Principios Esenciales de la Energía y el Calor: Una Visión General

Conceptos Fundamentales de la Energía

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir transformaciones en ellos mismos o en otros. Es una propiedad que se puede medir, y su unidad en el Sistema Internacional es el julio (J).

Tipos de Energía

• La energía cinética (Ec) es la que poseen los cuerpos en movimiento.
• La energía potencial (Ep) es la energía almacenada en algunos cuerpos o sistemas. Un tipo común es la energía potencial gravitatoria, que es la que tienen almacenada los cuerpos cuando se encuentran situados a una determinada altura.
• La energía mecánica (Em) es la suma de la energía cinética y la energía potencial (Em = Ec + Ep).

Calor y Temperatura

El calor o energía térmica es la energía cinética media de las partículas que forman la materia. La temperatura (T) es la magnitud que mide la energía térmica.

El termómetro es el instrumento utilizado para medir la temperatura. La unidad de medida comúnmente empleada es el grado.

Escalas de Temperatura

Existen diferentes escalas de temperatura. Para establecerlas, se toman dos puntos de referencia y se asigna un valor de temperatura a cada uno de ellos. Los puntos elegidos suelen ser el de congelación y el de ebullición del agua.

• La escala Celsius es la escala que se utiliza en la vida cotidiana. Se mide en °C y asigna 0°C a la temperatura de congelación del agua y 100°C al de ebullición.
• La escala Kelvin es la escala científica, y su unidad es el kelvin (K). Esta escala asigna 273.15 K a la congelación del agua y 373.15 K a la ebullición.

Otras Formas de Energía y Principios

La energía térmica es la que poseen los cuerpos por estar a una temperatura, de modo que cuanto mayor sea la temperatura, mayor es su energía térmica.

La energía interna es la suma de todas las energías que poseen las partículas que forman un cuerpo. Medirla es prácticamente imposible, por lo que se miden sus variaciones.

La potencia (P) es el trabajo realizado por unidad de tiempo. Se mide en vatios (W).

Un principio fundamental es que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma (Principio de Conservación de la Energía).

Fuentes de Energía

Fuentes de Energía No Renovables

Son aquellas de las que hay una cantidad limitada y que se pueden agotar. Incluyen:

• Los combustibles fósiles, que provienen de la descomposición de materia orgánica a lo largo de millones de años, como el petróleo, el carbón y el gas natural.
• Los combustibles nucleares.

Fuentes de Energía Renovables

Son aquellas que no se agotan, ya sea porque su cantidad es ilimitada o porque se regeneran. Ejemplos incluyen:

• Energía solar
• Energía eólica
• Energía mareomotriz
• Energía geotérmica
• Energía de la biomasa
• Energía hidráulica

Fórmulas Clave en Energía y Trabajo

• Energía Cinética (Ec): Ec = ½ · m · v²
• Energía Potencial Gravitatoria (Ep): Ep = m · g · h
• Energía Mecánica (Em): Em = Ec + Ep
• Trabajo (W): W = F · Δs
• Potencia (P): P = W / t