Energía: Formas, Transferencia y Termodinámica

La Energía: Conceptos Fundamentales y Aplicaciones

La energía es la magnitud física que describe la capacidad de los cuerpos para realizar transformaciones, ya sea en sí mismos o en otros cuerpos.

Formas de Energía

• Energía Mecánica: Asociada al movimiento (cinética), la posición en un campo gravitatorio (potencial) o la deformación (elástica) de los cuerpos.
• Energía Eléctrica: Presente en la corriente eléctrica.
• Energía Nuclear: Liberada en las reacciones nucleares de fusión y fisión.
• Energía Térmica: Fluye entre cuerpos con diferencia de temperatura.
• Energía Química: Almacenada en los enlaces químicos de los compuestos.
• Energía Radiante: Transportada por las ondas electromagnéticas.

Energía Térmica Interna

La energía térmica interna es la suma de todas las energías de las partículas (átomos, moléculas, iones) que constituyen un cuerpo. Una mayor agitación térmica implica una mayor energía cinética de las partículas.

Temperatura y Escalas Termométricas

La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas de un sistema y es una propiedad común a dos cuerpos en equilibrio térmico. Las escalas de temperatura más comunes son:

• Celsius (°C)
• Kelvin (K) - Unidad del Sistema Internacional (SI)
• Fahrenheit (°F)

Transferencia de Calor

El calor es energía térmica en tránsito y se transfiere de un cuerpo a otro de tres maneras principales:

• Conducción: Transferencia de calor a través de un material, por contacto directo. Los metales son buenos conductores, mientras que la madera y el plástico son malos conductores (aislantes). El vacío es el mejor aislante.
• Convección: Transferencia de calor mediante el movimiento de un fluido (líquido o gas). El aire caliente, por ejemplo, asciende y desplaza al aire frío.
• Radiación: Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas. El Sol, por ejemplo, emite calor por radiación.

Cambios de Estado

• Evaporación: Paso de líquido a gas en la superficie del líquido.
• Ebullición: Paso de líquido a gas en todo el volumen del líquido (ocurre a 100°C para el agua a presión atmosférica normal).
• Fusión: Paso de sólido a líquido.
• Condensación: Paso de gas a líquido (ocurre a 100°C para el agua a presión atmosférica normal).

Dilatación Térmica

La dilatación térmica es el aumento de volumen que experimentan los cuerpos al aumentar su temperatura.

• Dilatación de líquidos: Depende del incremento de temperatura y de la naturaleza del líquido.
• Dilatación de gases: No depende de la naturaleza del gas.

Termodinámica

La termodinámica es la rama de la física que estudia las transformaciones de energía en los procesos físicos y químicos.