La Energia

Energía: es la capacidad que tienen determinados cuerpos para generar fuerzas que puede producir un trabajo mecánico.

Ley de Conservación de la Energía: la cantidad total de energía del Universo es constante: Ni se crea ni se destruye, únicamente se transforma.

Tipos y características de la energía:

La energía potencial: es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo (), dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Esta definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde su posición de equilibrio hasta una velocidad dada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética sin importar el cambio de la rapidez. Un trabajo negativo de la misma magnitud podría requerirse para que el cuerpo regrese a su estado de equilibrio.

Energía eléctrica : Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico—para obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

Energia térmica : Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de la naturaleza, a partir de la energía química, mediante una reacción exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico; o por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en forma de energía térmica, como la energía geotérmica o la energía solar térmica.

Energia radiante : Es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones, estas unidades llamadas fotones actúan también como partículas, debe ser como lo plantease el físico Albert Einstein en su teoría de la relatividad general.

Energia nuclear : Se llama energía nuclear a aquella que se obtiene al aprovechar las reacciones nucleares espontáneas o provocadas por el ser humano. Estas reacciones se dan en algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo el más conocido de este tipo de energía la fisión del uranio-235 (235 U), con la que funcionan los reactores nucleares. Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio, el plutonio, el estroncio o el polonio.

Energía química

En química aparecen algunas formas específicas no mencionadas anteriormente:

Energía de ionización, una forma de energía potencial, es la energía que hace falta para ionizar una molécula o átomo.

Energía de enlace es la energía potencial almacenada en los enlaces químicos de un compuesto. Las reacciones químicas liberan o absorben esta clase de energía, en función de la entalpía y energía calórica.

Si estas formas de energía son consecuencia de interacciones biológicas, la energía resultante es bioquímica, pues necesita de las mismas leyes físicas que aplican a la química, pero los procesos por los cuales se obtienen son biológicos, como norma general resultante del metabolismo

Propiedades de la energía:

1.-La energía puede presentarse una amplia variedad de formas

Ejemplo: la energía puede ser solar , cinética , potencial , térmica , química , etc.

2.-La energía puede transformarse de un tipo en otro.

Por esto podemos considerar que todas las formas que toma la energía no son sino diferentes expresiones de una misma magnitud .

Ejemplo: en el caso de un péndulo oscilando se está produciendo continuamente una transformación de energía potencial gravitatoria en energía cinética y viceversa .

3.-La energía puede ser transferida de un cuerpo a otro .

Ejemplo: en un juego de tenis cuando la raqueta golpea a la pelota gran parte de la energía cinética de la raqueta se transfiere a la pelota .

4.-La energía puede ser transmitida de un lugar a otro.

Ejemplo: en el desarrollo del hombre primitivo la invención del arco y la flecha fue un adelanto de mucha trascendencia ya que le permitió atacar y defenderse a la distancia en este caso el proceso consta de varios pasos que incluyen transformaciones y transferencia de energía .Todo culmina con la transmisión de energía desde el punto que se encuentra el cazador hasta el punto en que se encuentra su presa .

5.-La energía puede ser almacenada a lo largo del tiempo.

Ejemplo: las pilas y baterías son aparatos destinados a almacenar energía .En este caso la energía se almacena en forma de energía química.

6-La energía puede ser irradiada .

Es decir puede transformada en radiación que se propaga con la velocidad de la luz .

Ejemplo: el agradable calorcito que sentimos en las proximidades de una fogata llega a nosotros en forme de radiación. Por eso , si alguien se interpone entre la fogata y nosotros , notamos de inmediato una disminución de temperatura en nuestra piel.

Fuentes de la energía:

•Energía nuclear, Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superan con mucho a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo.

La energía de cualquier sistema, ya sea físico, químico o nuclear, se manifiesta por su capacidad de realizar trabajo o liberar calor o radiación. La energía total de un sistema siempre se conserva, pero puede transferirse a otro sistema o convertirse de una forma a otra.

•Energía cinética, Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación

E = 1mv2 donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación

E = (ma)d, donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética. Véase Mecánica.

•Energía potencial, Energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Por ejemplo, si se mantiene una pelota a una cierta distancia del suelo, el sistema formado por la pelota y la Tierra tiene una determinada energía potencial; si se eleva más la pelota, la energía potencial del sistema aumenta. Otros ejemplos de sistemas con energía potencial son una cinta elástica estirada o dos imanes que se mantienen apretados de forma que se toquen los polos iguales.

Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo. Se requiere esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar una cinta elástica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la cantidad de energía potencial que posee un sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema para situarlo en cierta configuración. La energía potencial también puede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo, cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la energía potencial se transforma en energía cinética.

