EJEMPLOS DE CALOR

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Ejemplos de calor

Algunas situaciones cotidianas en las que el calor o el traspaso de energía se hace presente pueden ser las siguientes:

• Al planchar la ropa. Luego de enchufar el electrodoméstico, eleva su temperatura, entra en contacto con la tela y ayuda a eliminar las arrugas.
• Del té a la taza. Cuando se sirve té caliente en una taza, el agua le transmite su calor y la taza aumenta su temperatura (que las palmas de la mano suelen percibir).
• Al servir la comida en un plato. Si el plato es de cerámica o de algún otro material conductor, la comida servida en él le conducirá el calor.
• Arena en la playa. La temperatura que irradia el sol es absorbida por los granos de arena y ese calor se transporta, por ejemplo, a la planta de los pies.
• Del agua al cubo de hielo. Cuando se le arroja un cubo de hielo a una jarra con agua, el agua le transfiere por conducción su calor, por lo cual el cubo comienza a derretirse.
• Al derretirse chocolate en la mano. Cuando una persona sujeta durante un rato un pedazo de chocolate, comienza a derretirse a raíz de la transferencia del calor corporal.
• Al hervir agua en una pava. El calor de la llama se conduce a la base de la pava, que luego se transfiere al agua y ésta llega al punto de ebullición.
• Una lamparita de luz encendida. Cuando se enciende la lamparita, emite calor rápidamente.

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE CALOR

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A lo largo de la historia la tecnología a logrado construir dispositivos, que, debido a su funcionamiento, transforman unos tipos de energía en otros.

En las llamadas centrales hidráulicas, a partir de una caída de agua se hace funcionar generadores de corriente eléctrica. Un generador de corriente eléctrica esta provisto de una turbina, el agua inicialmente se encuentra a determinada altura, por lo tanto, se le asocia energía potencial gravitacional; cuando el agua llega a la parte más baja de la caída, se mueve con cierta rapidez, por lo cual se le asocia energía cinética; al golpear la turbina, hace que esta gire y a través del movimiento de la turbina se hace funcionar el generador.

En nuestras casas, una licuadora transforma energía eléctrica en energía cinética; al pasar corriente eléctrica por el motor de la licuadora, se produce un movimiento de rotación. Pero además del movimiento, se puede observar que la licuadora se calienta y emite sonido. Este ejemplo ilustra cómo la energía eléctrica se puede transformar en energía cinética, calor y sonido.

En todos los casos analizados, la energía se transforma de una forma en otra; un resultado interesante en todos los procesos de la naturaleza es que la energía total de un sistema siempre es la misma. Este hecho se expresa en el enunciado que se conoce como principio de conservación de la energía: La energía de un sistema, en el que no participan otros factores externos siempre es la misma

CALOR Y TEMPERATURA

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El calor se define como la transferencia de energía térmica entre sistemas o cuerpos con diferentes temperaturas. A diferencia de la temperatura, que es una medida de energía en un punto dado, el calor es un proceso dinámico, es decir, una energía en tránsito.

• El calor, $$\[\text q\] es energía térmica que se transfiere de un sistema más caliente a un sistema más frío que están en contacto.
• La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de los átomos o moléculas en el sistema.Calor y temperatura son cosas distintas, aunque están estrechamente relacionadas entre sí. El calor es la transferencia de energía térmica que pasa de un cuerpo que tiene mayor temperatura a uno de menor temperatura.

  La temperatura, por otro lado, es la magnitud física que mide el estado térmico de un cuerpo y la energía cinética de las moléculas que lo componen

PROBLEMAS ECOLÓGICOS RELACIONADOS CON LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA

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La producción y el uso de la energía suponen la principal causa, junto con el trasporte, de las emisiones de gases de efecto invernadero, gases responsables del cambio climático. 

En este sentido cabe señalar que la producción y el consumo de energía generan efectos que se manifiestan en forma de calentamiento global, contaminación atmosférica, lluvia ácida, contaminación radiactiva o vertidos de hidrocarburos, entre otros, dando lugar a graves afecciones medioambientales.

Uno de los problemas medioambiental es:

Centrales térmicas: debido a la quema de combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, generan emisiones de CO2 causando una contaminación atmosférica y que deriva en un efecto invernadero global y la lluvia ácida.

Asimismo, esto aumenta el consumo de recursos naturales, las emisiones de gases y la generación de residuos. Todo ello, causa un impacto en el medioambiente que se traduce en la degradación de la capa de ozono, el cambio climático y la degradación de la biodiversidad

En la actualidad, el incremento de la demanda y consumo de energía y las dificultades que existen para satisfacer esta demanda con las fuentes de energía disponibles, están prefigurando un escenario de crisis energética global.

Además la insuficiencia de recursos propios de combustibles fósiles en nuestro país conlleva una gran dependencia energética de otros países y una gran vulnerabilidad de nuestro sistema energético.

POTENCIA

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En física, la potencia (representada por el símbolo P) es una cantidad determinada de trabajo efectuado de alguna manera en una unidad de tiempo determinada. O sea, es la cantidad de trabajo por unidad de tiempo que algún objeto o sistema produce.

La potencia se mide en watts (W), unidad que rinde homenaje al inventor escocés James Watt y equivale a un julio (J) de trabajo realizado por segundo (s), es decir:

W = J/s

En el sistema anglosajón de medidas, esta unidad es reemplazada por los caballos de fuerza (hp).

La habilidad para comprender y medir la potencia con precisión fue un factor determinante en el desarrollo de los primeros motores a vapor, aparato sobre el cual se sostuvo la Revolución Industrial. En nuestros días, en cambio, suele estar asociada a la electricidad y a otro tipo de recursos energéticos modernos, pues también puede designar la cantidad de energía transmitida.

