¿Se puede convertir la energía térmica en energía mecánica?
¿Qué es la energía térmica? ¡Manténgase actualizado y seguro! Reciba las actualizaciones de las últimas publicaciones y más de Analytics Steps directamente en su bandeja de entrada. Suscríbase Al suscribirse, está dando su consentimiento para recibir correos electrónicos. Lea nuestra política de privacidad.La energía bien podría dividirse en dos grandes categorías: energía cinética y energía potencial. Son los dos tipos fundamentales de energía. La energía térmica, la energía radiante, la energía química, la energía nuclear, la energía eléctrica, la energía del movimiento, la energía del sonido, la energía elástica y la energía gravitatoria son todas ellas formas de energía.
¿Te has preguntado alguna vez qué es lo que hace que algo se caliente? La solución puede ser más sencilla de lo que crees. Cuando las moléculas que componen una cosa se mueven más rápido, la temperatura de esa sustancia aumenta.
La energía contenida en un sistema que es responsable de su temperatura se denomina energía térmica. La transferencia de energía térmica se denomina calor. La termodinámica es una parte de la física que se ocupa de cómo se transmite el calor entre varios sistemas y cómo se realiza el trabajo en el proceso.
¿En qué se puede convertir la energía térmica?
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”.
Fórmula de la energía térmica
¿Y si pudieras hacer funcionar tu aire acondicionado no con la electricidad convencional, sino con el calor del sol durante un cálido día de verano? Con los avances en la tecnología termoeléctrica, esta solución sostenible podría hacerse realidad algún día.
Los dispositivos termoeléctricos se fabrican con materiales que pueden convertir una diferencia de temperatura en electricidad, sin necesidad de piezas móviles, una cualidad que hace de la termoelectricidad una fuente de electricidad potencialmente atractiva. El fenómeno es reversible: Si se aplica electricidad a un dispositivo termoeléctrico, éste puede producir una diferencia de temperatura. En la actualidad, los dispositivos termoeléctricos se utilizan para aplicaciones de relativamente baja potencia, como alimentar pequeños sensores a lo largo de oleoductos, respaldar baterías en sondas espaciales y refrigerar minifridges.
Liu es el primer autor del artículo de PNAS, en el que participan los estudiantes de posgrado Jiawei Zhou, Zhiwei Ding y Qichen Song; Mingda Li, profesor adjunto del Departamento de Ciencia e Ingeniería Nuclear; el antiguo estudiante de posgrado Bolin Liao, ahora profesor adjunto de la Universidad de California en Santa Bárbara; Liang Fu, profesor adjunto de Física de Biedenharn; y Gang Chen, profesor de Soderberg y director del Departamento de Ingeniería Mecánica.
¿Cómo se puede convertir la energía térmica en energía eléctrica?
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.