Bases legales para regular el uso de la energía: Un ingente esfuerzo ha desarrollado el gobierno, en el marco de la Misión Energética, con el objetivo de lograr: el ahorro de miles de megavatios y millones de bolívares, evitar racionamiento eléctrico, disminuir los apagones, el consumo de hidrocarburos, la emisión del CO 2, el calentamiento global, y procurar la elevación de la conciencia del ahorro de energía en el pueblo venezolano.

Internacionalmente, resaltando la iniciativa legislativa de Australia, se ha desatado en Cuba, Canadá, Rusia, Reino Unido, EEUU, la Unión Europea, Colombia y en agrupaciones ambientalistas (Greenpeace, ban the bull, etc.) una corriente que empuja fuerte en la idea de la sustitución masiva y la prohibición de la comercialización de bombillos incandescentes. En Venezuela, se desarrolla en la actualidad y desde el 2006, con el apoyo de miles de jóvenes brigadistas, la sustitución de lámparas incandescentes, como una contribución del Estado al ahorro de energía; no obstante, existen grupos que se niegan a sustituir los bombillos, por predisposiciones y prejuicios, y adicionalmente encontramos, que por cuestiones de precio (aunque el presidente manifestó que los costos de producción de unos y otros bombillos son similares) se hace difícil el mantenimiento de la acción en el tiempo, por iniciativa propia de los ciudadanos (a pesar de las bondades y el ahorro real en el tiempo).

Transformación de la energía eléctrica en térmica: Al circular corriente eléctrica por un conductor, la resistencia eléctrica de este hace que la energía eléctrica se convierta en calor ,(calor de Joule)

Este efecto se usa por ejemplo en las estufas de cuarzo, los filamentos de las lámparas incandescentes también además de emitir luz emiten calor en la forma de ondas infrarrojas

La potencia disipada por un conductor de resistencia R ,atravesado por una corriente Transforma energía eléctrica en calor por unidad de tiempo en la magnitud P(potencia disipada)

P = I².R

La energía eléctrica se transforma en energía térmica debido a los choques de los electrones que conducen la corriente con los átomos del metal

Durante el choque el electrón pierde la energía cinética que tiene por producir corriente y se la comunica al átomo haciendo que este oscile con mas velocidad ,lo cual sumado a todos los átomos representa un aumento de la temperatura del conductor

Es necesario aclarar que la teoría moderna completa del fenómeno de la resistencia eléctrica está basada en la mecánica cuántica

La energía útil, comunidad y hogar:

En Venezuela la energía eléctrica ha sido un factor predominante en el desarrollo. El sector eléctrico tiene como finalidad principal la satisfacción y comodidad de los servicios que dependan de este para todos los ciudadanos.

En la escuela es muy importante contar con el servicio eléctrico ya que los docentes se valen de esta para reproducir materiales, proyectar información a los alumnos, utilizar y aprender a utilizar las Tecnologías de Información y Comunicación, desarrollar nuevas estrategias para el aprendizaje y hasta comodidad como la luz eléctrica y la ventilación con aires acondicionados o ventiladores.

En la Comunidad:

La electricidad en la comunidad se manifiesta, entre otros, a través de: alumbrado público en plazas, parques, autopistas, túneles, carreteras, etc., con el fin de proporcionar seguridad y visibilidad a los peatones y mejor desenvolvimiento del tráfico automotor en horas nocturnas; los semáforos en la vía pública permiten regular y controlar el flujo de vehículos.

También en los medios de comunicación apreciamos la importancia de la electricidad, ya que el funcionamiento de la radio, televisión, cine, la emisión de la prensa, etc. depende en gran parte de este tipo de energía.

Diversas herramientas y maquinarias que funcionan con electricidad son empleadas en nuestra comunidad para reparar o acondicionar nuestras urbanizaciones.

En el Hogar:

La industria eléctrica, a través de la tecnología, ha puesto a la disposición de la sociedad el uso de artefactos eléctricos que facilitan las labores del hogar, haciendo la vida más placentera.

Las máquinas o artefactos eléctricos que nos proporcionan comodidad en el hogar, ahorro de tiempo y disminución en la cantidad de quehaceres, se denominan electrodomésticos.

Entre los electrodomésticos más utilizados en el hogar citaremos: cocina eléctrica, refrigerador, tostadora

Definir:

Horno eléctrico: es aquel aparato para la cocción que funciona con energía eléctrica. Esta es convertida en calor por resistencias. Los hornos eléctricos son totalmente automatizados; la cocción es la más perfecta por el control que mantiene sobre la temperatura en todo momento. Cierto que el consumo de electricidad es oneroso, aunque en los modernos no es excesivamente alto.

Horno microondas: es un electrodoméstico usado en la cocina para calentar alimentos que funciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de las microondas, en torno a los 2,45 GHz.

Refrigerador: es un dispositivo empleado principalmente en cocina y en laboratorio, con un compartimento principal en el que se mantiene una temperatura de entre 2 y 6 °C y también, frecuentemente, un compartimento extra utilizado para congelación a -18 °C y llamado, apropiadamente, congelador.

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