Tipos de potencia

Existen los siguientes tipos de potencia:

• Potencia mecánica. Aquella que se deriva de la aplicación de una fuerza sobre un sólido rígido, o bien un sólido deformable.
• Potencia eléctrica. En lugar de trabajo, se refiere a la cantidad de energía transmitida por unidad de tiempo en un sistema o circuito.
• Potencia calorífica. Se refiere a la cantidad de calor que un cuerpo libera al medio ambiente por unidad de tiempo.
• Potencia sonora. Se entiende como la cantidad de energía que una onda sonora transporta por unidad de tiempo a través de una superficie determinada.

ENERGÍA Y TRABAJO

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La energía es una palabra que suele utilizarse mucho en la vida cotidiana. Aunque a menudo se usa de manera ambigua, tiene un significado físico muy específico.

La energía es una medida de la capacidad de algo para producir trabajo. No es una sustancia material, y puede almacenarse y medirse de muchas formas.

Aunque solemos escuchar a las personas hablar del consumo de energía, esta nunca se destruye realmente: tan solo se transfiere de una forma a otra, y realiza un trabajo en el proceso. Algunas formas de energía son menos útiles para nosotros que otras (por ejemplo, la energía calorífica de bajo nivel). Es mejor hablar del consumo o la extracción de recursos energéticos (como el carbón, el petróleo o el viento) que hablar del consumo de energía en sí mismo.

• Una bala que se mueve a gran velocidad tiene asociada una cantidad medible de energía, conocida como energía cinética. La bala adquiere esta energía por el trabajo que hizo sobre ella una carga de pólvora que a su vez perdió algún tipo de energía potencial química en el proceso.
• Una taza de café caliente tiene una cantidad medible de energía térmica, que adquirió por el trabajo que realizó sobre ella un horno de microondas, que a su vez tomó la energía de la red eléctrica.

En la practica, siempre que se realice un trabajo para convertir energía de una forma a otra, hay alguna pérdida en otras formas de energía, como el calor o el sonido. Por ejemplo, un foco tradicional es capaz de convertir energía eléctrica en luz visible con tan solo un 3% de eficiencia, mientras que un ser humano es aproximadamente un 25% eficiente para convertir en trabajo la energía química que extrae de los alimentos que consume.

¿Cómo medimos la energía y el trabajo?

En la física, la unidad estándar para medir la energía y el trabajo realizado es el joule, que se denota por el símbolo J. En mecánica, 1 joule es la energía que se transfiere cuando se aplica una fuerza de 1 newton sobre un objeto y lo desplaza una distancia de 1 metro.

Otra unidad de energía con la que tal vez te hayas encontrado es la kilocaloría. La cantidad de energía que contiene un alimento empaquetado típicamente está dada en calorías. Por ejemplo, una barra común de chocolate de 60 gramos contiene alrededor de 280 kilocalorías de energía. Una kilocaloría es la cantidad de energía que se necesita para elevar en 1${}^{}$\[^{\circ}\] celsius la temperatura de 1 kg de agua. 

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ENERGÍA Y TRABAJO

BUENOS DÍAS

La energía es una palabra que suele utilizarse mucho en la vida cotidiana.

La energía es una medida de la capacidad de algo para producir trabajo. No es una sustancia material, y puede almacenarse y medirse de muchas formas.

Aunque solemos escuchar a las personas hablar del consumo de energía, esta nunca se destruye realmente: tan solo se transfiere de una forma a otra, y realiza un trabajo en el proceso. 

La definición más general de Energía: es la capacidad de los cuerpos o sistemas materiales para producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos o sistemas. Una definición más concreta, conveniente para las necesidades de este tema: es la capacidad de los cuerpos o sistemas para producir trabajo.

La energía se puede presentar de diversas formas, todas ellas son interconvertibles entre sí de manera que se cumple el principio de conservación de la energía: La energía ni se crea, ni se destruye, solo se transforma 

Siempre ha habido la misma energía en el universo desde su creación. 

La palabra energía suele ir asociada con otra que puede indicar su origen o su naturaleza. 

En última instancia todas las formas de energía se pueden reducir a tres: 

- Energía cinética: asociada al estado de movimiento del cuerpo o sistema. 

- Energía potencial: asociada a la posición del cuerpo o sistema en un campo de fuerzas conservativo.

- Energía interna: asociada a la composición química del cuerpo y al estado físico del mismo. 

Las formas de energía también se pueden clasificar atendiendo a la naturaleza de las fuerzas puestas en juego o a la forma en que se almacena: 

- Energía mecánica: es la suma de las energías cinética y potencial debidas a las fuerzas gravitatoria o elástica (mecánicas). 

- Energía electromagnética: debida a la fuerza eléctrica y magnética, es la energía asociada a la corriente eléctrica y al campo electromagnético. 

- Energía luminosa o radiante: es la energía transportada por la radiación electromagnética (ondas de radio y TV, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma). 

- Energía térmica: asociada al concepto de temperatura, es debida a la agitación interna de los átomos y moléculas de la materia. El calor es la energía térmica que se transfiere entre los cuerpos o sistemas que se encuentran a diferente temperatura. No obstante, desde un punto de vista termodinámico, el calor es transferencia de energía. 

- Energía química: interviene en los procesos químicos y está asociada al tipo de enlaces químicos que se rompen o se generan en dichos procesos. 

- Energía nuclear: asociada a la cohesión interna del núcleo de los átomos.

Sea cual sea la forma de energía, se puede medir. La unidad de energía en el S.I. es el Julio (J), en honor a James Prescott Joule (1818-1889). 

Un julio es una cantidad de energía muy pequeña. También debe ser conocida la caloría (cal) como unidad de energía (sistema técnico de unidades). Se define la caloría como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua pura en 1 °C