Energía Termica

La Energía térmica es una manifestación de la energía en forma de calor. Todos los materiales y los átomos que forman todas sus moléculas están en un continuo movimiento ya sea trasladándose. Este movimiento implica que los átomos tengan una energía cinética determinada a la que Nosotros llamamos calor, energía térmica o energía calorífica.

Si se aumenta la temperatura a un elemento aumenta su energía térmica; pero no siempre que se eleva la energía térmica de un cuerpo aumenta su temperatura Ya que en algunos cambios de fase (de líquido a gas, por ejemplo) la temperatura se mantiene.

Por ejemplo, al calentar un vaso de agua, poco a poco le vamos dando energía térmica y así va en aumento su temperatura, pero cuando llega a los 100ºC, la energía térmica que le suministramos a partir de este momento se utiliza para cambiar de fase (de líquido a gas, es decir, a vapor de agua) pero no para Elevar más su temperatura.

Unidad de medida de la energía térmica

Las unidades que se usan para medir la energía térmica son las mismas que se utilizan para medir energía porque no deja de ser una forma de energía.

La energía se mide en julios (J) según el sistema internacional. Aunque cuando se trata de la energía calorifica también se suele utilizar las calorías (cal). Una caloría es una cantidad de energía que se necesita para hacer Elevar un grado centígrado un gramo de agua. Una caloría equivale a unos 4.18 julios.

Balance de energia termodinamica

El Balance de la energía al igual que la base de la materia es una derivación matemática de la "Ley de la conservación de la energía" (Primera Ley de La Termodinámica), es decir "La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma". El balance de energía es un principio físico fundamental así como la conservación de masa, que es aplicado para poder determinar las cantidades de energía que se intercambia y se acumula dentro de un sistema.

La velocidad a la que el calor se transmite depende básicamente de dos variables: La diferencia de temperatura entre los cuerpos calientes y fríos y superficie disponible para hacer el intercambio de calor a. También influyen más factores como la geometría y algunas propiedades físicas del sistema y si existe un fluido, las condiciones de flujo.

Los fluidos envío procesado necesitan calentarse o también enfriarse. Los ejemplos más típicos de ellos son la eliminación de calor durante algunas operaciones de fermentación utilizando agua de refrigeración y el calentamiento del medio original a la temperatura de esterilización mediante vapor.

Depositos de energia termica

Los depósitos de energía térmica pueden ser: Sumideros de Calor o fuentes de calor según la dirección de la transferencia de calor sea hacia ellos o destellos. Como resultado de esa transferencia de calor se produce una disminución o más bien Un aumento de energía interna del depósito.

En general, los depósitos de energía térmica son unos sistemas cerrados que se caracterizan por:

- Las únicas interacciones dentro de ellos son las térmicas.
- Los cambios que ocurren dentro de los depósitos son irreversibles.
- Su temperatura debe estar uniforme y constante durante el proceso.

Dibujos de energia termica

Estos son algunos dibujos de energía térmica haciendo una breve representación de ella misma.

Energía Cinética

Ventajas de la energía termica

• Las materias primas utilizadas para producir energía térmica son fondos o recursos agotables.
• Las plantas de energía térmica no son amigables con el medio ambiente y las plantas emiten contaminantes tóxicos como la ceniza, el dióxido de carbono y el dióxido de azufre.
• La capacidad de las plantas térmicas depende de la calidad del carbón o vaselina. Rara vez produce el nivel óptimo.
• Las máquinas y calderas en plantas térmicas son complejas y complicadas. Por lo tanto, la aparición de problemas mecánicos es más frecuente, el costo de mantenimiento es alto.
• El mantenimiento y costo recurrente es alto.
• Puede ser rentable a corto plazo. Rara vez viable a largo plazo.
• Tiene una vida útil más corta.
• Es muy difícil mantener un suministro óptimo durante un largo período.

