Usamos mucho la palabra "energía" en nuestras conversaciones cotidianas. Existen muchas formas diferentes de energía que usamos a diario para movernos, hablar, cocinar, saltar o encender la luz, la calefacción, la música y la televisión. En esta lección, aprenderemos sobre la energía y sus diversas formas a través de las situaciones que experimentamos en la vida cotidiana.
Empecemos.
La energía hace que las cosas sucedan. Cada vez que algo se mueve, es gracias a la energía. Cada vez que algo se calienta, es gracias a la energía. Cada vez que algo emite un sonido, es gracias a la energía. Usamos energía para pensar, jugar y hablar. De hecho, cada vez que hacemos algo, ¡usamos energía!
Usamos energía para calentar y enfriar nuestros hogares, escuelas y oficinas. Usamos energía para iluminación y electrodomésticos. La energía hace que nuestros vehículos se muevan, los aviones vuelen, los barcos naveguen y las máquinas funcionen.
Todos los seres vivos también necesitan energía. Las plantas utilizan la luz del sol para crecer. Los animales y las personas se alimentan de las plantas y utilizan la energía almacenada. Los alimentos son el combustible que cubre las necesidades energéticas de nuestro cuerpo.
¿Has notado que después de un partido intenso de fútbol (o de cualquier otro deporte) sientes calor en el cuerpo? Esto se debe a que tu cuerpo produce energía térmica.
En términos sencillos, la energía es la capacidad de realizar trabajo. La energía se presenta en muchas formas diferentes y la utilizamos de diversas maneras. Veamos algunos ejemplos de nuestra vida diaria:
¿Qué tiene más energía: un avión volando por el cielo o un libro cayendo de una mesa? El avión volando por el cielo tiene más energía porque viaja mucho más rápido que un libro, y también porque el avión es más pesado que el libro.
Cuando el chocolate caliente se enfría, ¿gana o pierde energía térmica? Pierde energía térmica porque la leche libera su energía térmica (o calor) al entorno y ya no absorbe energía térmica del aumento de temperatura de la estufa.
¿Cómo crees que las cafeteras o los televisores empiezan a funcionar al enchufarlos? Esto se debe a que la energía eléctrica viaja por las líneas eléctricas y alimenta a muchas máquinas diferentes para que funcionen.
¿Qué sonido tiene más energía: la bocina de un camión o la de una fuente de agua? La bocina tiene más energía porque cuanto más fuerte suena algo, más energía sonora tiene.
La energía que posee un objeto se mide en términos de su capacidad para realizar trabajo. Por lo tanto, la unidad de energía es la misma que la del trabajo: el julio (J). 1 julio (J) es la energía necesaria para realizar 1 julio de trabajo. Un julio se refiere a la cantidad de energía que se transmite a un cuerpo al trabajar para moverlo una distancia de 1 m contra una fuerza de 1 N. Se utiliza una unidad de energía mayor, el kilojulio (kJ). 1 kJ = 1000 J.
Energía cinética : Todo objeto en movimiento utiliza energía cinética. Por ejemplo, volar un avión, lanzar pelotas, correr, andar en bicicleta, etc., son ejemplos de energía cinética. Un coche en movimiento tiene energía cinética, mientras que uno estacionado no. Esto significa que la energía cinética solo existe cuando un cuerpo u objeto está en movimiento. Cuando un objeto está en reposo, su energía cinética se vuelve cero. Esto significa que, cuando el movimiento es 0, la energía cinética es 0. Varía de cero a un valor positivo. Ejemplo: Un niño columpiándose en un columpio. Independientemente de si el columpio se mueve hacia adelante o hacia atrás, el valor de la energía cinética nunca es negativo.
Energía potencial : Es la energía de la posición de un objeto. Ejemplo: Cuando un niño columpiarse alcanza la parte superior del arco, su energía potencial es máxima. Cuando está más cerca del suelo, su energía potencial es mínima (0). Otro ejemplo es lanzar una pelota al aire. En el punto más alto, la energía potencial es máxima. A medida que la pelota asciende o desciende, tiene una combinación de energía potencial y cinética.
Energía mecánica : Es la energía que resulta del movimiento o la ubicación de un objeto. La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial. Ejemplos: Un objeto con energía mecánica posee energía cinética y potencial, aunque la energía de una de las formas puede ser igual a cero. Un coche en movimiento tiene energía cinética. Si subes una montaña con un coche, tiene energía cinética y potencial. Un libro sobre una mesa tiene energía potencial.
Energía química: La energía química es la energía que se almacena en los enlaces de átomos y moléculas. Cuando ocurre una reacción química, esta energía se libera. Usamos energía química en nuestro coche en forma de combustible (gasolina/diésel) para conducir. Las baterías, la biomasa, el petróleo, el gas natural y el carbón son ejemplos de energía química almacenada. Los alimentos también son un buen ejemplo de energía química almacenada. Esta energía se libera durante la digestión.
Energía eléctrica : Energía generada por diminutas partículas cargadas llamadas electrones. Un rayo es una forma de energía eléctrica. Casi todos nuestros electrodomésticos, como portátiles, cafeteras, teléfonos móviles, aspiradoras y televisores, funcionan con electricidad.
Energía térmica : También conocida como energía calórica. La energía que proviene del fuego es energía térmica. Refleja la diferencia de temperatura entre dos sistemas. Como sabemos, la materia está compuesta de moléculas. Al elevar la temperatura de la materia, las partículas vibran más rápido. La energía térmica proviene de la temperatura de la materia. Una taza de café caliente, una estufa eléctrica o de gas, un calefactor, etc., son ejemplos de energía térmica.
