1- ¿Qué es la energía?
La energía es una capacidad que produce cambios en las propiedades o en el estado de movimiento de los cuerpos. En otras palabras, corresponde a la capacidad que poseen los objetos para producir cambios en ellos mismos o en otros objetos. Por lo que, se requiere energía para que un cuerpo cambie de movimiento, aumente de temperatura o modifique su forma.
Cuando corremos, necesitamos energía.
Nuestro cuerpo la obtiene a partir de los alimentos que consumimos diariamente.
Para arrugar una hoja de papel y cambiar su forma, se requiere de energía.
1.1- Características de la energía
La energía posee las siguientes características:
– Se puede transferir: Puede pasar de un cuerpo a otro.
Cuando pateamos un balón, se transfiere parte de la energía que nuestro cuerpo obtiene a partir de los alimentos.
– Se transforma: Puede cambiar de una forma a otra.
Por ejemplo, la energía eléctrica se transforma en energía lumínica a través de una ampolleta en una lámpara.
– No se crea ni se destruye: La energía cambia constantemente y no se crea energía de la nada.
2- Principales formas de energía
La energía se manifiesta de diferentes formas. A continuación, revisaremos las múltiples formas en que la energía se hace presente.
a) Energía potencial gravitatoria: Esta energía se manifiesta en cuerpos que se encuentran a una cierta altura, según un nivel de referencia como el suelo.
Por ejemplo:
– Un vaso sobre la mesa.
– Una pelota sostenida sobre la mano.
b) Energía cinética: Esta energía se relaciona con los cuerpos que se encuentran en movimiento.
Por ejemplo:
– Un auto que se encuentra en movimiento.
– Un ciclista que viaja por la calle.
– Una pelota en movimiento.
c) Energía potencial elástica: Esta es una energía que se almacena en objetos elásticos. Cuando estiramos o comprimimos un resorte, se almacena la energía potencial elástica.
Por ejemplo:
– Tensar una cuerda.
– Estirar una banda elástica.
d) Energía lumínica: Corresponde a una forma de energía que se transporta por la luz. Nos permite ver las cosas que tenemos alrededor de nosotros y se propaga en todas las direcciones. Se refleja en los objetos y puede pasar de un material a otro.
Entonces, este tipo de energía la emiten los cuerpos en forma de luz.
Existen fuentes de energía lumínica, como por ejemplo el sol, el cual permite que las plantas realicen la fotosíntesis. También una lámpara encendida corresponde a una fuente de energía lumínica. En la naturaleza, las luciérnagas y los cocuyos iluminan al transformar la energía química de sus cuerpos en energía luminosa.
e) Energía sonora: Corresponde a la energía que transportan las ondas del sonido, por esto requiere necesariamente de un medio para propagarse. La vibración producida por la onda mueve las partículas del medio transmitiendo su energía.
Esta energía la podemos percibir a través de nuestros oídos. Ejemplo de este tipo de energía es la producida por una guitarra.
f) Energía química: Es la energía acumulada en los alimentos y en los combustibles, como el gas natural, el carbón, el petróleo como también en artefactos, como pilas o baterías. Se produce por la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos y que posibilita mover objetos o generar otro tipo de energía.
Por ejemplo, tenemos un juguete que funciona con pilas. En una pila eléctrica se produce previamente un proceso químico, lo que permite suministrar energía eléctrica. Esta energía eléctrica se transforma en energía cinética, la cual, genera el movimiento del juguete.
g) Energía térmica: Esta energía se encuentra relacionada con aquellos artefactos, cuerpos o seres vivos que están a una determinada temperatura y que pueden emitir calor.
En otras palabras, la energía térmica corresponde a la energía liberada en forma de calor.
Por ejemplo:
– Una estufa encendida.
– El cuerpo humano.
– El Sol.
h) Energía eólica: Esta energía se produce por acción del viento. Por ejemplo, un ventilador al girar.
i) Energía eléctrica: Esta energía produce el movimiento de las cargas eléctricas a través de un conductor, haciendo funcionar artefactos eléctricos. Por ejemplo, la energía transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla o ampolleta.
Esta energía se manifiesta en la naturaleza a través de los rayos o descargas eléctricas.
2.1- ¿Cómo se manifiesta la energía eléctrica?
Como ya hemos aprendido, la energía eléctrica llega a nuestros hogares y es utilizada para hacer funcionar artefactos eléctricos, los cuales, pueden transformar la energía eléctrica en otra forma de energía.
Revisemos los siguientes ejemplos:
a) De energía eléctrica a energía cinética
Los artefactos que convierten la energía eléctrica a cinética, por lo general, deben contar con un motor eléctrico. Por ejemplo, una juguera.
