del llamado tetraedro del fuego y en la que entran en juego el combustible, el comburente y la energía de activación. Se provoca entre ellos una reacción en cadena que desprende calor.
Actividades
5. Buscar en Internet imágenes y dibujar un esquema en el que se diferencien los cuatro elementos que intervienen en el “tetraedro del fuego”.
Existen tres formas de transmisión de energía térmica diferenciadas según el medio por el que se realice:
1 Transmisión de calor por conducción: se produce al contacto directo entre dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura. El que está más caliente le transmite parte de su energía calorífica al más frío, hasta que los dos se encuentren a la misma temperatura. Un ejemplo sencillo es cuando se calienta un alimento en la sartén que está a su vez calentada por el fuego.
2 Transmisión de calor por convección: el calor se propaga por medio de un fluido, como puede ser el agua o el aire. El calor que genera un radiador de calefacción asciende a la parte alta de la habitación al ser más ligero.
3 Transmisión de calor por radiación: por medio de ondas electromagnéticas el calor del cuerpo más caliente se transmite al más frío a distancia. Una estufa de resistencia transmite la energía calorífica debido al efecto Joule, en el que se consigue el aumento de la intensidad en el circuito cuando se dispone de una gran resistencia eléctrica.
Q = I2 · R · t
El calor generado (Q) está en función del cuadrado de la intensidad eléctrica (I), la resistencia del circuito cerrado (R) y el tiempo durante el cual el circuito está cerrado (t), moviéndose los electrones (e-) a través de él.
Cuadro-resumen y aplicaciones
Las aplicaciones más habituales en el consumo de los tipos de energía se encuentran resumidas en los siguientes cuadros:
Las radiaciones que llegan desde el Sol se pueden aprovechar para calentar materiales y fluidos, almacenando ese calor para las aplicaciones domésticas.
Además, la influencia de la energía del Sol puede servir para generar electricidad directa por medio de células fotoeléctricas o indirectamente por el viento en las llamadas energías renovables, que también incluyen la combustión de biomasa y el aprovechamiento de la energía potencial-cinética de los saltos de agua en los ríos, también llamada energía hidráulica.
Actividades
5. Pensar en qué beneficios medioambientales tiene el uso de las energías renovables y realizar un listado de ellos.
2.5. Sistemas abiertos y aislados
En la termodinámica, que es la rama de la física que estudia los estados de equilibrio de la materia y sus transformaciones, se consideran dos posibles sistemas: los abiertos y los aislados. Existe además otro tipo de sistema que se denomina cerrado.
Un sistema abierto sí puede intercambiar materia y energía con el exterior. Se corresponde con una piscina abierta.
Un sistema aislado no puede intercambiar ni masa ni energía con el exterior. Se corresponde con un termo para el café.
Un sistema cerrado solo puede intercambiar energía con el exterior. Se corresponde con una olla a presión cocinando.
2.6. Conservación de la energía
Es cierta aquella afirmación de “la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma” que corresponde al enunciado del primer principio de la termodinámica.
Con este principio se demuestra que la energía siempre se conserva, aunque se transforme de una forma a otra. Cuando un cuerpo está más caliente que otro, el primero cede calor al segundo hasta que los dos se encuentran a la misma temperatura.
Lo esencial en el desarrollo de la tecnología, que utiliza la técnica para crear aparatos que hagan más confortable la vida del ser humano, es la posibilidad de transformar un tipo de energía en otro para adaptarlo a la función de la máquina.
A los seis tipos de energía estudiados hay que sumar otro utilizado desde hace muchos años, la energía hidráulica. Este sistema toma la energía potencial del agua acumulada en un embalse y la transforma en cinética cuando se hace pasar por una tubería de pequeño diámetro. La fuerza del agua hace mover las paletas de una turbina, que a su vez hace girar el rotor del generador eléctrico, transportando esa electricidad hasta los electrodomésticos que se tienen en los hogares y en las máquinas de las industrias.
Este es el ejemplo más claro de transformación de energía mecánica en eléctrica, térmica y radiante. Por ello se considera este séptimo tipo de energía hidráulica como uno solo que se transforma en muchos otros, con la posibilidad además de regular el cauce de los ríos y ser utilizado como reserva de agua, regadío y cría de especies acuáticas.
Nota
La energía nuclear supuso una revolución científica cuando se pudieron ver las consecuencias nefastas que produjo en las personas, tras su utilización en la 2ª guerra mundial en las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki.
El siguiente esquema representa las diferentes transformaciones que se pueden realizar desde las siete formas de energía consideradas:
Esta transformación de la energía no es gratis, ya que los propios mecanismos de las máquinas que la realizan consumen parte de esa energía. De esta forma, se debe introducir el concepto de rendimiento η, que es variable dependiendo del tipo de máquina utilizada.
Este valor siempre es menor que 1, ya que relaciona el trabajo realizado y la energía suministrada por la máquina.
