¿Qué es la Energía Térmica? (Todo lo necesitas saber)




¿Qué es la Energía Térmica?

energia termica lava volcan calor naranja anaranjado

La energía térmica es uno de los tipos de energías limpias que más se conoce y se utiliza actualmente como alternativa ante las tradicionales opciones de obtención de energía eléctrica, estas son de combustibles fósiles y, a pesar de que es la manera en que se surte toda la electricidad a causa del petróleo, gas natural o carbón, tienen una desventaja que no solo afecta a todos los seres vivos sino también al planeta, ya que tiene de residuo el gas de efecto invernadero que daña nuestra atmósfera y al ecosistema de la Tierra.




Por lo cual, al realizar estudios para tener una mejor opción para nuestro futuro, la Tierra no solo nos brinda poder vivir en ella a su vez nos da las herramientas para desarrollarnos, solo hay que usarlos de la manera correcta. Entre las energías renovables más conocidas está la eólica, solar, hidráulica, entre otras y a continuación de daremos a conocer toda la información básico que debes saber sobre una de ellas, la cual vendría siendo la Energía Térmica.

¿Cómo definimos la energía térmica?

LA energía térmica es la manifestación de energía en forma de calor. Si hablamos técnicamente, en la física existe un sistema termodinámico que realiza un proceso de intercambio de energías cuando está en equilibrio y esto sucede al momento en que su energía interna vendría siendo proporcional a su temperatura absoluta y esta puede ser mayor o menor dependiendo de la transferencia de energía de la misma, puede ser en calor o trabajo.




En otro aspecto que afecta es al nivel microscópico, se puede apreciar el proceso de intercambio de energías se genera cuando la energía cinética media se vuelve el total, siendo la consecuencia de los movimientos de los átomos y de las moléculas (totalmente aleatorios) o del mismo modo llamado agitación térmica, haciendo que el cero absoluto desaparezca. Con el resultado de lo que conocemos como la Energía Térmica o Energía Calorífica.

Cuando se trata de otro cuerpo o elemento, siempre que se someta a una temperatura mayor su energía térmica va a aumentar. Es importante aclarar que no en todos los casos al aumentar su propia energía su temperatura aumentaría, ya que en los cambios de fases (de líquido a gas, entre otros) la temperatura se sigue manteniendo.

Un buen ejemplo de esto es cuando cotidianamente a una olla o cacerola se llena de agua para calentarla, se va incrementando la energía con el aumento de temperatura, pero cuando se llega a su temperatura de ebullición (100ºC aproximadamente) la energía térmica lo que hace es comenzar a cambiar de fase al agua de líquida a vapor, existen otras situaciones en las que se genera la energía térmica y nos puede ofrecer como resultado energía eléctrica o mecánica.




¿Cómo se obtiene la Energía Térmica?

Las cuatro formas de obtenerla serían: primero cuando cualquier tipo de combustible tiene una reacción exotérmica a causa de la combustión. La segunda es a partir de una reacción nuclear producida por fisión que viene siendo la reacción tiene lugar en el propio núcleo del átomo. O del mismo modo por fusión que es la presentación de una carga similar en núcleos atómicos diferentes y que al unirse crean un único núcleo con más peso que termina liberando una enorme cantidad de energía.

El tercero se trata del Efecto Joule, es un fenómeno que se ocasiona cuando en un conducto está en movimiento una corriente eléctrica con una parte de sus electrones llenos de energía cinética y estos se encuentras moviéndose de forma desordenada, tienen un choque con los demás átomos normales que se encuentran dentro del propio material del conducto generando que se conviertan en calor.

Por último, la cuarta, que es cuando en la energía de la naturaleza se encuentra en forma de energía térmica, como lo sería la energía que se encuentra en las capas o núcleos más profundos de la Tierra y estás a causa de la presión buscan una manera de salir a la superficie creando los géiser que sería la energía geotérmica. Asimismo se puede obtener directamente de los rayos del sol siendo otra forma de obtener energía de tipo solar.

Transferencia de la Energía Térmica

En los tres mecanismos de transferencia de energía térmica que se explicarán a continuación, la velocidad del enfriamiento de un cuerpo es consecuencia de la diferencia de temperatura que tiene este cuerpo y el medio que lo rodea. Esto se conoce como Ley de Enfriamiento de Newton y cuando se presenta en situaciones reales, los tres se pueden manifestar en un mismo cuerpo aunque alguno puede ser más dominante desvaneciendo a los demás.

  • Conducción

Es la transferencia de energía desde una parte de un cuerpo con una temperatura distinta a otra parte del mismo o cuando el cuerpo tiene energía calorífica y tiene un contacto directo con otro cuerpo más frio, sin necesidad de un desplazamiento de las partículas que conforman el mismo. Pero si tienen la misma temperatura no se ocasiona la transferencia de energía.

  • Convección

Es al momento en que la transmisión de energía térmica se da desde un mismo fluido, gas o líquido de un punto al otro por medio de la mezcla de una porción del mismo con otro. Es un movimiento natural debido a las diferentes densidades por la diferencia de la temperatura en un mismo cuerpo. Se puede realizar con medios mecánicos llamada convección forzada, se realiza cuando la velocidad del movimiento es baja y se debe intervenir para aumentar la velocidad y así aumenta la temperatura.