Otro ejemplo, es el ventilador. La energía eléctrica le permite girar sus aspas, generando viento. Es por esto, que el ventilador transforma la energía eléctrica en energía cinética y eólica.
b) De energía eléctrica a energía sonora
Algunos instrumentos musicales, el timbre, las radios y los equipos de sonido funcionan con energía eléctrica, lo que nos permite escuchar música.
Por ejemplo, un equipo de sonido transforma la energía eléctrica en energía sonora.
c) De energía eléctrica a energía térmica
Los artefactos como las estufas, los hervidores, las planchas, el secador de pelo, entre otros, emiten la energía eléctrica en forma de calor.
d) De energía eléctrica a energía lumínica
Existen ciertos aparatos que convierten la energía lumínica en luz, como las ampolletas y los tubos fluorescentes.
Por ejemplo, cuando la energía eléctrica hace funcionar una lámpara, se enciende su ampolleta. Por lo que, la ampolleta emite energía en forma de luz. Además, la ampolleta no solo emite energía lumínica, ya que también emite energía térmica (calor).
3- Fuentes de energía
Las Fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades.
El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía". Las fuentes de energías se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".
Las Fuentes de energía renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.
4- Energías renovables
Existen varias fuentes de energía renovables, como son:
- Energía mareomotriz (mareas)
- Energía geotérmica (calor de la tierra)
- Energía hidráulica (embalses)
- Energía eólica (viento)
- Energía solar (Sol)
- Energía de la biomasa (vegetación)
4.1- Energía mareomotriz
Es la producida por el movimiento de las masas de agua provocado por las subidas y bajadas de las mareas, así como por las olas que se originan en la superficie del mar por la acción del viento.
4.2- Energía geotérmica
Es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. La energía geotérmica puede hacer uso de las aguas termales que se encuentran a poca profundidad y que emanan vapor. Otra fuente de energía geotérmica es el magma (mezcla de roca fundida y gases), aunque no existen recursos tecnológicos suficientes para una explotación industrial del mismo.
La energía geotérmica, tiene distintas aplicaciones, entre las que se cuentan: Calefacción de viviendas, Usos agrícolas, Usos industriales, Generación de electricidad.
4.3- Energía hidráulica
Es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y, posteriormente, en energía eléctrica en la central hidroeléctrica.
4.4- Energía eólica
La Energía eólica es la energía cinética producida por el viento. Se transforma en electricidad en unos aparatos llamados aerogeneradores (molinos de viento especiales).
4.5- Energía solar
La energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del Sol. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema fototérmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico).
La energía de la biomasa es la que se obtiene de los compuestos orgánicos mediante procesos naturales. Con el término biomasa se alude a la energía solar, convertida en materia orgánica por la vegetación, que se puede recuperar por combustión directa o transformando esa materia en otros combustibles, como alcohol, metanol o aceite. También se puede obtener biogás, de composición parecida al gas natural, a partir de desechos orgánicos.
5- Energías no renovables
Las Fuentes de energía no renovables son aquellas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración.
Existen varias fuentes de energía no renovables, como los Combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). Estas son sustancias originadas por la acumulación, hace millones de años, de grandes cantidades de restos de seres vivos en el fondo de lagos y otras cuencas sedimentarias.
A- El Carbón
Es una sustancia ligera, de color negro, que procede de la fosilización de restos orgánicos vegetales. Existen 4 tipos: antracita, hulla, lignito y turba.
El carbón se utiliza como combustible en la industria, en las centrales térmicas y en las calefacciones domésticas.
B- El Petróleo
Es el producto de la descomposición de los restos de organismos vivos microscópicos que vivieron hace millones de años en mares, lagos y desembocaduras de ríos. Se trata de una sustancia líquida, menos densa que el agua, de color oscuro, aspecto aceitoso y olor fuerte, formada por una mezcla de hidrocarburos (compuestos químicos que sólo contienen en sus moléculas carbono e hidrógeno).
El petróleo tiene, hoy día, muchísimas aplicaciones, entre ellas: gasolinas, gasóleo, abonos, plásticos, explosivos, medicamentos, colorantes, fibras sintéticas, etc. De ahí la necesidad de no malgastarlo como simple combustible.
Se emplea en las centrales térmicas como combustible, en el transporte y en usos domésticos.
C- El Gas natural
Tiene un origen similar al del petróleo y suele estar formando una capa o bolsa sobre los yacimientos de petróleo. Está compuesto, fundamentalmente, por metano. El gas natural es un buen sustituto del carbón como combustible, debido a su facilidad de transporte y elevado poder calorífico y a que es menos contaminante que los otros combustibles fósiles.
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