TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA
Para la optimización de recursos y la adaptación a nuestros usos,
necesitamos transformar unas formas de energía en otras. Todas ellas se pueden
transformar en otra cumpliendo los siguientes principios termodinámicos:
“La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma”. De este
modo, la cantidad de energía inicial es igual a la final.
“La energía se degrada continuamente hacia una forma de energía de menor
calidad (energía térmica)”. Dicho de otro modo, ninguna transformación se
realiza con un 100% de rendimiento, ya que siempre se producen unas pérdidas de
energía térmica no recuperable. El rendimiento de un sistema energético es la
relación entre la energía obtenida y la que suministramos al sistema.
La energía se puede transformar en energía renovable:
En tecnología y economía, una fuente de energía es un recurso natural,
así como la tecnología asociada para explotarla y hacer un uso industrial y
económico del mismo. La energía en sí misma nunca es un bien para el consumo
final sino un bien intermedio para satisfacer otras necesidades en la
producción de bienes y servicios. Al ser un bien escaso, la energía es fuente
de conflictos para el control de los recursos energéticos.
Es común clasificar las fuentes de energía según incluyan el uso
irreversible o no ciertas materias primas, como combustibles o minerales
radioactivos. Según este criterio se habla de dos grandes grupos de fuentes de
energía explotables tecnológicamente:
Energías renovables:
Energía eólica
Energía geotérmica
Energía hidráulica
Energía mareomotriz
Energía solar
Energía cinética
Biomasa
Gradiente térmico oceánico
Energía azul
Energía termoeléctrica generada por termopares
Ejemplos de transformación de energía:
1. De energia luminica a Quimica
---> La Fotosintesis
2. Energia Mecanica a Calorica---> la Combustion Interna del Motor de
un Auto
3. Enegia Electrica a Calorica---> El encendido de una lampara
4. eléctrica a termica [la plancha]
5. eléctrica a mecanica [un motor]
6. mecánica a electrica [un jenerador]
7. eólica a mecanica [un molino]
8.solar a electrica [placas solares]
9. química a electrica [una pila]
Transformación de la energía
En la física y la ingeniería, la transformación de la
energía o la conversión de la energía, es cualquier proceso de transformar una
forma de energía a otra. La energía de combustibles fósiles, de la radiación
solar, o de combustibles nucleares se puede convertir en otras formas de la
energía tales como eléctricos, propulsivo, o la calefacción que nos sean más
útiles. A menudo, las máquinas se utilizan para transformar energía. La
eficacia de una máquina caracteriza como de bien (cómo eficientemente) puede
producir una salida útil (por ejemplo trabajo por ejemplo) con tal conversión.
Las transformaciones de la energía son importantes en el uso del concepto de la
energía en vario ciencias naturales el incluir biología, química, geología .
La energía puede ser transformada para poderla utilizar por
otros procesos o máquinas naturales, o bien proporcionar un cierto servicio a
la sociedad (tal como calor, luz, o movimiento). Por ejemplo, motor de
combustión interna convierte la energía química potencial en gasolina y oxígeno
en la energía propulsiva que mueve un vehículo. A célula solar convierte la
radiación solar en la energía eléctrica que se puede entonces utilizar para
encender un bulbo o para accionar una computadora. El nombre genérico para un
dispositivo que convierta energía a partir de una forma a otra es transductor.
Ejemplo: Motores de calor
Motor de vapor ilustra el proceso de la conversión de la
energía. En un motor de vapor, el carbón ardiente calienta el agua (el líquido
de funcionamiento), que se amplía como un gas (vapor) y movimientos un pistón.
El vapor entonces se refresca en un radiador y se trae de nuevo cerca de los
carbones calientes en un ciclo que guarde la mudanza del motor de vapor. El
motor de vapor utiliza la diferencia de la temperatura entre el carbón caliente
y el radiador para mover el pistón. La operación del motor de vapor es descrita
de una perspectiva de la energía por los ciclos de la máquina de la
termodinámica, de la perspectiva fluida del flujo por los mecánicos fluidos, y
de la perspectiva del flujo del calor por la ciencia del traspaso térmico.
