La energia y sus transformaciones

La energía y sus transformaciones

La Energía

Es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo. La energía que tiene un cuerpo se puede expresar según tres tipos:

• Energía potencial. Energía que tiene un cuerpo originada por su posición en el espacio. Depende de la posición y de la masa del cuerpo.                                               Los cuerpos que se encuentren a mayor altura y con mayor masa tendrán mas energia potencial porque la Tierra ejerce una atracción mayor que sobre otro cuerpo que este a menor altura o de masa mas pequeña.                                                                    
• Energía cinética. Energía que tiene un cuerpo en movimiento. Depende de la masa y la velocidad del cuerpo.                                                                                                    El movimiento que experimenta un balón al ser pateado es una manifestación de su energía cinética.                                                                                                                         
• Energía total o mecánica. Se refiere a la suma de la energía potencial y la energía cinética de un cuerpo.                                                                                   Un cuerpo que cae de una determinada altura aumenta su energía cinética, al aumentar su velocidad de caída, y disminuye su energía potencial.                                                         

Propiedades de la energía

La energía tiene tres propiedades fundamentales:

• Transferencia. Capacidad de la energía de transmitirse de un cuerpo  a otro durante la realización de un trabajo. Por ejemplo, el agua de la represa del Guri tiene cierta energiza potencial, que se transfiere a las turbinas cuando estas se accionan con la caída de agua y se ponen en movimiento.
• Transformación. La energía ademas de transmitirse, puede transformarse en otras formas y tipos. Por lo general, la transmisión y la trasformación de la energía son procesos que se dan de manera conjunta. Por ejemplo, en el Guri la energía potencial se transforma en energía mecánica.
• Conservación. La energía del universo es constante, no se crea ni se destruye, sino que se transforma o se mantiene. Por ejemplo, los alimentos contienen energía química que se transfiere al cuerpo de las personas que los consumen; esta energía es la que permite el movimiento, el pensar y la realización de funciones como la digestión, la respiración o la excreción.

Formas de la energía

La energía se manifiesta en la naturaleza bajo distintas formas. Por ejemplo: energía química, energía lumínica, energía térmica o energía eléctrica; estas dos ultimas son formas de energía que tienen innumerables aplicaciones cotidianas.

Energía térmica

La energía térmica es producto de la agitación o el movimiento continuo que exhiben todas las partículas (átomos y moléculas) que conforman un cuerpo. En un objeto, cada partícula contribuye con una porción de energía; así, la suma de la energía individual de todas las partículas del mismo objeto constituye su energía térmica.

Cuanto mayor sea la agitación de las partículas, mayor sera la energía térmica del objeto. A medida que disminuye la vibración o agitación de las partículas, la energía térmica decrece.

La energía térmica esta asociada con la temperatura y el calor.

Calor

Manifestación de la energía térmica. De acuerdo con las propiedades de la energía, la energía se transmite en forma de calor  de un cuerpo a otro.

Temperatura

Magnitud que se utiliza para cuantificar la energía térmica que tiene un cuerpo. Se mide con un termómetro y sus unidades de medición son: grados celcius o centigrados(ºC), ademas de grados Farenheit (ºF) y kelvin (K).

Transmisión del calor

La transmisión de calor puede cambiar no solo la temperatura de un cuerpo, sino también su volumen, estado físico o su color. Esta puede transmitirse entre dos o mas cuerpos por tres mecanismos distintos:

• Conveccion. Mecanismo que se da en la transmisión de calor de líquidos y gases. La conveccion consiste en el movimiento de partículas  liquidas o gaseosas cuando se calientan.                                                                                                                           Las corrientes de conveccion del aire en la atmósfera terrestre ocasionan vientos y variaciones en la presión atmosférica, que originan lluvias y cambios climáticos. En el mar, las corrientes de conveccion de masas calientes y frías contribuyen con la formación de las corrientes marítimas.
• Conducción. Mecanismo de transmisión de calor por contacto entre objetos. Según su capacidad para conducir el calor, los materiales se clasifican como:
• Radiación. Forma de propagación de la energía, como el calor o la luz. La radiación se puede producir en ausencia de soportes materiales sólidos, líquidos o gaseosos que transmitan la energía. Por ejemplo, el calor y la luz que se generan en el Sol llegan hasta la Tierra por radiación, pues entre el Sol y la Tierra no hay sustancias apreciables.

La energía eléctrica

La energía eléctrica es la capacidad de hacer trabajo que tiene la corriente eléctrica, es decir, el movimiento de cargas eléctricas  a través de un material conductor. Con ella se pueden poner en  funcionamiento electrodomésticos, y muchos otros aparatos.

Generación de energía eléctrica

La energía eléctrica se obtiene a partir de otros tipos de energía que se aprovechan en centrales especializadas. Las mas comunes son:

• Centrales hidroeléctricas. Instalaciones en las que se transforma la energía potencial del agua contenida en una represa, en energía cinética, Por efecto de la caída del agua del embalse. El agua en movimiento acciona unas turbinas que ponen en funcionamiento los generadores que producen energía eléctrica.                                             

• Centrales térmicas. Instalaciones  que aprovechan el calor que se produce en la combustión del carbón o derivados del petroleo para activar generadores de electricidad y producir corriente eléctrica.                                                                                 
• Centrales eólicas.  Una central eólica es una instalación donde la energía cinética del aire, al moverse, se puede transformar en energía mecánica de rotación. Los aerogeneradores son palancas o aspas giran alrededor de un eje que actúa como un generador de electricidad. La energía eléctrica producida en los campos eólicos llega a unos acumuladores y de ahí pasa a las torres de alta tensión.                                            
• Centrales nucleares. Una central o planta nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear. Se caracteriza por el empleo de combustible nuclear fusionable que mediante reacciones nucleares proporciona calor que a su vez es empleado, a través de un ciclo termodinámico convencional, para producir el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica. Estas centrales constan de uno o más reactores.                                                                                                                        
• Centrales solares.Una Central Solar es aquella instalación en la que se aprovecha la radiación solar para producir energía eléctrica. Este proceso puede realizarse mediante la utilización de un proceso fototérmico, o de un proceso fotovoltáico.                                  

Transporte y almacenamiento de energía eléctrica

La electricidad se puede transportar a través de materiales conductores, como los metales o el agua. Los materiales que no  conducen bien la electricidad se llaman aislantes; algunos ejemplos son las gomas, El plástico o la madera.

Para trasportar la electricidad hasta los sitios del mundo consumo se utilizan sistemas de cableado eléctrico.

La energía eléctrica también se puede de la energía química que se almacena en las pilas y baterías. Esta es la forma mas conocida de hacer funcionar aparatos electrónicos como los relojes, computadoras portátiles y teléfonos celulares.