Desventajas de la energía térmica

• El costo inicial de construcción es comparativamente más barato. Debido a la cercanía de las áreas urbanas, otros costos son mínimos.
• Las centrales térmicas se completan en pocos años. Generalmente se ubican cerca de las áreas urbanas.
• La energía térmica depende del carbón, el petróleo o el gas natural, que son todos de suministro constante.
• Los proyectos de energía térmica generalmente se desarrollan en regiones planas, por lo que el alcance de la expansión es ilimitado.
• Los proyectos de energía térmica pagan dividendos desde el principio.
• A diferencia de los proyectos hidroeléctricos, donde la ubicación geográfica es muy importante, las plantas térmicas pueden ubicarse en áreas adecuadas donde pueden ocurrir daños ambientales mínimos.
• Las ubicaciones de los proyectos térmicos generalmente se seleccionan en un lugar donde el desplazamiento de personas es mínimo.
• Por el contrario, las centrales térmicas están ubicadas cerca o no lejos de los centros consumidores. Por lo tanto, la relación costo-beneficio es siempre mejor que la energía hidráulica.

Ejemplos de energia termica

Hervir el agua. Al introducir calor de una llama en un recipiente que contenga agua Cómo podemos Elevar la temperatura al multiplicar la energía térmica del sistema astas y forzar el agua a un Cambio de fase. Mismo ocurre con el hielo: Si lo extraemos del congelador, el calor del ambiente irradiara es el sólido hasta ser del agua líquida nuevamente.

Las chimeneas. Uno de mis ejemplos favoritos es este de la chimenea porque no es más que un lugar en el que se mantiene una combustión de materia orgánica constante para que así la energía calórica producida por el fuego irradia a las habitaciones con juntas y así mantengan caliente la casa.

Los calentadores. Útiles para mantener el agua a una temperatura fascinante, los calentado chicos operan gracias a un conjunto de resistencias metálicas que transforma la energía eléctrica en lo que se conoce como energía calórica, incrementando así la temperatura del agua hasta que llegue al punto de calor debido que tenga ese modelo de calentador.

El sol. La más grande fuente de energía térmica de la que nosotros disponemos, cuyos procesos de combustión constantes irradian grandes cantidades de calor y de luz al universo que nos rodea. Los animales de sangre fría aprovecha esta gran fuente energética, por ejemplo, exponiéndose a la luz solar para así calentar su organismo.

La bomba atómica. Las bombas atómicas y también su versión pacífica, trabes energéticas nucleares, producen reacciones atómicas en cadena para así generar grandes cantidades de energía calórica a partir de la alteración de las energías fundamentales que tiene el átomo.

Los hornos de cocción. Los hornos funcionan a partir de la concentración de energía térmica para así incrementar la temperatura y poder ejercer cambios en los alimentos. Esta energía proviene de lo que es la transformación de energía eléctrica o de la combustión continua del gas natural.

Los termos caseros. Un termo lleno de café caliente con Mac ideal para observar la energía calórica que se irradia y que se conserva. Esto ocurre debido a que el material del termo impide o más bien, reduce considerablemente la radiaccion calorifica y hace perseverar la temperatura del líquido.

El cuerpo humano. Las reacciones químicas que tienen lugar dentro de nuestro cuerpo, genera una gran cantidad de energía térmica que permiten mantener nuestra temperatura corporal alrededor de los 37 °C. Es energía es perceptible y transmisible, de hecho los abrigos funcionan impidiendo la fuga de ese calor a través de la superficie de nuestra piel.

El roce de las superficies. Tanto la energía cinética como el roce de superficies pueden convertirse en energía calórica menudo, esto ocurre cuando frotamos repetidamente nuestras manos desnudas y sentimos como la fricción hace Elevar la temperatura. Este movimiento incrementa la energía térmica y puede luego ser transmitido por contacto, si aplicamos las manos recién frotadas sobre otra parte del cuerpo, así como se hace en los masajes.

La combustión de materia orgánica. El quemar madera o carbon, o alguna otra sustancia orgánicas inflamables es un método de obtención de energía térmica usual en la historia de la humanidad. De hecho hoy en día empleamos ese calor para hervir agua que a la vez moviliza las turbinas que generan electricidad.

TODO sobre la Energia Eolica

Un motor en funcionamiento. Los motores de combustión interna también generan energía térmica en abundancia, que la explosión controlada en su interior y su flujo eléctrico de Muchas de sus partes como así como el movimiento constante de los pistones hacen transformar en calor toda la energía que manejan. Esta energía térmica puede llegar a percibirse poniendo las manos sobre la capota cuándo el automóvil hay estado encendido o en constante funcionamiento.

