¿Es la electricidad una forma de energía?
Al igual que el trabajo termodinámico, la transferencia de calor implica al entorno de un sistema, así como al propio sistema, por lo que no es una propiedad del sistema por sí sola, aunque contribuye al cambio de la energía interna del sistema, que es una propiedad del sistema por sí sola. Esto es distinto del uso del lenguaje ordinario de la palabra “calor” como una propiedad de un sistema en sí mismo.
La cantidad de energía transferida como calor en un proceso es la cantidad de energía transferida excluyendo cualquier trabajo termodinámico realizado y cualquier energía contenida en la materia transferida. Para la definición precisa de calor, es necesario que se produzca por una vía que no incluya la transferencia de materia[2] Por ejemplo, la transferencia de calor por radiación puede coincidir con la transferencia de materia.
Aunque la definición no lo contempla de forma inmediata, en algunos procesos especiales, la cantidad de energía transferida como calor puede medirse por su efecto en los estados de los cuerpos que interactúan. Por ejemplo, en circunstancias especiales, respectivamente, la transferencia de calor puede medirse por la cantidad de hielo derretido, o por el cambio de temperatura de un cuerpo en los alrededores del sistema[3] Tales métodos se denominan calorimetría.
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Calor y energía térmica son términos que utilizamos para describir el nivel de actividad de las moléculas de un objeto. Un objeto con moléculas muy “excitadas” y que se mueven rápidamente se conoce como caliente, mientras que un objeto con moléculas cuyos átomos se mueven menos rápidamente se conoce como frío. La energía calorífica, o energía térmica, puede transferirse entre objetos. Así, el calor se refiere a esta transferencia de energía entre objetos, mientras que la temperatura se refiere a la energía contenida en el interior de los objetos.
Ejemplos cotidianos de energía térmicaHay tres formas básicas de transferir la energía térmica: convección, conducción y radiación. La convección transfiere la energía térmica a través de gases o líquidos. La conducción transfiere la energía térmica de un sólido a otro. La radiación transfiere el calor en forma de ondas o partículas a través de lugares donde no hay moléculas. Es una forma de energía electromagnética. Estos son algunos ejemplos comunes de energía térmica.
Calentamiento Así pues, la energía térmica procede de un objeto o sustancia cuyas moléculas y átomos se mueven más rápidamente debido a un aumento de la temperatura. Ahora que has visto muchos ejemplos de energía térmica, la próxima vez que tu mascota se suba a tu regazo podrás experimentar de primera mano cómo funciona la energía térmica.
¿Es el oxígeno una forma de energía?
La conducción se produce cuando el calor pasa directamente de un objeto a otro. ¿Qué ocurre cuando dejas tu coche aparcado en un aparcamiento soleado en un día caluroso? El calor del sol pasa directamente a través del metal del coche y calienta el aire (y los asientos) del interior.
La convección es el movimiento de líquidos o gases calientes. Por ejemplo, cuando hierves agua, el líquido más cercano a la llama se calienta primero. A medida que se calienta, asciende, y el agua más fría se va al fondo, donde se calienta. Esto continúa hasta que el agua hierve.
La energía radiante es la energía creada a través de ondas electromagnéticas, como la luz, el calor o las ondas de radio. El sol es nuestra principal fuente de energía radiante porque emite una gran cantidad de calor y luz. Los científicos utilizan el espectro electromagnético para hablar de los tipos de energía radiante. El espectro electromagnético enumera todos los tipos de energía radiante según la longitud de sus ondas. Cuanto más corta es la onda, más energía y calor se crea.
La mayor parte de la energía radiante no se puede ver, pero hay una pequeña parte del espectro electromagnético que se llama luz visible. Ésta es la luz que podemos ver. Las diferencias en la longitud de las ondas en esta parte del espectro hacen que veamos diferentes colores.
El calor es una forma de energía y puede hacer
La energía puede transferirse de un objeto a otro realizando un trabajo. Para realizar un trabajo es necesario que un agente ejerza una fuerza sobre un objeto a lo largo de una distancia. Cuando se realiza un trabajo, se transfiere energía del agente al objeto, lo que provoca un cambio en el movimiento del objeto (más concretamente, un cambio en la energía cinética del objeto).
Supongamos que una persona (el agente) ejerce una fuerza sobre una carretilla (el objeto) que inicialmente está en reposo, haciendo que se mueva a lo largo de una determinada distancia. Recordemos que el trabajo realizado por la persona sobre la carretilla es igual al producto de la fuerza de la persona por la distancia recorrida por la carretilla. Observa que cuando se ejerce la fuerza sobre la carretilla, se produce un cambio en su movimiento. Su energía cinética aumenta. ¿Pero de dónde ha sacado la carretilla su energía cinética? La obtuvo la persona que ejercía la fuerza, que utilizó la energía química almacenada en los alimentos que comió para mover la carretilla. En otras palabras, cuando la persona hizo un trabajo en la carretilla, transfirió una cierta cantidad de energía química a la carretilla, haciendo que se moviera. Como resultado, la reserva de energía química de la persona disminuye y la energía cinética de la carretilla aumenta.