Energía
¿Qué es la energía?
La energía es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética). Es una magnitud homogénea con el trabajo, por lo que se mide en las mismas unidades, es decir en julios en el Sistema Internacional. Según la forma o el sistema físico en que se manifiesta, se consideran diferentes formas de energía: térmica, mecánica, eléctrica, química, electromagnética, nuclear, luminosa, etc.
Aunque la energía puede cambiar de forma en los procesos de conversión energética, la cantidad de energía se mantiene constante conforme con el principio de conservación de la energía que establece que la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma". Por consiguiente, la energía total de un sistema aislado se mantiene constante y en el universo no puede existir creación o desaparición de energía, sino transferencia de un sistema a otro o transformación de energía de una forma a otra.
Foro Nuclear
Generación de energía
En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica, lumínica, nuclear, solar entre otras), en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador eléctrico; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan.
Desde que se descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países en vías de desarrollo apenas disfrutan de sus ventajas
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¿Comó se tranforma la energía?
Los mecanismos de transferencia de energía son procesos por los cuales se transfiere energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.
En el siguiente informe se expondrá conceptos y ejemplos de cada uno de los mecanismos antes mencionados. Esperamos que sea de su agrado.
La energía adopta muchas formas, entre las que seincluye la energía cinética, asociada al movimiento; laenergía potencial, relacionada con la posición; laenergía térmica, asociada al movimiento de las moléculas y átomos de un cuerpo o sustancia; y laenergía química, que se obtiene a partir de reacciones químicas.
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Clases de energía
Energía Térmica o Calorífica
Es la energía que se intercambia entre dos cuerpos con diferentes temperaturas. El calor es una forma de energía que se transfiere de unos cuerpos a otros como consecuencia de la diferencia de temperatura existentes entre ellos.
Esta energía fluye siempre desde el cuerpo caliente al frío, hasta que ambos alcancen la misma temperatura. En ese momento cesa el flujo de calor de un cuerpo a otro, alcanzando lo que se llama equilibrio térmico.
Un tipo de esta energía sería la energía geotérmica, la energía contenida en forma de calor en el interior de la tierra.
Más información en este enlace: Que es la Energia Termica.
Energía Mecánica
Es la suma de la energía potencial y la energía cinética.
Em = Ec + Ep
La mayoría de las veces estos dos tipos de energía, cinética y potencial, están íntimamente relacionadas, por eso se agrupan en la energía mecánica. Veamos estos dos tipos de energía.
Energía Potencial: es un tipo de energía que depende de la posición del objeto.
Energía Potencial Gravitatoria: es la más famosa y la que poseen los cuerpos por estar a una determinada altura.
Un cuerpo que esta a una altura, por ejemplo el agua en la parte de arriba de una catarata, cuando cae tiene la posibilidad de realizar un trabajo al llegar abajo (golpeando una hélices, por ejemplo), por eso decimos que en la parte de arriba tiene una energía, energía potencial.
La energía potencial depende de la altura y de la masa del cuerpo:
Ep = m x g x h
m = masa del cuerpo
g = la gravedad, en el caso de la tierra siempre es la misma.
h = altura del cuerpo
Dentro de este tipo de energía (potencial) tenemos otra energía potencial, llamada energía potencial elástica, que es aquella que tienen los muelles cuando están comprimidos. Si liberamos el muelle realizará un trabajo empujando al cuerpo, lo que quiere decir que poseía energía, energía potencial elástica.
Para calcular este tipo de energia se utiliza la siguiente fórmula:
Epe= 1/2 x K x X2 donde K es una constante del muelle y X es la distancia que se comprime el muelle.
Otro tipo de energía potencial es la energia potencial electrica. Es la que tiene una carga eléctrica cuando la situamos dentro de un campo eléctrico. Esta energía dependerá de la posición de la carga dentro del campo, por eso también es energía potencial. Si quieres saber más sobre este tipo de energía pincha sobre el enlace anterior subrayado en rojo.
Energía Cinética: Es la energía que poseen los cuerpo en movimiento.
Imagina un cuerpo en movimiento, si en su movimiento se encuentra un obstáculo y lo golpea, desplazará el obstáculo, lo que quiere decir que tenía energía, energía cinética o de movimiento.
Cuando un cuerpo lo aceleramos (suministramos energía) le estamos dando energía cinética, energía de movimiento.
Lógicamente la energía cinética dependerá de la velocidad del cuerpo y de su masa.
Ec = 1/2 mv2
Donde m = la masa del cuerpo y v= su velocidad.
Para más información de estos dos tipos de energía os recomendamos el siguiente enlace:Energia Cinetica y Potencial.
De la energía mecánica se derivan muchas otras:
- Energía Hidráulica: la energía contenida en el agua cuando esta a una altura y se aprovecha para convertirla en otro tipo de energía, por ejemplo en las centrales hidráulicas.
