Energía química
La temperatura es una medida directa de la energía térmica, lo que significa que cuanto más caliente está un objeto, más energía térmica tiene. El calor es una medida de la cantidad de energía térmica que se transfiere entre dos sistemas.
Es fácil convertir la energía mecánica en energía térmica, por ejemplo, utilizando la fricción. También es posible convertir la energía térmica en energía mecánica utilizando un motor térmico, pero siempre habrá calor residual con este método.
El calor latente de una sustancia es el calor necesario para que un objeto cambie de estado, también llamado cambio de fase. En general, los valores del calor latente son mucho más altos que los del calor específico. También se denomina entalpía[1].
El hielo y el agua tienen asociados enormes calores latentes, por eso la nieve tarda tanto en derretirse y el agua se utiliza para cocinar. Esto también es importante para mantener nuestro planeta cómodo para vivir, y proporciona una buena cantidad de resistencia al cambio climático.
La Universidad de Colorado nos ha permitido amablemente utilizar la siguiente simulación de PhET. Explora la simulación a continuación para obtener una intuición física de cómo la fricción puede aumentar la energía térmica y convertir el movimiento macroscópico en microscópico.
Energía nuclear
La mayoría de la gente utiliza la palabra calor para describir algo que se siente caliente, sin embargo en la ciencia, en las ecuaciones termodinámicas, en particular, el calor se define como el flujo de energía entre dos sistemas por medio de la energía cinética. Esto puede adoptar la forma de transferencia de energía de un objeto caliente a otro más frío. Dicho de forma más sencilla, la energía térmica, también llamada energía térmica o simplemente calor, se transfiere de un lugar a otro mediante el rebote de partículas entre sí. Toda la materia contiene energía térmica, y cuanta más energía térmica haya, más caliente estará un objeto o zona.
La distinción entre calor y temperatura es sutil pero muy importante. El calor se refiere a la transferencia de energía entre sistemas (o cuerpos), mientras que la temperatura viene determinada por la energía contenida en un sistema (o cuerpo) singular. En otras palabras, el calor es energía, mientras que la temperatura es una medida de energía. Si se añade calor, la temperatura de un cuerpo aumenta, mientras que si se quita, la temperatura disminuye, por lo que los cambios de temperatura son el resultado de la presencia de calor o, por el contrario, de la falta de calor.
Energía térmica
La energía térmica, también conocida como energía cinética aleatoria o interna, se debe al movimiento aleatorio de las moléculas de un sistema. La energía cinética se presenta en tres formas: vibracional, rotacional y traslacional. La vibracional es la energía causada por el movimiento vibratorio de un objeto o molécula, la rotacional es la energía causada por el movimiento de rotación y la traslacional es la energía causada por el movimiento de una molécula a otro lugar.
La energía térmica es directamente proporcional a la temperatura dentro de un sistema determinado (recordemos que un sistema es el objeto de interés, mientras que el entorno se encuentra fuera del sistema y ambos interactúan mediante el intercambio de energía y materia). Como resultado de esta relación entre la energía térmica y la temperatura del sistema, se aplica lo siguiente:Cuantas más moléculas estén presentes, mayor será el movimiento de moléculas dentro de un sistema dado, mayor será la temperatura y mayor será la energía térmica
Como se ha demostrado anteriormente, la energía térmica de un sistema depende de la temperatura del mismo, que a su vez depende del movimiento de las moléculas del sistema. En consecuencia, cuantas más moléculas haya, mayor será la cantidad de movimiento dentro de un sistema determinado, lo que aumenta la temperatura y la energía térmica. Por ello, a una temperatura de 0ºC, la energía térmica dentro de un sistema determinado también es cero. Esto significa que una muestra relativamente pequeña a una temperatura algo elevada, como una taza de té a su temperatura de ebullición, podría tener menos energía térmica que una muestra más grande, como una piscina que está a una temperatura más baja. Si la taza de té hirviendo se coloca junto a la piscina helada, la taza de té se congelará primero porque tiene menos energía térmica que la piscina.
Energía térmica byju’s
La energía geotérmica es un tipo de energía renovable que se extrae del núcleo de la Tierra. Procede del calor generado durante la formación original del planeta y de la desintegración radiactiva de los materiales. Esta energía térmica se almacena en las rocas y los fluidos del centro de la Tierra.
Las altas temperaturas de más de 4.000 °C hacen que parte de la roca del centro de la Tierra se derrita y forme rocas fundidas calientes llamadas magma. Estos calores también hacen que el manto se comporte plásticamente y que partes de él convecten hacia arriba, ya que es más ligero que la roca circundante.
En algunos países se utiliza desde hace miles de años para cocinar y en sistemas de calefacción. Los depósitos geotérmicos subterráneos de vapor y agua calentada pueden utilizarse para la generación de electricidad y otras aplicaciones de calefacción y refrigeración.
Un ejemplo de calefacción y refrigeración es la instalación de una bomba de calor geotérmica a unos 3 metros bajo tierra. Estas tuberías se llenan de agua o de una solución anticongelante. El agua se bombea alrededor del circuito cerrado de tuberías. Estos sistemas de bomba de calor geotérmica ayudan a enfriar los edificios en verano y a mantener el calor en verano. Esto ocurre al absorber el calor de la tierra mientras el agua circula de vuelta al edificio.