unión de un elemento n y p. Un semiconductor, n, lo que significa que tiene una gran cantidad de electrones, y un semiconductor p que tiene una gran cantidad de agujeros. En esa unión hay una barrera energética entre las zonas n y p que pueden ser atravesadas por los portadores de carga bajo el efecto de un campo eléctrico. ¿Lo que pasa? Que los electrones que cruzan esta barrera se combinen con los agujeros y en este proceso pueden emitir radiación y esa radiación depende del ancho de la banda. Para que el Led emita una luz verde, los electrones del material Led tienen que ganar una energía con respecto a la configuración de equilibrio, suficiente energía para emitir a esa frecuencia. Entonces, por la equivalencia masa-energía, eso significa que la materia que emite la luz verde tiene una masa mayor, pero, como dije al principio, esa diferencia es tan mínima que es indetectable.

Además, tenga en cuenta que el equilibrio completo de todo el sistema es muy complejo porque la energía necesaria para llevar los electrones al nivel más alto de energía la proporciona una fuente externa que alimenta continuamente el sistema. Parte de esta energía se usa para llevar los electrones a niveles de energía más altos, pero parte de esta energía abandona el sistema en forma de radiación de luz, luego, en el balance de energía, debemos tener en cuenta todo esto y desde allí sería que hay Un cambio de masa pero sería muy pequeño. Y también debemos tener en cuenta la eficiencia de los dispositivos LED que serían la potencia de la radiación emitida dividida por la potencia eléctrica suministrada al sistema. Si la eficiencia fuera 1, la energía suministrada se convertiría totalmente, pero no siempre es así porque generalmente hay pequeñas pérdidas, por ejemplo, en forma de calor.

En cuanto a su pregunta sobre si la temperatura influye en el peso, para la equivalencia de masa y energía, en principio sí, pero, nuevamente, es mínimo, tendríamos que tener un gran cambio de temperatura para apreciarlo. Para darle una idea, un cambio de temperatura de un grado en un mol de un elemento corresponde a un cambio en la masa del orden de un picograma que es 10-12 Y eso significa que la diferencia es indetectable.

El rastro de la ola de calor en las capitales europeas, desde el espacio.
El rastro de la ola de calor en las capitales europeas, desde el espacio.

El color también puede afectar, pero nuevamente la diferencia es tan pequeña que tampoco es detectable. El color viene dado por la longitud de onda que no es absorbida por un material sino que se refleja. Un objeto es verde porque refleja la frecuencia de radiación que corresponde al verde, ya que refleja que no está absorbiendo esta energía adicional que tiene esta radiación con respecto al rojo, por ejemplo, este principio puede resultar en un cambio de masa con respecto a Un objeto que está absorbiendo la luz verde pero en realidad son cambios tan pequeños que no pueden ser detectados.

Si voy a la famosa ecuación de energía igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado, esta ecuación nos dice que un cambio de masa viene dado por el cambio de energía dividido por la velocidad de la luz al cuadrado. Pero la velocidad de la luz al cuadrado es un número enorme, al dividir la energía por ese número tenemos un número muy, muy pequeño al final. Eso significa que aunque haya un cambio de masa es mínimo.

Linda zotti Es doctora en química-física computacional y ciencias de la superficie e investigadora en la Universidad Autónoma de Madrid.

Pregunta enviada por correo electrónico por Cristina Rico de Gaspari

Nosotros respondemos Es una oficina científica semanal, patrocinada por la Fundación Dr. Antoni Esteve, que responde a los lectores & # 39; Preguntas sobre ciencia y tecnología. Son científicos y tecnólogos, miembros de AMIT (Asociación de Mujeres Investigadoras y Tecnólogas), que responden a estas preguntas. Envíenos sus preguntas a answer@gmail.com o Twitter #nosotrasresponder.

Coordinación y redacción: Victoria toro

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