  • Radiación

El traspaso de la energía se realiza sin la necesidad de que un cuerpo tenga un contacto directo con otro tipo de cuerpo y se debe al movimiento de las ondas electromagnéticas que hay a través del espacio exterior. Un ejemplo de esto sería en las instalaciones solares, cuando los paneles fotovoltaicos absorben la energía que se recibe del sol para poder calentar agua con el fin de calefacción o agua caliente sanitaria.

sol calor explosion solar espacio

Transformación de la Energía Térmica a otras formas de energía (energia termica ejemplos):

  • En Energía Mecánica



Esta se realiza con el gas nuclear, al momento en que se aumenta su temperatura de manera constante, en las partículas que lo componen se va aumentando la energía cinética y así va aumentando la presión en las paredes del contenedor en donde está el gas. Al momento en que ya ha adquirido a nivel macroscópico una energía potencial que sería la energía térmica, se va expandiendo y puede hacer un trabajo mecánico como lo hacen, por ejemplo, las máquinas térmicas o máquinas de vapor. Esto se realiza en plantas de energía termonucleares. Ver ejemplos de energía térmica

La fuente de energía en este caso es de combustibles fósiles como el gas natural o el carbón. Pasan el mismo proceso anteriormente explicado, cuando el gas se somete continuamente a una temperatura mayor es cuando se genera la energía térmica pero esta vez se usa con el fin de energía eléctrica, se realiza en plantas termoeléctricas.

La gran desventaja de obtener la energía térmica de esta manera es que puede causar cierto impacto ambiental ya que de ambas formas se adquirir por la combustión de combustibles fósiles que son los mismo que se han usado tradicionalmente y este procedimiento libera a nuestra atmosfera dióxido de carbono (CO2) originando los emisores contaminantes como los gases de efecto invernadero intensificando la contaminación global.

La tecnología que se utilizan hoy en día en las plantas termonucleares tiene unos residuos de tipo radiactivos que si no se controlan pueden causar consecuencias muy negativas para nuestro planeta. Igualmente estas plantas necesitan de grandes terrenos para implantarse afectando a la fauna y otra de sus efectos colaterales sería un accidente mientras se están usando los materiales implicados, un escenario posible sería un derrame de petróleo o derivadas como los petroquímicos.

Unidad de medida de la Energía Térmica

Si se va a calcular la energía, sin importar cual tipo de la misma sea, según el Sistema Internacional, toda energía se mida con Julios (J). Aunque la energía calorífica tiene otro tipo de medida que es las calorías (cal) y una caloría es la cantidad de energía necesaria que se necesita para poder aumentar un grado centígrado en un gramo de agua. Exactamente equivale a 4.18 Julios.

Distinción entre Temperatura, Calor, Energía Cinética Macroscópica y Energía Interna

  • Temperatura

Ésta se mide en kelvin (K) y es la medida del promedio que existe en las moléculas individuales de un cuerpo que causan la energía cinética, es decir, la energía interna que tiene el objeto de estudio hace referencia a la energía total de las moléculas que se encuentra en el mismo. Un ejemplo sería dos lingotes de hierro ya calientes bajo la misma temperatura con la misma cantidad de masa tienen el doble de energía que tendría solo uno.

  • Calor

Es la transferencia de energía térmica de un objeto o a otro al tener contacto directo a causa de una diferencia en la temperatura. La diferencia del flujo de calor entre estos dos cuerpos no depende de la energía que tenga cada uno sino de la magnitud de la temperatura. Por ejemplo si 50 gr de agua a 30°C se mezcla con otros 200 gr de agua a 25°C el calor fluye entre ellas y aumenta a la parte del agua que tenía menor temperatura.

  • Energía Cinética Macroscópica

Se diferencia entre la energía cinética macroscópica en un cuerpo en su totalidad porque el movimiento de sus moléculas es ordenado, tienen una trayectoria recta o siguen el curso de su propio cuerpo sin alterarse a diferencia de la energía cinética microscópica que pueden tener la energía solo sus moléculas, siendo así las que establecen la energía interna del cuerpo en estudio y éstas tiene un movimiento completamente aleatorio y desorganizado.

Relación directa con el trabajo

A partir de la Revolución Industrial entre 1760 y 1840 se impulsó el uso de grandes maquinarias generando mayor empleos que son imprescindibles para que se puede tener la energía para mantener no solo nuestros hogares, también en movimiento este y otros tipos de trabajo, aumentando la actividad económica.

En su momento fue la prueba de los conocimientos que se tenía y como se podía aplicar la tecnología que se tenía al alcance, pero con el pasar de los años se ha podido conocer otras maneras para obtener la misma cantidad de energía de una forma más limpia para nuestro planeta ya que la contaminación de las maquinarias ha tenido un impacto tan alto que podría disminuir los años de vida de todos los seres vivos.

El problema con estas energías alternativas es que al ser tan nuevas tecnologías, su compra e implantación es más alta del resultado que se tendría de estas. Se necesita de grandes espacios para lograr obtener la cantidad de energía que se obtiene por medio de la combustión de combustibles fósiles aunque su resultado sería más positivo y sin tanto riesgo a dañar la capa de ozono y al ecosistema como tal.

Habría un cambio en los empleos que conocemos actualmente, ya que se sustituiría al hombre por la máquina y este proceso de cambio puede no ser aceptado por la sociedad, aunque se abriría el campo de trabajo en otros ámbitos nuevos y hasta los ya olvidados o menos comunes en nuestro días como la agricultura y la agronomía. Al trabajar nuestras propias tierras nos beneficiaría a gran escala, un cambio positivo sería volver a encargarnos de nuestros propios alimentos a diferencia de la gran cantidad de comida procesa que existe actualmente.

Por lo tanto, es imprescindible seguir en la búsqueda de obtención de energía eléctrica y mejoras de las que ya conocemos. Entre las más importantes sería la energía térmica ya que se produce de forma natural gracias al sol que no solo nos permite que se continúe desarrollando la vida en el Tierra, de la misma forma nos da aún más herramientas para permitir el desarrollo de la vida y que mantenga por muchos siglos más. Tipos de energia termica