En una turbina de vapor, el vapor se utiliza para dar vuelta
a las láminas de la turbina, que se puede entonces utilizar para dar vuelta a
un generador a la electricidad del producto. Este proceso también requiere que
el vapor esté refrescado en un cierto punto en el proceso, porque éste que se
refresca causa la gota de presión en una porción del sistema que hace el vapor
moverse a partir de un lugar a otro, que hace las láminas de la turbina dar
vuelta.
En una planta de energía atómica, los átomos del material fisionable
tales como uranio y otras sustancias radiactivas están partidos en los iones
rápidos, y el calor intenso del producto de estos productos después de que
pulsen y sean parados por los materiales de las barras de combustible y del
líquido que se refresca del reactor. Este calor entonces se utiliza para
generar el vapor del agua, que alternadamente se utiliza muy convencionalmente
en una turbina de vapor para producir electricidad.
La conversión de una forma de energía a otra se puede hacer
con eficacia muy alta o aún perfecta, a menos que la energía comience bajo la
forma de calor. La conversión del calor en otras formas de energía nunca es
perfecta, y según la segunda ley de la termodinámica debe todavía ser
acompañado siempre por un aumento en la entropía, que no es lograda
generalmente siempre simplemente por la disipación posterior de una fracción
del calor en cuerpos más fríos, restante como calor.
Hay algunos procesos en los cuales el calor se convierte
enteramente en trabajo u otras formas de energía, y en éstos, el dispositivo
crece realmente más frío mientras que funciona. Los ejemplos son un envase de
gas que se amplía, o una célula química de la célula de concentración que
trabaja permitiendo que un producto químico difunda y disminuya en la
concentración. Tales procesos, sin embargo, nunca son reversibles, pues
requieren que siga habiendo el gas en la extensión y el producto químico sigue
difundido en espacio. De esta manera, las consideraciones de la entropía de la
segunda ley de la termodinámica se satisfacen sin tener que conservar una parte
del calor para lograrlo. Los motores
completamente reversibles que las concentraciones de vuelta de la materia a sus
estados iniciales en la conversión del calor a otros tipos de energía, deben
terminar descargando una fracción del calor en un depósito frío. Algo de la
energía térmica que acciona un motor de vapor o la turbina, por ejemplo, debe
por lo tanto siempre ser “perdida” como un convertidor el calor, que se debe
disipar en una temperatura más baja para satisfacer preocupaciones de la
entropía, sin ser dado vuelta en cualquier trabajo útil. Ejemplos específicos:
La energía química de un músculo humano convierte a la
energía mecánica al moverse. Esto puede aparecer como energía cinética cuando aparece
como movimiento, o como energía potencial cuando un peso se levanta contra la
gravedad o la otra fuerza.
La energía de la radiación electromágnetica de él se transforma un sistema de productos químicos a
otro, durante una fotosíntesis de las plantas.
Otras conversiones de la energía
Hay muchas diversas máquinas que convierten una forma de la
energía en otra:
Células de combustible
Energía geotérmica
Motores de calor, tales como el motor de combustión interna
usado en los coches o el motor de vapor
Presas hidroeléctricas
Micrófono
Reactor nuclear
energía termal :energía termal del océano
Células solares
Termal solar
Altavoz
Motor de vapor
Energía de la onda
Molinos de viento de la energía del viento
Sensor piezoeléctrico
Capítulo 2:
Energía. Conservación,
almacenamiento y transformación
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Cogeneración Ambar
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Sistema mecánico en el cual se conserva la energía, para
choque perfectamente elástico y ausencia de rozamiento. La ley de la
conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y
afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin
interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque
dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley
de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni
destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la
energía eléctrica se transforma en energía calorífica.
ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
El almacenamiento de energía comprende los métodos que tiene
la humanidad para conservar en la medida de lo posible una cierta cantidad de
energía en cualquier forma, para liberarla cuando se la requiera de en la misma
forma que se recolectó u de otra forma distinta. Las formas de energía pueden
ser energía potencial (gravitacional, química, elástica, etc.) o energía
cinética, muchos sistemas mecánicos funcionan almacenando energía y gastándola
lentamente: un ejemplo es el reloj mecánico que almacena en el muelle la
energía para ir consumiendo vía un regulador el progreso, en un ordenador los
condensadores existentes en un chip almacenan la energía suficiente para que al
volver a encenderse tengan la memoria de algunas de las funciones previas.
Incluso los alimentos son una forma que la naturaleza tiene de almacenar la
energía procedente del sol.
TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA
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