La fundición de los metales. En la metalurgia, los sólidos metálicos qué son más trabajados se exponen a temperaturas bastante elevadas en grandes hornos exclusivos para la fundición. Para así lograr incrementar su energía térmica hasta el. Forzar, mujer ejemplo del agua, cambio de fase. Así, el metal deviene líquido y puede llegar a mezclarse o moldearse. Durante el tiempo que tarda en solidificarse y enfriarse nuevamente, el metal irradiará el excedente de la energía térmica al ambiente.

Un bombillo incandescente. El paso de la electricidad en el filamento del bombillo incandescente produce luz, pero también produce el calor: Por eso cuesta cambiar un bombillo que estuvo encendido por mucho rato, superficie acumula bastante energía térmica que irradia el paso de los electrones.

El vapor de agua ambiental. Mayormente en los lugares con mucha humedad ambiental, en que el aire está cargado de partículas de agua, el calor se percibe hicimos más que en lugares que están secos, cuando lugar a una sensación de térmica elevada. Eso se debe a que el agua cuando está en suspensión se calienta y por convención de la energía térmica nos hace percibir el ambiente a más temperatura de la que ya está.

Las aguas termales. Muchos saben que bajo la corteza terrestre hay depósitos de agua sometidos a altas presiones y altas temperaturas, que alborotar hacia la superficie deviene aguas termales. Estos líquidos tienen energía térmica que pueden derretir capas heladas al llegar a la superficie, provocando así grandes chorros de vapor o mejor conocido como geiseres.

Experimentos de energia termica

Experimento #1

Este es uno de los experimentos de energía termina mas fáciles de hacer con tan solo un globo y una vela puedes ver la reacción termina que se produce al transferir energía calorífica al globo.

"En este experimento podrás encontrar la transmisión de energía térmica por convención y también el efecto que causa la energía térmica o calorífica en otros cuerpos, en este caso que la espiral gire gracias a que las moléculas del aire se calientan y el aire se vuelve menos denso, formando así una corriente de aire ascendente que produce el movimiento."

Imagenes de energia termica

Todo sobre la Energía Nuclear o Atómica

Transferencia de energia termica

Existen tres formas de transmisión de energía térmica de un lugar a otro: conducción, convección y radiación:

Conducción:

En la conducción, energía se transmite en forma de calor como una consecuencia de las interacciones entre moléculas o átomos, aunque no exista transporte de los mismos. Ejemplo, se llega a calentar uno de los extremos de una barra sólida, los átomos de la red cristalina del extremo calentado van a vibrar con mayor energía que los del extremo frío y por la interacción de estos átomos con sus otros átomos vecinos, esta energía se transporta a lo largo de toda la superficie.

Convección:

La convección es básicamente el transporte de energía térmica que se verifica simultáneamente con el transporte del medio propio.

Esta convención surge cuando un fluido se calienta por la parte posterior. Al calentarse se expande aumentándose mientras que el fluido más frío se hunde (pasa a la parte posterior).

Aproximadamente, el calor transmitido por convención desde un cuerpo a sus alrededores es proporcional al área del cuerpo y ala gran diferencia de temperatura entre el fluido y el cuerpo en el que se encuentra inmerso.

La descripción matemática de la convección Es realmente compleja, ya que flujo depende de la diferencia de la temperatura existente en las diferentes partes del fluido y esta diferencia de temperatura mayormente bien afectada por el propio flujo. Es el responsable de las corrientes grandes oceánicas, así como la circulación global de toda la atmósfera.

Radiación:

En la radiación la energía térmica básicamente se transforma a través del espacio en forma de unas ondas electromagnéticas que se mueven a la velocidad de la luz.

La radiación térmica, las ondas de radio, ondas luminosas como las ondas de televisión y los rayos x son todas ellas unas formas de radiación electromagnética y difieren entre sí, claro únicamente por sus frecuencias o longitudes de onda.

Según como dice la ley del enfriamiento de Newton “En todos los mecanismos de transmisión de calor, la velocidad de enfriamiento de un cuerpo es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura que existe entre el cuerpo y el medio que lo rodea”.

Absolutamente todos los cuerpos emiten y absorben la radiación electromagnética. Los cuerpos que se encuentran en equilibrio con el medio que les rodea En el momento en el que llegan a emitir absorben la energía al mismo ritmo.

La energía térmica irradiada por un cuerpo por la unidad de tiempo, es proporcional al área del cuerpo y a la cuarta Potencia de su temperatura.

Todo sobre la Energía Potencial