La Energía: Propiedades, Tipos y Fuentes
Propiedad que mide la capacidad de los cuerpos para producir cambios en sí mismos y su entorno. Se mide en Julio (J).
Tipos de Energía
- Química: Presente en alimentos y combustibles. Ej.: Al hacer deporte.
- Térmica: Asociada a la temperatura de un cuerpo. A mayor temperatura, mayor energía.
- Nuclear: Liberada al romperse los núcleos de uranio y plutonio. En centrales nucleares se transforma en energía eléctrica.
- Eléctrica: Producida por electrones en movimiento. Ej.: En un circuito eléctrico, la energía eléctrica se transforma en luz.
- Cinética: Asociada al movimiento. Ej.: Un coche. Cuanto más rápido, más energía cinética.
- Potencial: Asociada a la posición. Ej.: Agua en una presa. A mayor altura, mayor energía potencial.
Propiedades de la Energía
- Se transfiere: Cuando dos cuerpos interactúan, se produce un cambio, ya que la energía se transfiere de un cuerpo a otro. Ej.: El viento y un barco. Parte de la energía se transfiere al barco.
- Se transforma: La energía eléctrica se convierte en cinética en los motores eléctricos. La energía química se transforma en eléctrica.
- Se conserva: En cualquier cambio, la cantidad de energía se mantiene constante. La suma de las energías antes es igual a la que aparece después. Principio de Conservación de la Energía.
- Se degrada: Una parte de la energía se pierde en forma de calor y se convierte en energía térmica. Ej.: Una bombilla que se calienta en un circuito.
Rendimiento Energético
Un cuerpo puede transferir energía a otro realizando un trabajo sobre él. Se realiza trabajo cuando se ejerce una fuerza sobre un objeto en un recorrido.
Un cuerpo puede transferir energía a otro mediante calor, debido a la diferencia de temperatura entre ellos. El cuerpo caliente transfiere energía al frío, hasta que las temperaturas se igualan, alcanzando el equilibrio térmico.
La temperatura es la magnitud común a dos cuerpos en equilibrio térmico.
La temperatura final no es la media de las temperaturas iniciales, dado que intervienen factores como la masa o la naturaleza de cada cuerpo.
Escalas de Temperatura
- Escala Celsius:
- 0 °C: Temperatura de fusión del agua.
- 100 °C: Temperatura de ebullición del agua.
- Escala Fahrenheit:
- 32 °F: Temperatura de fusión del agua.
- 212 °F: Temperatura de ebullición del agua.
T(°C)/5 = (T(°F)-32)/9
Escala Absoluta o Kelvin: Utilizada en ciencia y en el S.I.- 0 K = -273.15 °C: Corresponde al cero absoluto (ausencia de energía).
T(K) = T(°C) + 273
Fuentes de Energía
Fuentes de Energía No Renovables
Cuyas reservas se consumen a un ritmo mayor al que se renuevan naturalmente.
Ventajas:
Es barata y fácil de extraer. Tecnología desarrollada.
Inconvenientes:
Reservas limitadas. Muy contaminantes. Generan residuos nucleares que requieren almacenamiento.
- Carbón: Roca sedimentaria formada a partir de residuos vegetales. En el siglo XIX sustituyó a la madera por su mayor poder energético.
- Petróleo: Mineral producido por restos orgánicos. En el siglo XX sustituyó al carbón, por su mayor poder energético y facilidad de extracción.
- Gas Natural: Mezcla de metano y otros hidrocarburos gaseosos. Elevado poder energético. Produce dióxido de carbono y agua.
- Minerales de Uranio: Uranio 235 usado en reactores nucleares de fisión.
La quema de combustibles fósiles en centrales termoeléctricas, vehículos, industrias, calefacciones arroja GASES contaminantes a la atmósfera. Ej.: dióxido de carbono, óxido de azufre y nitrógeno…
Fuentes de Energía Renovables
Aquellas cuyas reservas se consumen a un ritmo menor al que se renuevan naturalmente.
Biomasa:
Materia orgánica de origen vegetal o animal.
Aplicaciones:
- Combustible.
- Biogás.
- Biocarburantes: Cultivos de plantas adecuadas. Ej.: Bioetanol para motores de explosión.
- Aprovechamiento térmico: Incineradoras. Ej.: Calentar el agua.
Sol:
Energía solar. Es difícil de aprovechar porque es discontinua y dispersa.
Aplicaciones:
- Baja temperatura: Obtener agua caliente.
- Alta temperatura: En centrales termoeléctricas para producir electricidad.
- Fotovoltaica: Células fotovoltaicas convierten energía solar en eléctrica.
Ventajas de las Fuentes Renovables:
- Reservas inagotables.
- Impacto menor sobre el medio ambiente.
- Carácter autóctono, se producen cerca de donde se consumen, reduciendo la dependencia.
- Su uso favorece el desarrollo tecnológico.
Inconvenientes:
- Falta de conocimientos y tecnología insuficiente.
- Consumo total de energía limpia es reducido.
Energía, Desarrollo Económico y Medio Ambiente
El modelo de desarrollo económico basado en combustibles fósiles y energía nuclear ha tenido EFECTOS AMBIENTALES NEGATIVOS:
- Contaminación atmosférica.
- Lluvia ácida.
- Efecto invernadero.
- Almacenamiento de residuos nucleares de larga duración.
Hábitos de consumo que reducen el impacto ambiental:
- Reciclado de residuos.
- Aprovechamiento de fuentes de energía menos contaminantes.
Ecologistas en el s. XX mostraron preocupación por el deterioro ambiental.
Protocolo de Kyoto (2005): Reducir un 5% las emisiones para 2012.