-Energía Mareomotriz: aprovechar la energía de las mareas para convertirla en otro tipo de energía, por ejemplo en una central mareomotriz (ver el enlace anterior para más información).
- Energia Eolica: la energía contenida en el viento. Más aqui: Energia Eolica.
- Energía Luminosa: Cuando un rayo de luz viaja de un punto a otro. Puedes saber más sobre este tipo de energía en el siguiente enlace: Energía Luminosa.
Energía Química
En una reacción química puede haber desprendimiento o absorción de energía.
Reacciones exotérmicas: aquellas en las que se desprende (emite) energía al producirse la reacción química.
Reacciones endotérmicas: aquellas en la que se necesita absorber energía del exterior para que se produzca la reacción química.
Energía Eléctrica
Es la energía asociada a la corriente eléctrica, o lo que es lo mismo a las cargas (electrones) en movimiento.
Por ejemplo, la corriente eléctrica al atravesar una lámpara, la energía contenida en la corriente eléctrica (electrones en movimiento) se convierte en luminosa y calorífica en la bombilla.
Energía Nuclear
Es la energía que se obtiene al producir cambios en el núcleo de un átomo.
Los átomos tienen en su núcleo una fuerzas que hacen que el núcleo se mantenga unido. Si modificamos esas fuerzas, por ejemplo rompiendo el núcleo, se obtendría energía. Este tipo de energía es de las mayores que existen.
Hay dos formas e generar energía nuclear:
- Fisión Nuclear: rompiendo el núcleo del átomo se libera gran cantidad de energía en forma de luz y calor. Este forma de energía es la que se utiliza para las centrales nucleares.
- Fusión Nuclear: se consigue uniendo dos núcleos de dos átomos para obtener un átomo mayor. Esta reacción genera gran cantidad de energía en la unión. Un ejemplo en el que se utiliza este tipo de energía es con la bomba atómica o bomba H (de hidrógeno).
Si quieres saber más sobre la energía nuclear te recomendamos este enlace: Energia Nuclear.
Energía Magnética
Esta es la que poseen los imanes. Si acercamos un cuerpo metálico a un imán, este es atraído por el imán, produciéndose un trabajo, lo que quiere decir que tenemos energía, en este caso energía magnética.
Si quieres saber más sobre los campos magnéticos te recomendamos el siguiente enlace:Campo Magnetico.
Energía Electromagnética
También llamada radiante, es la energía almacenada en un región de espacio donde existen cuerpo con cargas eléctrica y magnéticas, o lo que es lo mismo un campo electromagnético.
La característica principal de esta energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Por ejemplo la energía del Sol que nos llega a la tierra en forma de calor y luz.
Otros ejemplos que contienen este tipo de energía son: la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), etc.
Por ejemplo la energía fotovoltaica es aquella que aprovecha la luz del sol para transformarla en energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos.
Si quieres más información te recomendamos este enlace: Ondas Electromagnéticas.
Energía del Sonido
Es una energía de vibración, ya que el sonido está formado por ondas sonoras, que son oscilaciones que se propagan en un medio, que puede ser gaseoso (el aire) sólido (madera por ejemplo) o líquido (el agua).
Energía de los Seres Vivos o Metabólica
En nuestro cuerpo tenemos unos 50 millones de células que necesitan energía para su funcionamiento y para que el cuerpo del ser vivo siga funcionando. Cada célula produce energía en las mitocondrias, consideradas las centrales energéticas de la célula.
El cuerpo transforma lo que comemos en agua, dióxido de carbono y en energía, utilizando el oxígeno de la respiración.
La energía que obtenemos mediante la alimentación o el sol (vegetales), el cuerpo la transforma en mecánica (movimiento), térmica (calor del cuerpo) y eléctrica (transmisión de los impulsos nerviosos).
Este tipo de energía también se llama energía metabólica por que el metabolismo es el requerimiento humano de energía.
Energía iónica
Es la energía necesaria para separar un electrón del atomo, por ejemplo para producir corriente eléctrica. Fíjate en la siguiente imagen:
Al ser el átomo eléctricamente neutro (sin carga), al separar el electrón el átomo se convierte en un ión positivo, con carga positiva, ya que le hemos quitado una carga negativa.
Es la energía que se intercambia entre dos cuerpos con diferentes temperaturas. El calor es una forma de energía que se transfiere de unos cuerpos a otros como consecuencia de la diferencia de temperatura existentes entre ellos.
Esta energía fluye siempre desde el cuerpo caliente al frío, hasta que ambos alcancen la misma temperatura. En ese momento cesa el flujo de calor de un cuerpo a otro, alcanzando lo que se llama equilibrio térmico.
Un tipo de esta energía sería la energía geotérmica, la energía contenida en forma de calor en el interior de la tierra.
Más información en este enlace: Que es la Energia Termica.
Energía Mecánica
Es la suma de la energía potencial y la energía cinética.
Em = Ec + Ep
La mayoría de las veces estos dos tipos de energía, cinética y potencial, están íntimamente relacionadas, por eso se agrupan en la energía mecánica. Veamos estos dos tipos de energía.
Energía Potencial: es un tipo de energía que depende de la posición del objeto.
Energía Potencial Gravitatoria: es la más famosa y la que poseen los cuerpos por estar a una determinada altura.
Un cuerpo que esta a una altura, por ejemplo el agua en la parte de arriba de una catarata, cuando cae tiene la posibilidad de realizar un trabajo al llegar abajo (golpeando una hélices, por ejemplo), por eso decimos que en la parte de arriba tiene una energía, energía potencial.
La energía potencial depende de la altura y de la masa del cuerpo:
Ep = m x g x h
m = masa del cuerpo
g = la gravedad, en el caso de la tierra siempre es la misma.
h = altura del cuerpo
Dentro de este tipo de energía (potencial) tenemos otra energía potencial, llamada energía potencial elástica, que es aquella que tienen los muelles cuando están comprimidos. Si liberamos el muelle realizará un trabajo empujando al cuerpo, lo que quiere decir que poseía energía, energía potencial elástica.
Para calcular este tipo de energia se utiliza la siguiente fórmula:
Epe= 1/2 x K x X2 donde K es una constante del muelle y X es la distancia que se comprime el muelle.
Otro tipo de energía potencial es la energia potencial electrica. Es la que tiene una carga eléctrica cuando la situamos dentro de un campo eléctrico. Esta energía dependerá de la posición de la carga dentro del campo, por eso también es energía potencial. Si quieres saber más sobre este tipo de energía pincha sobre el enlace anterior subrayado en rojo.
Energía Cinética: Es la energía que poseen los cuerpo en movimiento.
Imagina un cuerpo en movimiento, si en su movimiento se encuentra un obstáculo y lo golpea, desplazará el obstáculo, lo que quiere decir que tenía energía, energía cinética o de movimiento.
Cuando un cuerpo lo aceleramos (suministramos energía) le estamos dando energía cinética, energía de movimiento.
Lógicamente la energía cinética dependerá de la velocidad del cuerpo y de su masa.
Ec = 1/2 mv2
Donde m = la masa del cuerpo y v= su velocidad.
Para más información de estos dos tipos de energía os recomendamos el siguiente enlace:Energia Cinetica y Potencial.
De la energía mecánica se derivan muchas otras:
- Energía Hidráulica: la energía contenida en el agua cuando esta a una altura y se aprovecha para convertirla en otro tipo de energía, por ejemplo en las centrales hidráulicas.
-Energía Mareomotriz: aprovechar la energía de las mareas para convertirla en otro tipo de energía, por ejemplo en una central mareomotriz (ver el enlace anterior para más información).
- Energia Eolica: la energía contenida en el viento. Más aqui: Energia Eolica.
- Energía Luminosa: Cuando un rayo de luz viaja de un punto a otro. Puedes saber más sobre este tipo de energía en el siguiente enlace: Energía Luminosa.
Energía Química
En una reacción química puede haber desprendimiento o absorción de energía.
Reacciones exotérmicas: aquellas en las que se desprende (emite) energía al producirse la reacción química.
Reacciones endotérmicas: aquellas en la que se necesita absorber energía del exterior para que se produzca la reacción química.
Energía Eléctrica
Es la energía asociada a la corriente eléctrica, o lo que es lo mismo a las cargas (electrones) en movimiento.
Por ejemplo, la corriente eléctrica al atravesar una lámpara, la energía contenida en la corriente eléctrica (electrones en movimiento) se convierte en luminosa y calorífica en la bombilla.
Energía Nuclear
Es la energía que se obtiene al producir cambios en el núcleo de un átomo.
Los átomos tienen en su núcleo una fuerzas que hacen que el núcleo se mantenga unido. Si modificamos esas fuerzas, por ejemplo rompiendo el núcleo, se obtendría energía. Este tipo de energía es de las mayores que existen.
Hay dos formas e generar energía nuclear:
- Fisión Nuclear: rompiendo el núcleo del átomo se libera gran cantidad de energía en forma de luz y calor. Este forma de energía es la que se utiliza para las centrales nucleares.
- Fusión Nuclear: se consigue uniendo dos núcleos de dos átomos para obtener un átomo mayor. Esta reacción genera gran cantidad de energía en la unión. Un ejemplo en el que se utiliza este tipo de energía es con la bomba atómica o bomba H (de hidrógeno).
Si quieres saber más sobre la energía nuclear te recomendamos este enlace: Energia Nuclear.
