Conversión de energía
Todas las formas de energía pueden transformarse en otras formas de energía: al quemar carbón transformamos su energía potencial química en energía térmica (calor). Gracias a la máquina de vapor, el calor puede transformarse a su vez en energía cinética, es decir, en el movimiento de la locomotora.
La termodinámica es la ciencia que estudia la transformación de la energía en trabajo y viceversa. Se basa en dos principios que sólo son válidos en sistemas cerrados como la Tierra. La Tierra es un sistema cerrado porque puede intercambiar energía con el exterior pero no puede intercambiar materia. Si tampoco pudiera intercambiar energía, se definiría como un sistema aislado. Si también intercambiara materia, se convertiría en un sistema abierto.
Existe una ley natural que limita estas transformaciones, la ley de la conservación de la materia, según la cual la energía no puede crearse ni destruirse (“nada se crea y nada se destruye”). La energía puede transformarse de una forma en otra, pero la suma de las distintas formas debe permanecer inalterada. Por tanto, “nada se crea ni se destruye, todo se transforma”.
La energía no se puede crear ni destruir
La energía existe en muchas formas y se define como la capacidad de realizar un trabajo o de aplicar una fuerza sobre una distancia. Energy Story de la Comisión de Energía de California describe la energía, su capacidad de transformación y los tipos de energía que el ser humano consume en todo el mundo.
Energy Systems, elaborado por la Universidad Carnegie Mellon, ofrece un amplio panorama del uso de la energía en la Tierra. Las secciones “Transformación de la energía” (página 10), “Energía y estabilidad química” (página 18) y “Formaciones químicas” (página 22) deberían ser el foco principal de tu revisión.
Energía: Innovando hasta el cero. El filántropo y empresario Bill Gates hace una presentación sobre la energía, nuestra dependencia de los combustibles fósiles, los impactos que esto tiene en nuestro planeta y las innovaciones que deben producirse para que los seres humanos puedan prosperar en el futuro.
Este diagrama ilustra, de forma contraintuitiva, que la energía de los enlaces es inversamente proporcional a la cantidad de energía que poseen los electrones de un enlace. Por ejemplo, los enlaces C-C, C-O y C-H son las principales fuentes de energía en una molécula de glucosa, porque tienen la menor energía de enlace.
Ley de conservación de la energía
Transformaciones energéticasLas transformaciones energéticas son procesos que convierten la energía de un tipo (por ejemplo, cinética, potencial gravitacional, energía química) en otro. Cualquier tipo de uso de la energía debe implicar algún tipo de transformación energética.
La energía no puede crearse ni destruirse (lo que se denomina conservación de la energía); sin embargo, puede transformarse de un tipo a otro. De hecho, todo proceso útil transforma la energía de una forma a otra. Hay muchas formas o tipos de energía diferentes. Algunos ejemplos de transformaciones energéticas cotidianas son:
La energía cinética y la electricidad son las formas más útiles. Son de “alta calidad” porque pueden transformarse casi por completo en cualquier otro tipo de energía. La electricidad, por ejemplo, puede utilizarse fácilmente para generar calor (energía térmica) o luz (energía radiante), romper enlaces químicos (energía química), mover objetos (energía cinética) o levantar objetos (energía potencial gravitatoria).
La forma de energía menos útil es la energía térmica de baja temperatura. Puede volver a convertirse en una forma de mayor calidad, pero la energía útil siempre se pierde en este proceso. Al convertir la energía en una forma menos útil y luego intentar trabajar hacia atrás, nunca se recupera el 100% de la energía útil.
Ejemplos de transformación de la energía electromagnética
La transferencia de energía se refiere al movimiento de energía de un lugar a otro. Piensa en la electricidad que fluye desde el enchufe de la pared, pasa por un cargador y llega a una batería. La energía se transfiere del enchufe a la batería.
Un tipo de energía puede transformarse en otro tipo de energía. La transformación de energía significa el cambio de energía de un tipo a otro, por ejemplo, de energía cinética a energía eléctrica, o de energía potencial a energía cinética.
La transferencia de energía es el movimiento de energía de un lugar a otro. La transformación de la energía es cuando ésta cambia de un tipo a otro. Aunque la energía puede transferirse o transformarse, la energía total siempre es la misma.