Energía luminosa : también conocida como energía radiante. La Tierra obtiene gran parte de su energía de la luz solar. Las plantas absorben la energía luminosa del sol y la convierten en energía química (alimento) que les ayuda a crecer; esto se conoce como fotosíntesis.
Energía sonora : Cuanto más fuerte gritamos, más energía sonora utilizamos. Todo lo que oímos es energía sonora. Además de nuestras voces, hay muchos otros ejemplos de energía sonora: aplaudir, tocar la guitarra, los ladridos de los perros, etc.
Energía nuclear : La energía nuclear se almacena en el núcleo de los átomos. Esta energía se libera cuando los núcleos se combinan (fusión) o se separan (fisión). Ejemplos: La fisión nuclear, la fusión nuclear y la desintegración nuclear son ejemplos de energía nuclear. La detonación atómica y la energía de una central nuclear son ejemplos específicos de este tipo de energía. Las centrales nucleares dividen los núcleos de los átomos de uranio para producir electricidad.
Energía electromagnética : La energía electromagnética o energía radiante es la energía procedente de la luz o de las ondas electromagnéticas. Ejemplo: Cualquier forma de luz posee energía electromagnética, incluidas las partes del espectro invisibles. La radio, los rayos gamma, los rayos X, las microondas y la luz ultravioleta son algunos ejemplos de energía electromagnética.
Energía gravitacional : La energía asociada con la gravedad implica la atracción entre dos objetos en función de su masa. Puede servir como base para la energía mecánica, como la energía potencial de un objeto colocado en un estante o la energía cinética de la Luna en órbita alrededor de la Tierra. Ejemplo: La energía gravitacional mantiene la atmósfera unida a la Tierra.
Energía de ionización : Es la forma de energía que une los electrones al núcleo de su átomo, ion o molécula. Ejemplo: La primera energía de ionización de un átomo es la energía necesaria para eliminar completamente un electrón. La segunda energía de ionización es la energía necesaria para eliminar un segundo electrón y es mayor que la requerida para eliminar el primero.
La Ley de Conservación de la Energía establece que la energía no se crea ni se destruye, sino que solo puede transformarse. Un ejemplo es la energía química de los alimentos, que se transforma en energía cinética cuando nos movemos.
La masa está estrechamente relacionada con la energía. Debido a la equivalencia entre masa y energía, cualquier objeto estacionario con masa posee una cantidad de energía equivalente, denominada energía en reposo. La masa en reposo se refiere a la masa de un cuerpo estacionario. Un incremento de energía en el cuerpo por encima de la energía en reposo elevará la masa total del objeto. Por ejemplo, calentar un objeto produce un aumento de energía que se puede medir como un pequeño aumento de masa.
ENERGÍA RENOVABLE
La energía renovable es aquella que se produce a partir de fuentes que no se agotan o que pueden reponerse a lo largo de la vida humana. Los ejemplos más comunes incluyen la eólica, la solar, la geotérmica, la biomasa y la hidroeléctrica.
La energía solar se refiere al tipo de energía proveniente del sol. Puede convertirse en energía eléctrica, térmica y química. Por ejemplo, los paneles solares se utilizan para aprovechar la energía solar y convertirla en energía eléctrica. Esta energía puede utilizarse para iluminación o calefacción. También se aplica en electrodomésticos como los teléfonos móviles. Este tipo de energía es muy abundante en las regiones tropicales del mundo, donde se ha utilizado tradicionalmente para secar cultivos como el café, el maíz y el arroz. Algunas de sus ventajas son su bajo coste, su inagotable disponibilidad, su amplia gama de fuentes y su carácter limpio.
La energía eólica se refiere a la energía proveniente del viento. Los molinos de viento se utilizan para convertir la energía eólica en energía mecánica, que puede aprovecharse de diversas maneras, como la generación de electricidad, la molienda de cereales y el bombeo de agua. Durante siglos, la energía eólica se ha aprovechado para propulsar embarcaciones oceánicas como dhows y barcos. Las zonas con paisajes abiertos son las principales áreas con potencial para la energía eólica.
La energía obtenida del agua se denomina hidroelectricidad. Se produce cuando el agua está en movimiento. El agua que fluye a alta velocidad posee una gran cantidad de energía cinética que puede generar trabajo. Por ejemplo, la fuerza del agua puede utilizarse para hacer girar los molinos de granos. Esta energía también se utiliza para accionar turbinas que generan hidroelectricidad.
ENERGÍA NO RENOVABLE
En cambio, la energía no renovable proviene de fuentes que se agotarán o no se repondrán a lo largo de nuestra vida. La mayoría de las fuentes de energía no renovable son combustibles fósiles, como el carbón, el gas y el petróleo.
El petróleo se refiere a los hidrocarburos líquidos y gaseosos provenientes de materia animal y vegetal que se depositaron, comprimieron y transformaron en estas formas dentro de las rocas sedimentarias. Tras su refinación, se obtienen diversos productos, como gasolina, combustible de aviación, lubricantes, queroseno y betún. Estos productos se utilizan para diversos fines. El diésel industrial se utiliza en hornos y calderas industriales para generar combustible para vehículos, barcos, locomotoras y maquinaria.
El carbón es una roca marrón o negra, compuesta principalmente de carbono formado hace millones de años a partir de la compresión de materia vegetal. Su uso como fuente de energía ha disminuido en los últimos años con el descubrimiento de la energía geotérmica, la hidroelectricidad y el petróleo.
El gas natural es un tipo de gas que se forma bajo tierra y en las capas superiores del petróleo crudo, aunque también puede presentarse de forma independiente. Se utiliza principalmente en industrias como calefacción y en usos domésticos como calefacción, iluminación y cocina.
