Tipos de
Energía
Energía
Eléctrica: es la
energía resultante de una diferencia de potencial entre dos puntos y que
permite establear una corriente eléctrica entre los dos, para obtener algún
tipo de trabajo, también puede transformarse en otros tipos
de energía entre las que se encuentran energía luminosa
o luz, la energía mecánica y la energía térmica.
Energía
Térmica: es la
fuerza que se libera en forma de calor, puede obtenerse mediante la naturaleza
y también del sol mediante una reacción exotérmica
como podría ser la combustión de los combustibles,
reacciones nucleares de fusión o fisión, mediante
la energía eléctrica por el efecto denominado Joule o por ultimo
como residuo de otros procesos químicos o mecánicos.
Energía
solar: Se
origina de reacciones que existen en el Sol.
Energía
Nuclear: Esta energía es la
liberada del resultado de una reacción nuclear, se puede obtener mediante dos
tipos de procesos, el primero es por Fusión Nuclear (unión de núcleos
atómicos muy livianos) y el segundo es por Fisión Nuclear (división de
núcleos atómicos pesados).
Energía
Cinética: La energía cinética
es la energía que posee un objeto debido a su movimiento, esta
energía depende de la velocidad y masa del objeto según la ecuación E =
1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al
cuadrado.
La energía asociada a un objeto
situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía
potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en
energía cinética. Cuando un cuerpo está en movimiento posee en energía cinética ya que al chocar con otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo.
Energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar
un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración.
Puede pensarse como la energía almacenada en
el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele
abreviarse con la letra U o Ep.
La energía potencial puede
presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial
electrostática, y energía potencial elástica.
Energía
Química: Esta energía es
la retenida en alimentos y combustibles, Se produce debido a la
transformación de sustancias químicas que contienen
los alimentos o elementos, posibilita mover objetos o
generar otro tipo de energía.
Energía
Hidráulica: es
aquella que se extrae del aprovechamiento de
las energías (cinética y potencial) de la corriente de
los ríos, saltos de agua y mareas, en algunos casos es un tipo
de energía considerada “limpia” por que su impacto ambiental suele
ser casi nulo y usa la fuerza hídrica sin represarla en otros es solo
considerada renovable si no sigue esas premisas dichas anteriormente.
Energía
iónica: es la
cantidad de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente
unido de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental.
Energía
Geotérmica: Esta
corresponde a la energía que puede ser obtenida en base al
aprovechamiento del calor interior de la tierra, este calor se debe a varios
factores entre los más importantes se encuentran el gradiente geotérmico,
el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, “Tierra”, y thermos, “calor”;
literalmente “calor de la Tierra”.
Energía electromagnética: se define como la cantidad
de energía almacenada en una parte del espacio a la que podemos
otorgar la presencia de un campo electromagnético y que se
expresa según la fuerza del
campo eléctrico y magnético del mismo. En un punto del
espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma
de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades de campo.
Energía
Magnética: Esta energía que
se desarrolla en nuestro planeta o en los imanes naturales. es la consecuencia
de las corrientes eléctricas telúricas producidas en la tierra como
resultado de la diferente actividad calorífica solar sobre la superficie
terrestre, y deja sentir su acción en el espacio que rodea la tierra
con intensidad variable en cada punto.
Energía
Mecánica
La energía mecánica se puede definir como la forma de energía que se puede transformar en trabajo mecánico de modo directo mediante un dispositivo mecánico como una turbina ideal; las formas familiares de energía mecánica son la cinética y la potencial.
Llamamos energía
mecánica de un cuerpo a la suma de la energía cinética Ec y
potencial Ep que posee:
Em=Ec+Ep
Es importante señalar que
la energía potencial, de modo general, cuenta con distintas
contribuciones. En este tema nos centraremos en la energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica.
Ep=Epg+Epe
Principio de Conservación
de la Energía Mecánica
La energía
mecánica de un cuerpo se mantiene constante cuando todas las
fuerzas que actúan sobre él son conservativas.
Es probable que en
numerosas ocasiones hayas oído decir que "La energía mecánica no se crea ni se destruye
solo se transforma o intercambia, permaneciendo constante dentro del proceso". En realidad, tal
afirmación es uno de los principios más importantes de la Física y se denomina Principio
de Conservación de la Energía. Vamos a particularizarlo para el caso de la
energía mecánica.
Para entender mejor este
concepto vamos a ilustrarlo con un ejemplo. Imagina una pelota colgada del
techo que cae sobre un muelle. Según el principio de conservación de la energía
mecánica, la energía mecánica de la bola es siempre la misma y por
tanto durante todo el proceso dicha energía permanecerá constante, tan sólo
cambiarán las aportaciones de los distintos tipos de energía que conforman la
energía Mecánica.
Antes de caer, la energía
mecánica de la bola está formada únicamente por energía potencial gravitatoria.
Al caer y adquirir una velocidad, la energía potencial gravitatoria se
convierte en energía cinética, dejando constante la energía mecánica. Por
último, al impactar contra el muelle, lo comienza a comprimir, provocando que
la energía mecánica se componga de energía cinética, energía potencial
gravitatoria y energía potencial elástica.
Comprobación del Principio
de Conservación de la Energía Mecánica
Para comprobar
el principio de conservación de la energía mecánica razonamos de la
siguiente manera:
El teorema de la
energía cinética establece que la variación de energía
cinética ∆Ec entre dos puntos (la cual se traduce en una
variación de su velocidad) que sufre un cuerpo es igual al trabajo realizado
por la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo entre
los puntos inicial y final. Esto se cumple tanto si las fuerzas son conservativas
como si no.
W=∆Ec
Por otro lado, en el caso
de fuerzas conservativas, dicho trabajo coincide con la
variación de energía potencial cambiada de signo.
W=−∆Ep
De lo anterior, y teniendo
en cuenta que en ambos casos nos referimos al mismo trabajo, podemos escribir:
∆Ec=−∆Ep⇒∆Ec+∆Ep=0 ⇒∆(Ec+Ep)=0 ;
∆Em=0
Por tanto la energía
mecánica no cambia, permanece constante
Principio de Conservación
de la Energía con Fuerzas no Conservativas
En el caso general de que
en nuestro sistema aparezcan fuerzas no conservativas, la energía
mecánica no se conserva. Existen dos contribuciones para el trabajo
total Wt:
Trabajo de fuerzas
conservativas Wc
Trabajo de fuerzas no
conservativas Wnc
Por tanto:
Wt=Wc+Wnc
Si sobre un cuerpo actúan
fuerzas conservativas y no conservativas, la variación de energía mecánica
coincide con el trabajo realizado por las fuerzas no
conservativas
Wnc=∆Em
La fuerza de
rozamiento es uno de los casos más destacados de fuerza no
conservativa o disipativa. Imagina el caso sencillo en que lanzas una canica
deslizándose por el suelo a cierta velocidad. Al cabo de un
tiempo, esta acabará por pararse. La energía mecánica de la canica está formada
únicamente por su energía cinética (Em=Ec+Ep). Suponiendo la fricción con el
aire despreciable, la fuerza de rozamiento, disipativa, va a ser la responsable
de que nuestra canica vaya, poco a poco, perdiendo su energía mecánica
(coincidente en este caso con la cinética).
