Conceptos Fundamentales de la Energía: Tipos, Transformaciones y Fuentes
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La Energía: Definición y Principios Fundamentales
La energía es una magnitud física que mide la capacidad de un cuerpo para producir cambios en él o en otro cuerpo.
La energía se transmite mediante procesos como el trabajo y el calor. Al variar la energía de un cuerpo, se producen cambios en sus propiedades, tales como temperatura, estado de agregación, altura o velocidad, a menudo manifestados en forma de calor.
Principio de Conservación de la Energía
La energía no se puede crear ni destruir; solo se puede transformar, transportar y transmitir de unos cuerpos a otros.
Tipos Principales de Energía
Energía Térmica
Relacionada con el movimiento de los átomos y otras partículas.
Cuando un cuerpo cede o absorbe energía térmica, ocurren cambios de estado o cambios de temperatura.
Ejemplos: Calentar una cazuela, la radiación solar.
Energía Eléctrica
Relacionada con las cargas eléctricas en movimiento.
Cuando las cargas se mueven, se crea una corriente eléctrica que transporta energía para realizar diversas funciones.
Aplicaciones: Lavadora, batidora, horno, cargador.
Energía Química
Es la energía almacenada en las uniones (enlaces) de los átomos de las sustancias.
La energía de las pilas se debe a reacciones químicas en su interior. Al quemar algo, se rompen estas uniones liberando energía.
Ejemplos: Pilas, baterías, combustibles.
Energía Nuclear
Es la energía que desprenden los núcleos de los átomos en materiales radiactivos.
En el Sol y las estrellas se produce la fusión nuclear, liberando energía. En las centrales nucleares se produce la fisión nuclear, liberando energía radiante.
Ejemplos: Central nuclear, el Sol.
Energía Radiante
Es la energía transportada por las ondas electromagnéticas. Se le denomina radiación y, según su energía, puede producir diferentes efectos, como atravesar el cuerpo humano.
Energía Cinética
Es la energía que posee un cuerpo debido a su movimiento. Depende de su masa y su velocidad.
Energía Potencial
Es la energía que tiene un cuerpo por estar en una determinada posición (como la altura) o por su estado de deformación. Depende de su masa y su posición o deformación.
Energía potencial gravitatoria: A mayor altura y masa, mayor energía.
Energía potencial elástica: Mayor deformación del arco (o muelle), mayor energía.
Energía Mecánica
Es la suma de la energía cinética y la energía potencial.
Relación entre Energía, Trabajo y Potencia
El trabajo es la energía transformada al aplicar una fuerza que produce un desplazamiento.
La potencia mide la eficacia de una máquina mediante la cantidad de trabajo que puede realizar durante un intervalo de tiempo.
Fuentes de Energía
Definición de Fuente de Energía
Una fuente de energía es cualquier material o recurso natural que se utiliza para obtener energía aprovechable.
Fuentes de Energía Renovables
Son aquellas cuyos recursos se recuperan tras su utilización, ya sea porque no se agotan (ej. viento) o porque se regeneran en un tiempo corto (ej. biocombustible: bioetanol, leña).
Fuentes de Energía NO Renovables
Son aquellas que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada. Los recursos consumidos no se reponen en escalas de tiempo humanas, por lo que acabarán agotándose. Incluyen los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural) y los radiactivos (uranio, plutonio).
Aprovechamiento de las Fuentes de Energía
Uso de Energía Renovable
Biomasa para autobuses nuevos.
Viento (eólica) para mover embarcaciones o generar electricidad.
Agua (hidráulica) para norias o generación eléctrica.
Sol (solar) para calentar agua o generar electricidad.
Uso de Energía NO Renovable
Combustibles fósiles para calefacción o motores de gasolina/diésel; material radiactivo para radiografías y tratamientos médicos.
Centrales de Conversión Eléctrica
Centrales eólicas e hidráulicas: Usan la energía cinética del viento o el agua para convertirla en energía eléctrica.
Centrales solares fotovoltaicas: Usan la energía del Sol para convertirla en electricidad mediante paneles solares fotovoltaicos.
Centrales Térmicas
Utilizan el calor (generalmente generado por la quema de combustibles fósiles o fisión nuclear) para convertir agua en vapor, el cual mueve turbinas para generar electricidad.