En el epígrafe anterior ya se han comentado los tipos de energía al hablar de su transformación. Vamos a ver qué es cada una:
ENERGÍA MECÁNICA
La energía mecánica es la suma de dos energías: la energía cinética, Ec, y la energía potencial, Ep (en este curso solo vemos la energía potencial gravitatoria, pero hay otras formas de energía potencial). Matemáticamente es:
Donde:
Cuyas variables son: la masa, m; la velocidad, v; la aceleración de la gravedad (en la Tierra, cuando hablamos de la Tierra), g=9,8m/s2; la altura, h (del inglés “high”).
RECURSO TIC
Con este simulador de https://phet.colorado.edu/ estudiaremos el principio de conservación de la energía mecánica en una pista de patinaje. Podremos considerar: el efecto de la fricción o despreciarlo; simular el efecto de la gravedad en la Tierra, en la Luna, en Júpiter, etc; la masa del patinador, etc.
ENERGÍA ELÉCTRICA
La materia está formada, entre otras cosas, por electrones, que cuando se mueven producen la corriente eléctrica. La energía eléctrica es la energía que lleva asociada una corriente eléctrica.
Esta energía es la que aprovechamos para encender las luces, cargar nuestros teléfonos, etc.
ENERGÍA QUÍMICA
Como ya sabemos, casi todos los átomos cuando se encuentran en la materia, se encuentran unidos a otros átomos (salvo los gases nobles, que a esos hay que echarlos de comer aparte). La energía química es la energía asociada a los enlaces químicos que mantienen unidos esos átomos en una sustancia pura.
Esta energía es la que aprovechamos a través de los alimentos, a través de la combustión de las gasolinas para mover los coches, etc.
ENERGÍA NUCLEAR
También sabemos que los núcleos de los átomos están formados por protones y neutrones, y estos no se separan porque entre ellos existe una energía muy fuerte que los une. Cuando rompemos o metemos partículas dentro de un núcleo, se libera gran parte de esa energía, que se denomina energía nuclear, que puede ser:
- Energía de fisión nuclear
Es la energía que se libera cuando se divide el núcleo de los átomos de algunos elementos químicos (uranio, plutonio, etc.). En el proceso se generan residuos radiactivos, que pueden emitir radiaciones perjudiciales durante miles de años.
- Energía de fusión nuclear
Es la energía que se libera cuando se fusionan dos núcleos de átomos, dando lugar a un núcleo mucho más pesado. Se requieren temperaturas altísimas, pero no producen residuos radiactivos. Esta energía está en estudio, pero en un futuro posiblemente pueda ser aprovechable. Es, además, la energía que se produce en las estrellas, como el Sol.
ENERGÍA TÉRMICA
La energía térmica es la energía que posee un cuerpo, o un sistema material, debido al movimiento o agitación desordenada de las partículas que lo constituyen. Se mide con la magnitud Temperatura.
ENERGÍA LUMINOSA
El Sol y los cuerpos que están a mucha temperatura, como un rayo o una bombilla, emiten luz, que se transmite por el vacío, el aire y otros medios transparentes, mediante ondas.
La luz transporta una energía denominada luminosa o radiante. Gracias a ella se produce la fotosíntesis, que proporciona alimento a los seres vivos y oxígeno para la respiración. Los seres humanos percibidos los colores del rojo al violeta, pero no vemos la luz infrarroja o ultravioleta.
Identifiquemos formas de energía en las siguientes imágenes:
Existen dos formas de transformar la energía:
- Mediante calor
Sucede cuando dos sistemas están a diferente temperatura. Entonces, el sistema que está a más temperatura, cede energía al que está a menor temperatura. ¿Hasta cuándo? Hasta que los dos están a la misma temperatura, alcanzándose el equilibrio térmico.
- Mediante trabajo
Sucede cuando dos sistemas interaccionan entre sí mediante fuerzas que producen desplazamientos (si no hay desplazamiento, no hay trabajo).
Por lo tanto, si nos preguntan si el calor y el trabajo son formas de energía, debemos responder que no, pues el calor y el trabajo son formas de intercambio de energía.
RECURSO TIC
Con este simulador de https://phet.colorado.edu/ podrás experimentar y observar cómo se produce el intercambio de energía en forma de calor entre distintos objetos (ladrillo, hierro, agua y aceite), así como con el entorno y un sistema de calefacción/refrigeración.
Algunos ejemplos de transformación de energía son los siguientes:
Analiza los cambios de energía que tienen lugar en cada uno de estos casos: