La energía

Sistema material es una porción de materia que se aisla para su estudio. Para producirse cualquier cambio en los sistemas materiales hace falta energía.

Energía es la capacidad de los sistemas para producir transformaciones en ellos mismos o en otros sistemas materiales. Se puede manifestar en forma de trabajo, variación de temperatura o de movimiento. La energía es una magnitud cuya unidad en el S.I. Es el julio.

Formas de energía:

-         Energía mecánica: es la que tiene un cuerpo debido a su movimiento o su posición. Tres tipos:

o       Cinética: la asociada al movimiento de los cuerpos.

o       Potencial gravitatoria: la que tiene un cuerpo situado a determinada altura del suelo.

o       Potencial elástica: la que tienen los cuerpos al deformarse.

-         Energía eléctrica: asociada a la corriente eléctrica. Se manifiesta cuando los electrones circulan por un material conductor.

-         Energía radiante o electromagnética: se transmite a través de las radiaciones electromagnéticas, como la luz del sol, los rayos X, las ondas de radio.

-         Energía química: se intercambia en las reacciones químicas.

-         Energía térmica: se debe al movimiento de las partículas.

-         Energía nuclear: almacenada en el núcleo de los átomos y se libera en reacciones nucleares.

o       Fisión: fragmentación del núcleo de un átomo.

o       Fusión: unión de núcleos de un átomo. No se ha conseguido aún.

Las propiedades de la energía son:

• La energía se transfiere: es capaz de pasar de un sistema material a otro.
• La energía se transforma: es capaz de cambiar de una forma a otra.
• La energía se conserva: la energía ni se crea ni se destruye. En el caso de la energía mecánica podemos decir que la energía total es la suma de la potencial más la gravitatoria.

En toda transformación de energía siempre hay una parte que se pierde en forma de calor. En cada transformación la energía se degrada. El calor es una degradación de la energía porque toda energía se puede transformar en calor, pero el calor no puede transformarse en energía.

El trabajo 

Es una manifestación de la energía. La unidad de trabajo en el S.I. Es el julio. La energía puede manifestarse en forma de trabajo por eso tienen la misma unidad.

Las fuentes de energía

Son los recursos naturales que utiliza el ser humano para conseguir energía que pueda ser aprovechable. La cantidad de de energía disponible de estas fuentes es lo que conocemos como recurso energético. 

Descubrimiento de fuentes de energía

Finales del siglo 18, revolución industrial, las fuentes de energía se han convertido en elementos fundamentales para el desarrollo de nuestra sociedad.

Inicios del 19 se empezó a trabajar con combustibles fósiles. Primero carbón, luego, petróleo y el gas .

En el 54 empezó la energía nuclear. Hasta los 70 no estudiaron más.

Las principales fuentes de energía son: el carbón, el petróleo, el gas natural, el uranio, el Sol, el viento y el agua de los embalses.

Fuentes de energía no renovables

 Son aquellas que existen en una cantidad limitada y que al ser utilizadas se consumen y agotan. La velocidad de regeneración es menor a la velocidad de explotación.

• Carbón: El carbón es una roca sedimentaria formada a partir de restos vegetales que poblaron la tierra hace más de 300 millones de años. El carbón es el combustible más abundante del mundo. Su energía se utiliza para la producción eléctrica, la calefacción y la industria siderúrgica. La combustión de carbón aumenta los niveles de gases contaminantes en la atmósfera.
• Petróleo: proviene de las descomposición de algas y animales que quedaron enterrados en los fondos marinos y que, con el paso del tiempo, han sido sometidos a grandes presiones y temperaturas. Refinamiento: procesos para que el petróleo pueda ser utilizado. Se utiliza en la gasolina, gasóleo, alquitrán, fuel y calefacción.
• Gas natural: mezcla de gases como el metano, butano o propano que se encuentran en en el subsuelo, a menudo asociados a los yacimientos del petróleo. Uso domestico.
• Uranio: elemento del que se obtiene grandes cantidades de energía mediante la fisión de un núcleo. La energía nuclear del uranio se utiliza para producir energía eléctrica. Muy poca cantidad de uranio es capaz de crear mucha energía. Su uso produce residuos radiactivos que perduran miles de años.
 

Fuentes de energía renovables 

Son aquellas que a pesar de ser utilizadas, se renuevan de forma continua. Son fuentes de energía que no dependen de la extracción de ninguna sustancia y, por este motivo se consideran inagotables.

• El agua: la energía hidráulica es el aprovechamiento de la energía cinética y potencial de la corriente de los ríos y de los saltos de agua. Sirve para transformarla en energía eléctrica.
• El agua: la energía maremotriz es el aprovechamiento del movimiento de las olas y los océanos. Sirve para transformarla en energía eléctrica.
• El sol: la energía térmica y radiante que llega a la tierra del Sol. 2 tipos.
  - Conversión fotovoltaica: se transforma la energía radiante del Sol en energía eléctrica mediante células fotovoltaicas.
  - Conversión térmica: se transforma la energía térmica del Sol en energía térmica que se almacena en un fluido dentro de un colector. Sirve para el agua caliente y la calefacción.

• El viento: la energía eólica es la energía cinética del viento. Para su aprovechamiento se utilizan los aerogeneradores, capaces de transformarla en eléctrica.
• La biomasa: la biomasa es la energía química que se consigue al quemar residuos orgánicos. Puede utilizarse directamente para la la combustión, o someterla a una serie de procesos para convertirla en biogás o biodiesel..

• El calor interno de la Tierra: energía geotérmica que procede del interior de la Tierra. Su aprovechamiento está limitado a determinados lugares.

Utilización de la energía

Un tercio de la población mundial usa únicamente como fuente de energía la madera y el carbón. En los países desarrollados la mitad de la energía es eléctrica.

Central eléctrica

Una central eléctrica es una instalación dónde se transforma en electricidad la energía procedente de una determinada fuente de energía.

La energía suministrada por una fuente de energía se utiliza para calentar el agua. El agua caliente se transforma el vapor de agua que mueve la turbina. La turbina transmite la energía cinética del vapor de agua al generador. El generador es capaz de producir energía eléctrica a partir del movimiento que le transmite la turbina.