Energía Magnética
Esta es la que poseen los imanes. Si acercamos un cuerpo metálico a un imán, este es atraído por el imán, produciéndose un trabajo, lo que quiere decir que tenemos energía, en este caso energía magnética.
Si quieres saber más sobre los campos magnéticos te recomendamos el siguiente enlace:Campo Magnetico.
Energía Electromagnética
También llamada radiante, es la energía almacenada en un región de espacio donde existen cuerpo con cargas eléctrica y magnéticas, o lo que es lo mismo un campo electromagnético.
La característica principal de esta energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Por ejemplo la energía del Sol que nos llega a la tierra en forma de calor y luz.
Otros ejemplos que contienen este tipo de energía son: la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), etc.
Por ejemplo la energía fotovoltaica es aquella que aprovecha la luz del sol para transformarla en energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos.
Si quieres más información te recomendamos este enlace: Ondas Electromagnéticas.
Energía del Sonido
Es una energía de vibración, ya que el sonido está formado por ondas sonoras, que son oscilaciones que se propagan en un medio, que puede ser gaseoso (el aire) sólido (madera por ejemplo) o líquido (el agua).
Energía de los Seres Vivos o Metabólica
En nuestro cuerpo tenemos unos 50 millones de células que necesitan energía para su funcionamiento y para que el cuerpo del ser vivo siga funcionando. Cada célula produce energía en las mitocondrias, consideradas las centrales energéticas de la célula.
El cuerpo transforma lo que comemos en agua, dióxido de carbono y en energía, utilizando el oxígeno de la respiración.
La energía que obtenemos mediante la alimentación o el sol (vegetales), el cuerpo la transforma en mecánica (movimiento), térmica (calor del cuerpo) y eléctrica (transmisión de los impulsos nerviosos).
Este tipo de energía también se llama energía metabólica por que el metabolismo es el requerimiento humano de energía.
Energía iónica
Es la energía necesaria para separar un electrón del atomo, por ejemplo para producir corriente eléctrica. Fíjate en la siguiente imagen:
Al ser el átomo eléctricamente neutro (sin carga), al separar el electrón el átomo se convierte en un ión positivo, con carga positiva, ya que le hemos quitado una carga negativa.
Ciencias Naturales
¿Comó se distribuye la energía?
Las centrales eléctricas administradas por la industria privada y los gobiernos generan electricidad y la distribuyen a diferentes áreas a través de las líneas de alto voltaje. Luego la energía pasa a través de transformadores (aparatos que cambian el voltaje de la electricidad de alto a bajo para que pueda ser utilizado en los hogares y los negocios). Las líneas de bajo voltaje traen la electricidad hasta los hogares y fábricas para alimentar el alumbrado y las máquinas.
El problema con los métodos actuales de producción de casi toda la electricidad no sólo es que son contaminantes, sino que la electricidad se produce a escala muy grande para enviarla a grandes distancias, lo cual es muy costoso. Debido a que el sistema de transmisión es tan costoso, las comunidades pequeñas tienen que esperar años para que la red eléctrica nacional llegue hasta ellas. Así que la mayor parte de la electricidad va a los grandes usuarios: la industria y las ciudades.
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¿Comó se comercializa la energia?
La venta de electricidad al por menor comenzó a finales del siglo XIX, cuando los organismos que generan electricidad para su propio uso, la pusieron también a disposición de terceros. En un principio, la electricidad se utiliza principalmente para la iluminación de la calle y los tranvías. El público pudo comprarla una vez que comenzaron las empresas eléctricas a gran escala.
La prestación de estos servicios fue en general responsabilidad de las compañías eléctricas o de las autoridades municipales que, o bien establecían sus propios departamentos o bien los contrataban servicios de los empresarios privados. El uso residencial, comercial e industrial de la electricidad se limitó, en un principio, a la iluminación, pero esto cambió radicalmente con el desarrollo de motores eléctricos, calentadores y dispositivos de comunicación.
El principio básico de la oferta no ha cambiado mucho con el tiempo. La cantidad de energía utilizada para el consumo doméstico , y por lo tanto, el importe que se cobra, se mide a través de un contador de la luz que normalmente se coloca cerca de la entrada de un hogar, para proporcionar un fácil acceso al lector del contador.
A los clientes generalmente se les carga una cuota de servicio mensual (el fijo) y los cargos adicionales basados en la energía eléctrica (en kWh) consumida por el hogar o negocio durante el mes. Los consumidores comerciales e industriales normalmente tienen esquemas de precios más complejos. Estos requieren medidores que cuantifican el uso de energía en intervalos de tiempo (tal como puede ser media hora) para imponer cargos basados tanto en la cantidad de energía consumida, como en la tasa máxima de consumo, es decir, la demanda máxima, que se mide en Voltioamperio
