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Tipo: Resúmenes
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En este ensayo se verán los conceptos de lo que es la energía y toda su variedad de clasificaciones, esto será en base a la lectura del tema y del comprendimiento de los temas se verán transquividos los aprendizajes que se han obtenido a través de diversas redes informáticas o incluso libros específicos al tema a criticar, se encontrara posiblemente ante los ideas originales que dieron este tema. En si la humanidad desde el inicio ha tenido que satisfacer su necesidad de energía para satisfacer algunas demandas vitales o transcindibles. Se da a entender que la energía ha sido siempre una parte vital de lo que es la historia desde la creación de la primer fuente de energía de la cual el hombre tuvo el control: el fuego. Desde esa simple creación el hombre encontró diversos usos para facilitar su vida como la búsqueda de calor y a través de la historia se ha visto la creación de mas y mas fuentes de energía con la cual la industrialización día a día a facilitado la vida del hombre y esto se puede notar con tan solo ver alrededor y observar las facilidades que nos ha brindado la energía y sus creaciones. Aunque la mayoría de las energías no son indispensables para el ser humano ya se han vuelto inseparables de este ya que como personas estamos tan acostumbrados a la facilidades que tenemos, que los medios energéticos dejaran de funcionar, las comodidades a las que estamos tan acostumbrados, simplemente desaparecerían dejándonos en un en el cual seria difícil seguir en una vida a la cual no estamos acostumbrados.
Tipos de Energía Energía hidroeléctrica La energía hidroeléctrica es electricidad generada aprovechando la energía del agua en movimiento. La lluvia o el agua de deshielo, provenientes normalmente de colinas y montañas, crean arroyos y ríos que desembocan en el océano. La energía que generan esas corrientes de agua puede ser considerable, como sabe cualquiera que haya hecho descenso de rápidos. Este tipo de energía lleva años explotándose. This energy has been exploited for centuries. Los agricultores, desde la Grecia antigua han utilizado molinos de agua para moler trigo y hacer harina. Localizados en los ríos, los molinos de agua recogen el agua en movimiento en cubos situados alrededor del molino. La energía cinética del agua en movimiento gira el molino y se convierte en la energía mecánica que mueve el molino. La energía hidroeléctrica es aquella que se genera al transformar la fuerza del agua en energía eléctrica. Para aprovechar dicha fuerza, se construyen grandes infraestructuras hidráulicas capaces de extraer el máximo potencial de este recurso renovable, libre de emisiones y autóctono. Te contamos todo sobre ellas. ¿QUÉ SON LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS? Aunque es habitual escuchar los términos embalse, presa y central de forma indistinta, lo cierto es que cada uno de ellos hace referencia a una realidad diferente que de forma sencilla se podría identificar de la siguiente manera: Presa: es la infraestructura de obra civil. Entre sus características físicas destacan la altura sobre los cimientos, la longitud de coronación y el volumen de hormigón. Embalse: es el almacén de agua. Para conocer su situación real hay que analizar, principalmente, dos variables: el nivel del agua y el volumen almacenado. Central: es la construcción donde están localizados los grupos de generación. Las dos magnitudes básicas para definir una central hidroeléctrica son el salto y el caudal.
Las centrales hidroeléctricas convierten en energía eléctrica la diferencia de energía potencial que tiene una determinada masa de agua al trasladarla entre dos puntos situados a distinta altitud o cota. Para ello se hace circular un caudal de agua por un circuito hidráulico que salva el desnivel entre dos puntos, lo que se conoce comúnmente como salto, y en el que el agua va adquiriendo velocidad a medida que la energía potencial se va transformado parcialmente en energía cinética. La turbina es la encargada de transformar esa energía cinética en energía mecánica, para que el generador la transforme a su vez en energía eléctrica. Por último, el caudal de agua abandona la turbina y desagua de nuevo al río sin apenas velocidad y con la energía potencial que corresponde a la altura del punto de desagüe.
Sostenible: La energía hidroeléctrica ayuda a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero. Flexibilidad: Los recursos hidráulicos facilitan la gestión de los picos de demanda energética al poder utilizar el agua embalsada de forma flexible. Control: Los embalses resultan especialmente útiles a la hora de regular el caudal de un río para evitar, por ejemplo, crecidas peligrosas. Costes: Aunque la inversión necesaria para la puesta en marcha de una central hidroeléctrica es alta —su desarrollo conlleva la construcción de pantanos, presas, canales, etc.—, los costes de explotación son bajos. Respaldo: Su flexibilidad operativa se presenta como complemento y respaldo esencial para el desarrollo de otras tecnologías renovables de generación intermitente como la solar fotovoltaica y la eólica. La apuesta de Iberdrola por la tecnología hidroeléctrica se remonta a sus orígenes y se enmarca en su compromiso con la generación de una energía 100% renovable, sin emisiones contaminantes a la atmósfera, que reduce la dependencia energética del exterior y que, además, es capaz de responder a las necesidades de la demanda en tiempo real, representando así una herramienta fundamental para aumentar la seguridad y garantizar el suministro eléctrico.
Energía térmica La energía térmica (también energía calórica o energía calorífica) es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Este movimiento de las partículas implica que los átomos tengan una determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor, energía térmica o energía calorífica. En cierto modo, la energía calorífia es la energía interna de un cuerpo. La energía interna de un sistema termodinámico se puede cambiar de dos maneras: realizando un trabajo en el sistema y mediante el intercambio de
La energía requerida para la transición de fase de una unidad de masa de una sustancia se denomina calor específico de la transformación de fase. Cambios de fase del agua Un ejemplo de este fenómeno lo podemos observar con el agua. Si al agua líquida se le suministra calor, esta aumenta la temperatura hasta llegar a los 100 grados Celsius. Entonces, en ebullición. A partir de esta temperatura la transferencia de energía se utiliza para cambiar el estado líquido a gas (vapor de agua). En este momento la temperatura permanecerá constante hasta que toda el agua sea vapor. Cuando toda el agua es vapor, la temperatura puede seguir subiendo. Energía atómica La unión o destrucción de estos enlaces genera una enorme cantidad de energía que se puede aprovechar de varias formas: electricidad, armas nucleares, propulsión de vehículos… A menudo, cuando nos referimos a la energía atómica o nuclear nos referimos a la energía obtenida con este origen. El nombre de energía nuclear se utiliza debido a que la mayor parte de la energía de un átomo reside en su núcleo. Existen dos tipos de reacciones nucleares que liberan energía: o En las reacciones de fisión se rompe un átomo muy grande (con muchos protones y neutrones). Los átomos de uranio son ideales porque son muy grandes e inestables. o En las reacciones de fusión el objetivo es unir dos átomos muy pequeños (por ejemplo, de hidrógeno). Estas reacciones también liberan una gran cantidad de energía. Son más difíciles de conseguir pero ofrecen muchas ventajas.
Las centrales atómicas (o centrales nucleares) se encargan de obtener la energía atómica del núcleo de los átomos para generar electricidad.
Todas las centrales atómicas disponen de un reactor nuclear. El reactor nuclear es el encargado de generar las reacciones de fisión de los átomos. ¿Qué son las reacciones de fisión? Son reacciones que dividen el núcleo de un átomo. Estas reacciones atómicas generan una gran cantidad de energía térmica. Gracias a esta gran cantidad de energía se utiliza para generar vapor - o aumentar la presión del agua, dependiendo del tipo de reactor - para accionar una turbina. La turbina va conectada a un alternador que es el encargado de generar electricidad. Durante el proceso la energía sufre las siguientes transformaciones: Partimos de un átomo con una gran cantidad de energía nuclear contenida en él.
V e n t a j a s La energía atómica permite obtener una gran cantidad de energía con poco combustible. No depende de los combustibles fósiles. Esto significa que no emite gases de efecto invernadero y no contribuye al calentamiento global. Por lo tanto, no afecta negativamente al cambio climático. I n c o n v e n i e n t e s El combustible gastado continúa siendo radioactivo y es muy difícil de gestionar. La radiactividad de los residuos nucleares perdura durante decenas de años. Existe la posibilidad de accidentes nucleares. A pesar de que los sistemas de seguridad de las centrales atómicas son muy avanzados, siempre existe la posibilidad de sufrir algún accidente nuclear. Los desastres nucleares son poco frecuentes pero muy dañinos como lo fueron los accidentes nucleares de Chernobyl y Fukushima. Energía cinética En la mecánica clasica, la energía cinética de un objeto es la energía que posee debido al hecho de estar en movimiento. La energía cinética también se define como la cantidad de trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una determinada masa hasta una cierta velocidad. Esta energía será constante mientras la velocidad del cuerpo se mantenga. Se diferencian dos tipos dependiendo del movimiento: La energía cinética de traslación, en la que el objeto describe una trayectoria lineal. La energía cinética de rotación, en la que el objeto gira sobre sí mismo. La energía cinética se mide en julios (J) según el sistema internacional de unidades.
La fórmula de la energía cinética de traslación es la siguiente: Donde:
En la naturaleza existen muchas formas de energía (por ejemplo, la energía nuclear, la energía eléctrica, la energía química o la cinética). La energía no se puede crear o destruir, pero sí transformarse de un tipo a otro. Un caso particular son estos dos tipos de energía: la suma de las dos es la energía mecánica. La energía potencial es la energía mecánica asociada a la localización de un cuerpo dentro de un campo de fuerza, por ejemplo, la fuerza de la gravedad. Si un objeto está a una determinada altura tiene energía potencial gravitacional (que depende de la altura). Si lo dejamos caer pierde energía potencial y se transforma en energía cinética (energía de movimiento). Un ejemplo es una montaña rusa. La energía mecánica de las vagonetas se mantiene constante, pero en cada subida y bajada el balance entre energía potencial y cinética varía constantemente.
Se distinguen dos tipos: § Energía cinética de traslación, en la que el objeto se mueve de un punto a otro § Energía cinética de rotación, en la que el objeto gira sobre sí mismo. E n e r g í a p o t e n c i a l La energía potencial es el trabajo que un objeto es capaz de realizar como resultado del estado del objeto. Este estado puede ser la ubicación en un campo de fuerza (por ejemplo, la gravedad) o la configuración interna del objeto. La magnitud de la energía potencial no está definida en sí misma. Solo se ha determinado la diferencia de tamaño. Existen diferentes tipos: o Energía potencial elástica, que depende de la energía almacenada en su interior (por ejemplo, un muelle). o Energía potencial gravitatoria, que depende de la gravedad y, por lo tanto, de la altura. o Energía potencial eléctrica. o Energía potencial química, cuando depende de su composición química.
En el día a día existen muchos ejemplos: Una pelota que cae. Si sostenemos una pelota con la mano tiene la energía potencial y no tiene energía cinética. Si la soltamos, empezará a adquirir velocidad y a perder altura. Lo que es lo mismo, aumenta la energía cinética y disminuye la energía potencial. Un motor eléctrico la corriente eléctrica se convierte en energía cinética. Un generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Se trata del mismo caso del motor eléctrico, pero en el sentido inverso. Una central hidroeléctrica (energía hidráulica) aprovecha la energía potencial del agua en la parte superior. Cuando el agua cae, la energía potencial se convierte en cinética.
Un motor de combustión interna es un motor térmico que obtiene energía mecánica de la energía química quemando combustible. En el caso de la energía eólica los molinos aprovechan la energía cinética de las moléculas de aire para girar. Energía potencial La energía potencial es la energía que un objeto posee debido a su posición en un campo de fuerzas. También puede ser debido a la configuración de sus partes. Esta forma de energía es una magnitud escalar cuya unidad de medida del Sistema Internacional de Unidades es el joule (J). Esta forma de energía se asocia con las fuerzas que actúan sobre un cuerpo de tal manera que esto sólo depende de la posición del cuerpo en el espacio. Estas fuerzas pueden ser representadas por un vector en cualquier punto del espacio formando. Este vector se conoce como campo vectorial de fuerzas o campo de fuerzas.
