Clasificación de las Energías
Podemos clasificar a las energías en dos grandes grupos: potenciales y cinéticas.
Energías Potenciales
Son aquellas que están relacionadas con la posibilidad que tienen los cuerpos de modificarse o modificar a otros sistemas, produciendo distintos procesos.
- Energía solar: proviene del Sol y se origina en los procesos de fusión que en él ocurren.
- Energía eléctrica: permite el pasaje de cargas eléctricas a través de un conductor.
- Energía química: es la energía interna del sistema asociada a procesos químicos.
- Energía geotérmica: está presente en el interior de nuestro planeta y se manifiesta en las erupciones volcánicas, los géiseres y las aguas termales.
- Energía nuclear: es la energía liberada durante los procesos de fusión y fisión de los núcleos de átomos inestables.
- Energía potencial gravitatoria: está relacionada con la posibilidad que tienen los sistemas de modificarse o modificar a otros debido a la interacción gravitatoria entre cuerpos.
Energías Cinéticas
Son aquellas formas de energía que están relacionadas con el movimiento de partículas, cuerpos o sistemas.
- Energía mareomotriz: asociada al movimiento de grandes masas de agua producido por las mareas.
- Energía hidráulica: posee el agua en movimiento o al cambiar de altura.
- Energía eólica: asociada al movimiento de las masas de aire.
- Energía mecánica: asociada a cambios de posición y/o velocidad del sistema. Puede presentarse en forma de energía cinética, de energía potencial gravitatoria o ambas.
La energía interna de un sistema está relacionada con el estado de agitación de las moléculas y de sus posiciones relativas dentro del sistema.
Transformación y Transferencia de la Energía
En la naturaleza ocurren una serie de transformaciones que están relacionadas con diversas formas de energía. Por ejemplo, las plantas con clorofila reciben la energía solar que es utilizada por estos seres vivos para realizar la fotosíntesis. Los seres vivos hacen uso de alguna forma específica de energía para producir cambios o transformaciones en su ambiente natural. En los procesos nombrados anteriormente, la energía almacenada en un sistema se transfiere a otro, o bien se transforma en otra forma de energía.
Hablamos de transferencia cuando la energía pasa de un sistema a otro.
Energía cinética de las aspas del molino —-> Transferencia —> Energía cinética del viento
Hablamos de transformación de la energía al proceso por el cual cambia la forma de energía, utilizándose para esto un elemento al que llamamos “convertidor”.
Ejemplo:
En un automóvil (sistema) gran parte de la energía química del combustible se transforma en energía mecánica gracias a la presencia de un motor de combustión, el cual actúa como convertidor.
Formas de Transferencia de la Energía
Como vimos anteriormente, la energía se transfiere de un sistema a otro. Este intercambio de energía puede realizarse de tres formas diferentes: calor, trabajo y radiación.
Calor
Cuando apoyamos la plancha caliente sobre la ropa, le transfiere energía aumentando su temperatura. El sistema que está a mayor temperatura, le transfiere energía al que está a menor temperatura.
Trabajo
El trabajo es otra forma de transferencia de energía que se manifiesta cuando se aplica una fuerza sobre un sistema produciendo un desplazamiento del mismo.
Radiación
La radiación es otra forma de transferencia de energía que se realiza mediante ondas electromagnéticas.
Existen otras radiaciones no visibles que transportan energía como los rayos X con los que nos sacamos las radiografías, las microondas de los hornos, las ondas de radio, los rayos ultravioleta de los que nos protegemos con filtros solares.
Conservación y Degradación de la Energía
En todas las transformaciones la cantidad total de energía se conserva.
La “pérdida” de energía se debe a que se transforma en energía interna de las distintas partes del sistema (convertidores, cables) y del medio ambiente, lo cual se manifiesta mediante el aumento de la temperatura. A esta característica de la energía por la cual parte de ella se transforma en energía no aprovechable, la denominamos degradación.
- En todo proceso de transformación, al producirse una degradación, solo una parte de ella se transforma en energía útil. Una forma de expresar la relación entre la cantidad de energía suministrada y la cantidad de energía utilizada es el rendimiento, el cual puede ser calculado mediante la siguiente ecuación:
Potencia
La potencia es una magnitud escalar que permite conocer la rapidez con que se producen los intercambios de energía. La potencia de un sistema la simbolizamos con la letra “P” y se calcula mediante la siguiente fórmula:
- La unidad j/s recibe el nombre de Watt (W).
Por lo tanto, 1000 j/s = 1000 W y 500 j/s = 500 W
1 watt = 1 J/s
Rendimiento: (energía útil / energía suministrada) x 100
Potencia: ΔEs / Δt Donde ΔEs es la variación de energía suministrada y Δt es cuánto tiempo funcionó la máquina.
Watt x segundo = Joules
Eutilizada: R x ES / 100
Esuministrada: P x Δt