Tipos de energía: transformaciones en sistemas materiales y fuentes renovables
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Variaciones de energía en los sistemas materiales
Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.
Ejemplos de variaciones de energía en los sistemas materiales:
- La energía potencial que tiene la bola (energía de los cuerpos cuando están en una posición distinta a la de equilibrio): energía potencial y cinética.
- La energía cinética de la bola se transfiere a las aspas en forma de energía eléctrica: energía cinética.
- La energía cinética (energía que tienen los cuerpos en función de su temperatura): energía térmica y cinética.
- La energía térmica (forma de energía que se desprende o absorbe en las reacciones químicas): energía térmica y química.
- La energía química: energía química y térmica.
La energía y sus formas
- Energía electromagnética: se trata de la energía que transportan las llamadas ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio y televisión, los hornos microondas y los rayos X.
- Energía mecánica: es la energía que poseen los cuerpos por el hecho de moverse a una determinada velocidad (energía cinética) o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio (energía potencial).
- Energía química: es la energía que se desprende o se absorbe en las reacciones químicas. Por ejemplo, una reacción de combustión.
- Energía eléctrica: es la energía que se produce, por ejemplo, en una pila o la batería de un coche. Gracias a ella se puede hacer girar un motor y poner en movimiento un coche.
- Energía nuclear: es la energía que se libera en los procesos de fisión nuclear (ruptura de un núcleo atómico grande en dos más pequeños) o de fusión nuclear (unión de dos núcleos atómicos menores para formar uno mayor).
Fuentes de energía no renovables
- La energía de los combustibles fósiles: como el carbón, el petróleo o el gas natural. Su denominación proviene de su formación a partir de restos vegetales y diminutas criaturas marinas que vivieron hace millones de años.
Problemas: los suministros son limitados.
- La energía nuclear: que utiliza la energía liberada en las reacciones nucleares para su transformación en energía eléctrica o térmica.
Problema: dada la peligrosidad que tendría cualquier escape de sustancias radiactivas.
Fuentes de energía renovables
- La energía geotérmica: que aprovecha el calor interno de la Tierra y se emplea para generar electricidad o para calefacción.
Problema: requiere taladrar a gran profundidad, proceso que resulta difícil y costoso.
- La energía hidráulica: que aprovecha los saltos de agua de las presas de los embalses para hacer girar la turbina de un generador de energía eléctrica.
Problema: en algunas ocasiones, la construcción de embalses con este fin ha provocado la desaparición de núcleos rurales.
- La energía solar: que se basa en el aprovechamiento de la energía radiante que nos llega del Sol para transformarla en energía eléctrica o transferirla a circuitos de agua caliente o calefacción.
Problema: su eficacia disminuye en países con menos días soleados y en latitudes elevadas.
- Energía eólica: que aprovecha la fuerza del viento para hacer girar las aspas que mueven las turbinas de los generadores de energía eléctrica.
Problema: deben emplazarse en zonas de viento habitual y requieren extensiones de terreno.
- La energía mareomotriz: que hace uso de los movimientos de las masas de agua producidas durante la subida y bajada de las mareas.
Problema: deben utilizarse grandes ensenadas.
- Energía de los biocombustibles: que proceden de materia vegetal, ya sea de plantaciones al efecto o de residuos vegetales.
Problema: se necesitan grandes áreas dedicadas al cultivo, lo que paradójicamente puede acarrear problemas de deforestación.
Transformación de la energía en el mundo material
Sistemas materiales
- Abiertos: si intercambian materia y energía con otro. Ejemplo: hielo sin tapar.
- Cerrados: si solo pueden intercambiar energía, pero no materia. Ejemplo: hielo tapado.
- Aislados: si no intercambian ni materia ni energía con otro. Ejemplo: termo.
Transformación internacional
Dos cuerpos o sistemas materiales.
- Agente físico: calor, café y hielo.
- Trabajo: 2 hielos.
Trabajo: desplazamiento provocado por la acción de una fuerza.
Transformación en un sistema material
Cambio en las propiedades iniciales de un sistema.
Ejemplos de transformación
- Cambio de posición (movimiento).
- Hielo: aumento o disminución de la temperatura.
- Cambio de forma.
- Cambio de volumen.
La energía
Propiedades de los sistemas materiales
El café tiene la capacidad de transferir el calor.
Ejemplo: hielo y café: transferencia de energía (calor); uno gana y otro pierde más calor hasta que igualan las transferencias.
El resorte tiene la capacidad de transferir trabajo.
Ejemplo: coche y resorte. Energía (julios), energía del coche (movimiento), capacidad de transferir calor. La energía se conserva en su totalidad al realizar un trabajo.