Si un cuerpo que se mueve de una posición inicial a una posición final, el trabajo queda determinado solamente por estas dos posiciones. Por lo tanto, no depende de la trayectoria del cuerpo. Cuando esto sucede, existe una función llamada energía potencial que puede ser evaluada a las dos posiciones para determinar el trabajo. Estel término fue introducido por el ingeniero y físico escocés del siglo XIX William Rankine. sin embargo, tiene relación con el concepto del filósofo griego Aristóteles sobre la potencialidad.
Los tipos de energía potencial más comunes son: § Energía potencial gravitacional que depende de la posición vertical y de la masa de un objeto. § Energía potencial elástica de un muelle o de un elemento plástico. Es la capacidad que tiene un cuerpo de almacenar energía tensionando sus enlaces químicos.
Energía química Dependiendo de la naturaleza de las reacciones químicas, éstas pueden liberar energía o absorberla. La energía química tiene una estrecha relación con la termodinámica en el que aparecen conceptos de energía interna, entalpía y procesos termodinámicos. Ejemplos de energía química A continuación unos cuantos ejemplos de energía química: Energía nuclear. En las reacciones nucleares de fisión o fusión se generan alteraciones químicas en los átomos que permiten obtener energía en forma de calor. La combustión de un combustible libera energía térmica a través de reacciones químicas. La digestión por parte de un organismo vivo. Los alimentos, a través de determinadas reacciones en el estómago se convierten en energía química para el organismo. La fotosíntesis realizada en las plantas. La fotosíntesis es el proceso que transforma la energía solar en energía química.
La energía interna de una reacción química es la energía que se libera o absorbe por una reacción química entre los átomos de dos sustancias químicas. Esta energía es igual a la diferencia entre la cantidad de energía de los productos y de los reactivos. Los intercambios de energía química se producen en el curso de las transformaciones que tienen lugar a nivel de moléculas. Tipos de reacciones químicas Existen 6 tipos de reacción química: Descomposición: al convertir una sustancia compleja en otra sustancia más simple. Desplazamiento simple: se produce cuando un átomo de una sustancia se transfiere a otra sustancia.
Desplazamiento doble: los átomos de dos sustancias se intercambian unos con otros. Combustión: al elevar la temperatura de un combustible (por ejemplo, carbón) se generan reacciones químicas que liberan calor. Síntesis: es la energía que se desprende cuando se forma una sustancia más compleja a partir de dos sustancias simples.
§ La energía química es atribuible, en gran parte, a la suma de: § La energía potencial de las interacciones electrostáticas de las cargas presentes en la materia. § La energía cinética de los electrones moviéndose alrededor. § La energía nuclear en el sentido de la energía que se presenta en la unión de las partículas subatómicas (protones y neutrones) del núcleo de un átomo.
La energía química potencial es una forma de energía potencial relacionada con la disposición estructural de los átomos o las moléculas. Esta disposición puede ser resultado de los enlaces químicos entre las moléculas. La energía química potencial depende de la posición mutua de las partículas que constituyen una sustancia. La fuerza de los enlaces químicos se asocia con la distancia entre los elementos químicos. Los enlaces más fuertes son los que tienen los elementos químicos implicados más cerca. El término similar de potencial químico se utiliza para indicar el potencial de una sustancia de experimentar un cambio de configuración.
La química nuclear es una rama de la química que se ocupa del estudio de los siguientes aspectos químicos: propiedades nucleares (como la estructura del núcleo atómico, las reacciones nucleares y la desintegración radiactiva) propiedades de los elementos del final del sistema periódico (para los cuales es esencial la detección de radiación nuclear) fenómenos macroscópicos en los que intervienen procesos nucleares. Aplicación de técnicas de análisis basadas en fenómenos nucleares en el estudio de problemas científicos en una variedad de campos científicos o técnicos.
