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La energía ha constituido una pieza clave para el desarrollo de la humanidad. El hombre, desde el principio de su existencia, ha necesitado la energía para sobrevivir y avanzar. Pero ¿qué es la energía y por qué tiene tanta importancia?
La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, el concepto de energía se define como la capacidad de hacer funcionar las cosas. La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo o provocar un cambio en sí mismo o en otros cuerpos.
En física, se mide en julios (J) en honor al físico inglés James Prescott Joule, y puede manifestarse de múltiples formas: mecánica, eléctrica, térmica, química, nuclear o electromagnética. Aunque la energía se transforma continuamente de un tipo a otro, nunca se crea ni se destruye: esta es la base del principio de conservación de la energía.
Tipos de energía
La energía se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo así diferentes denominaciones según las acciones y los cambios que puede provocar.
Energía mecánica
La energía mecánica es aquella relacionada tanto con la posición como con el movimiento de los cuerpos y, por tanto, involucra a las distintas energías que tiene un objetivo en movimiento, como son la energía cinética y la potencial. Su fórmula es:
| Em = Ep + Ec |
Donde Em es la energía mecánica (J), Ep la energía potencial (J) y Ec la energía cinética (J). |
La energía potencial hace referencia a la posición que ocupa una masa en el espacio. Su fórmula es:
| Ep = m · g · h |
Donde m es la masa (kg), g la gravedad de la Tierra (9,81 m/s2 ), h es la altura (m) y Ep la energía potencial (J = Kg · m2/s2 ). |
La energía cinética por su parte se manifiesta cuando los cuerpos se mueven y está asociada a la velocidad. Se calcula con la fórmula:
| Ec = ½ m · v2 | Donde m es la masa (Kg), v la velocidad (m/s) y Ec la energía cinética (J=Kg·m2/s2). |
Energía interna
La energía interna de un cuerpo es la suma de las energías cinéticas y potenciales de todas las partículas que lo componen a escala microscópica. Cuanto mayor es la temperatura de un cuerpo, mayor es la agitación de sus moléculas y, por tanto, mayor es su energía interna. Esta forma de energía es la que explica fenómenos como la dilatación de los materiales al calentarse o el cambio de estado del agua al hervir.
Energía eléctrica
Cuando dos puntos tienen una diferencia de potencial y se conectan a través de un conductor eléctrico se genera lo que conocemos como energía eléctrica, relacionada con la corriente eléctrica.
Energía térmica
Se asocia con la cantidad de energía que pasa de un cuerpo caliente a otro más frío manifestándose mediante el calor.
Energía electromagnética
Esta energía se atribuye a la presencia de un campo electromagnético, generado a partir del movimiento de partículas eléctricas y magnéticas moviéndose y oscilando a la vez. Son lo que conocemos como ondas electromagnéticas, que se propagan a través del espacio y se trasladan a la velocidad de la luz.
El Sol es un ejemplo de ondas electromagnéticas que se pueden manifestar como luz, radiación infrarroja y también ondas de radio.
Energía química
La energía química se manifiesta en determinadas reacciones químicas en las que se forman o rompen enlaces químicos. El carbón, el gas natural o el funcionamiento de las baterías son algunos ejemplos del uso de esta energía.
La energía nuclear
La energía nuclear es la que se genera al interactuar los átomos entre sí. Puede liberarse a través de su rotura, lo que se conoce como fisión, o de su unión, lo que se denomina fusión.
Propiedades de la energía
La energía tiene 4 propiedades básicas:
- Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma y es durante esta transformación cuando se manifiestan las diferentes formas de energía.
- Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene. La energía no se destruye.
- Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o trabajo.
- Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no deseadas).
Transferencia de energía
Existen tres formas principales de transferir energía de un cuerpo a otro:
Trabajo
Cuando se realiza un trabajo se pasa energía a un cuerpo que cambia de una posición a otra. Como ocurre, por ejemplo, si empujamos una caja para desplazarla: estamos realizando un trabajo para que su posición varíe.
Ondas
Las ondas son la propagación de perturbaciones de ciertas características, como el campo eléctrico, el magnetismo o la presión. Al moverse a través del espacio transmiten energía.
Calor
Es un tipo de energía que se manifiesta cuando se transfiere energía de un cuerpo caliente a otro cuerpo más frío. Esta energía puede viajar de tres maneras principales:
- Conducción: cuando se calienta un extremo de un material, sus partículas vibran y chocan con las partículas vecinas, transmitiéndoles parte de su energía.
- Radiación: el calor se propaga a través de ondas de radiación infrarroja (ondas que se propagan a través del vacío y a la velocidad de la luz).
- Convección: que es propia de fluidos (líquidos o gaseosos) en movimiento.
Comprender qué es la energía y cómo se transforma es el punto de partida para entender desde cómo funciona una bombilla hasta cómo una central eléctrica suministra electricidad a miles de hogares. Si quieres profundizar, explora los recursos de Endesa Educa sobre tipos de centrales eléctricas, circuitos eléctricos y electromagnetismo
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