03-Balance de energía

Un objeto o un sistema de objetos que contienen una forma de energía pueden transformar esa forma en otra diferente; por ejemplo, un vehículo que consume combustible transforma la energía del mismo en adquirir velocidad, es decir, energía cinética. La Ley Fundamental de la Energía dice: “la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma”. Esto significa que conociendo la masa y la velocidad de un vehículo, podríamos calcular la cantidad de combustible que ha consumido. A esta Ley también se le llama Primer Principio de la Termodinámica.

Un objeto que está a una cierta altura contiene energía potencial. Al soltarlo va aumentando su velocidad según va cayendo. La máxima velocidad del objeto se produce justo antes de chocar contra el suelo, cuando la energía potencial es nula. Es decir, a cada altura, la energía potencial que ha perdido se ha transformado en energía cinética.

Otro ejemplo de transformación lo tenemos cuando se estira la goma de un tirachinas, adquiriendo energía elástica. Luego, esta energía elástica se transforma en energía cinética de la piedra que se lance:

RENDIMIENTO

En los análisis anteriores no se ha tenido en cuenta que en cualquier movimiento existe una resistencia o rozamiento al objeto que se mueve. Si lo hubiéramos tenido en cuenta, una parte de la energía inicial se habría desperdiciado en forma de rozamiento y, por tanto, de calor.

En realidad, todos los procesos en los que hay transformaciones energéticas tienen pérdidas de energía en forma de rozamiento o de calor imposibles de aprovechar, ésto es lo que constituye el Segundo Principio de la Termodinámica. Para valorar las pérdidas se utiliza el rendimiento energético, que es la relación en tanto por ciento entre la energía útil que se puede obtener respecto a la energía total que se consume en la transformación:

Así, se puede hablar del rendimiento de motores, que consumen combustible o energía eléctrica para obtener velocidad o elevar masas. Algunos valores típicos de rendimiento pueden ser: