Capítulo 6: Termoquímica: Flujo de energía y cambio químico

6.1 Formas de energía y su interonversión

6.2 Entalpía: Calores de reacción y cambios químicos

6.3 Calorimetría: Mediciones de calores de reacción en el laboratorio

6.4 Estequiometría de las ecuaciones termoquímicas

6.5 Ley de Hess de suma del calor

6.6 Calores estándar de reacción (H0rxn)

Definiciones termoquímicas

Sistema: Parte del universo cuyo cambio mediremos.Alrededores: Todo lo que es relevante para el cambio se define como “alrededores”.Energía interna: La suma de la energía potencial y cinética de todas las partículas de una sistema.Calor (q): Es la energía transferida entre un sistema y sus alrededores como resultado sólo de la diferencia en sus temperaturas.Trabajo(w): La energía que se transfiere cuando un objeto es movido por una fuerza.

Por tanto: E = q + w

Fig. 6.1

Un sistema químico y sus alrededores

McGraw-Hill, Universidades / Stephen Frisch, fotógrafo

Diagramas de energía para la transferencia de energía interna (E) entre un sistema y sus alrededores

Fig. 6.2

Diagramas de energía

Estado inicial

Estado inicial

Estado final

Estado final

Einicial

Efinal

Efinal

Einicial

Efinal EfinalEinicial Einicial

Energía perdida haciaLos alrededores

Energía ganada de losalrededoresE

ner

gía,

E

En

ergí

a, E

Fig. 6.3

Un sistema que transfiere energía sólo como calor

Tsis > TalrTsis = Talr

Tsis = Talr Tsis < Talr

Einicial

Efinal Einicial

Efinal

En

ergí

a, E

En

ergí

a, E

Calor (q) perdidohacia los alrededores (q<0)

Calor (q) ganadode los alrededores (q>0)

CalienteH2OTsis

Temp.ambiente

H2OTsis

Temp.ambiente

H2OTsis

HieloH2OTsis

Talr

Talr

Talr

Talr

Fig. 6.4

Un sistema que pierde energía sólo como trabajoE

ner

gía,

E

Sistema

HCl(ac)

ZnCl2(ac)

SistemaH2(g)

Efinal

Einicial

Trabajo (w) hecho sobrelos alrededores (w < 0)

Convención de signos* de q,w, y E

q + w = E

+ + +

+ - Depende del tamaño de q y w

- - Depende del tamaño de q y w

- - -

* Para q: + significa que el sistema gana calor; - significa que el sistema pierde calor. Para w: + significa trabajo hecho sobre el sistema; - significa trabajo hecho por el sistema

Tabla 6.1 (p. 231)

Algunas cantidades interesantes de energía

Fig. 6.5

que cae sobre la tierraEnergía solar diaria

terremoto fuerteEnergía de un

de salida de la presa HooverEnergía eléctrica diaria

se quemande carbón que1000 toneladas

1 tonelada de TNT que explota

energía eléctrica1 kilowatt hora de

de glucosacombustión de un molCalor liberado de la

1 caloría (4.184 J)

átomo 235 UEnergía de la fisión de un

división de una célula bacterialCalor absorbido durante la

una molécula de aire a 300 KEnergía cinética promedio de

Determinación del cambio de energía en un sistema

Problema: En el motor de combustión interna, el calor producido por el encendido del combustible produce el dióxido de carbón y el agua, que se produce para expandir, empujando los pistones. El exceso de calor se remueve por el sistema de enfriamiento. Determine el cambio de energía ( E) en J, kJ, y kcal si los gases que se expanden hacen 515 J de trabajo en los pistones, y el sistema pierde 407 J de calor con el sistema de enfriamiento.Plan: El sistema es los reactivos y los productos de la reacción. Los alrededores consisten en los pistones , el sistema de enfriamiento y el resto del coche. Dado que el calor es producido por el sistema, q es negativo. Dado que los pistones se empujan hacia afuera, el trabajo es hecho por el sistema , por lo tanto w es negativo también. E es la suma de q y w, los cuales están en J.Solución:

q = - 407 J w = -515 J

E = q + w = - 407 J + ( - 515 J) = - 922 J

E = - 922 J x = - 0.922 kJ x = - 0.220 kcal 1 kJ1000 J

0.2390 kcal 1kJ

Fig. 6.6

Dos diferentes rutas de cambio de energía en un sistema

C8H18 (octano)+25/2 O2

8CO2 + 9H2OEn

ergí

a, E

Einicial

Efinal

E perdida como calor

E perdida de

trabajo y calor

Primera ley de la termodinámica

( Ley de la conservación de la energía )

“La energía total del universo es constante”

Universo = ESistema + EAlrededores = 0

Cambio en la entalpía = H

La entalpía se define como la energía interna del sistemamas el producto de su presión y su volumen.

H = E + PVPara un cambio en la entalpía:

H = E + PVPara reacciones exotérmicas y endotérmicas:

H = H final - H inicial = H productos - H reactivos

Exotérmica : H final H inicial H 0

Endotérmica : H final H inicial H 0

Fig. 6.7

Trabajo presión - volumenAlrededores

Estado finalEstado inicialW = -PV

Sistema Sistema

Fig. 6.8

CH4 + 2O2

H2O(s)

H2O(l)

CO2 + 2H2OEn

talp

ía, H

En

talp

ía, H

Hinicial

Hinicial Hfinal

Hfinal

Calor que entra

Calor que sale

H = -285.8 KjExotérmico

H = +40 KjEndotérmico

Diagramos de entalpía para procesos endotérmicos y exotérmicos

Gases

Líquidos

Sólidos

Condensación - H0

vap

Evaporación H0

vap

Congelamiento - H0

fus

Fusión H0

fus

Sublimación Deposición

DeposiciónSublimación

- H0sub

H0sub

Dibujo de diagramas de entalpía ydeterminación del signo de H - I

Problema: En cada uno de los siguientes casos, determine el signo de H y si la reacción es exotérmica o endotérmica, y dibuje un diagrama de entalpía para cada reacción. a) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O(g) + 802 kJ

b) Ba(OH)2 2H2O(s)+ 2 NH4SCN(s) + 62 kJ Ba(SCN)2 (ac) + 2 NH3 (g) + 4 H2O(L)

Plan: Inspeccionamos cada ecuación para ver si el calor es un producto (exotérmico) o un reactivo (endotérmico) en la reacción. Para reacciones exotérmicas, los reactivos están sobre los productos en el diagrama de entalpía, el inverso aplica para reacciones endotérmicas. La flecha H siempre apunta de los reactivos a los productos.

.

Solución: a) El calor está en el lado de los productos, por lo tanto, la reacción es exotérmica y H es negativo.

b) El calor está en el lado de los reactivos, por lo tanto, la reacción es endotérmica y H es positivo.

CH4 (g) + 2O2 (g)

CO2 (g) + 2H2O(g)

H

Reactivos

Productos

H = - 802 kJexotérmica

H

Ba(OH)2 2H2O(s) + 2NH4SCN(s)

.Ba(SCN)2 (ac) + 2NH3 (g) + 4 H2O(L)

H = +62 kJendotérmica

Reactivos

Productos

Dibujo de diagramas de entalpía yDeterminación del signo de H - II

Entalpías especiales en reacciones

Cuando un mol de una sustancia se combina con oxígeno en una reacción de combustión, el calor de la reacción es calor de combustión( Hcomb):

C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O(g) H = Hcomb

Cuando un mol de una sustancia se produce a partir de sus elementos, el calor de la reacción es el calor de formación( Hf ) :

Ca(s) + Cl2 (g) CaCl2 (s)H = Hf

Cuando un mol de una sustancia se funde, el cambio de entalpía es el calor de fusión ( Hfus) :

H2O(s) H2O(L)

Cuando un mol de una sustancia se evapora, el cambio de entalpía es el calor de evaporación( Hvap) :

H2O(L) H2O(g)

H = Hfus

H = Hvap

Contribuciones de la energía cinética y potencial

1. Contribuciones de la energía cinética

La molécula se mueve a través del espacio, Ec (translación)

La molécula está rotando, Ec (rotación)

Los enlaces atómicos están vibrando, Ec (vibración)

Los electrones se mueven dentro de cada átomo, Ec (electrón)

2. Contribuciones de la energía potencial

Las fuerzas entre enlaces atómicos en vibración, EP (vibración)

Las fuerzas entre el núcleo y los electrones y entre los electrones de cada átomo, EP (átomo)

Las fuerzas entre los protones y neutrones en cada núcleo, EP (núcleos)

Las fuerzas entre los núcleos y el par de electrones compartido en cada enlace, EP (enlace)

Fig. 6.9

Componentes de la energía interna

Ec (translación)

Ec (rotación)

Ec (vibración)

Ec (electrones)

Ep (vibración)

Ep (átomo)

Ep (núcleos)

Ep (enlaces)

A. Contribuciones a la energía cinética (Ec)

B. Contribuciones a la energía potencial (Ep)

Fig. 6.10

H y la fuerza de los enlaces

H2(g) + F2(g)

2HF (g)

En

talp

ía, H Enlaces débiles

Enlaces fuertes

Hreac = -546 kJ

Tabla 6.2. (p. 239)

Calores de combustión (Hcomb) de algunos compuestos de carbono

Nombre (Fórmula)

Fórmula estructural

Suma de enlaces C-C y C-H

Suma de enlaces C-O y O-H

Hcomb (kJ/mol)

Hcomb (kJ/g)

Compuestos de dos carbonos

Etano (C2H6) 7 0 -1560 -51.88

Etanol (C2H5OH) 6 2 -1367 -29.67

Compuestos de un carbón

Metano (CH4) 4 0 -890 -55.5

Metanol (CH3OH) 3 2 -727 -22.7

Calores de combustión de algunas grasas y carbohidratos

Sustancia H comb(kJ/mol)

Grasas

Aceite vegetal 37.0 Margarina 30.1 Mantequilla 30.0

Carbohidratos

Azúcar de mesa (sacarosa) 16.6 Arroz integral 14.9 Jarabe de maple 10.4

Capacidad calórica específica y capacidad calórica molar

q = Cantidad de calor q = constante x T

q T

= constante Capacidad = = c calórica

q T

q = c x masa x T

Capacidad calórica específica

Capacidad calórica molar

“c” tiene unidades: J

g K.

Capacidad calórica molar (C) = q

moles x T

“C” tiene unidades de: Jmol K.

Capacidades calóricas específicas de algunos elementos, compuestos y materiales

Sustancia Capacidad calórica específica (J/g K)*

* A 298 K (25°C)

Elementos Compuestos (cont.)Alumino, Al 0.900 Etilenglicol, 2.42Grafito, C 0.711 (CH2OH)2 (l)Hierro, Fe 0.450 Tetracloruro de carbono, 0.862Cobre, Cu 0.387 CCl4 (l)Oro, Au 0.129 Materiales sólidosCompuestos Madera 1.76Amoniaco, NH3 (l) 4.70 Cemento 0.88Agua, H2O(l) 4.184 Vidrio 0.84Alcohol etílico, 2.46 Granito 0.79 C2H5OH(l) Acero 0.45

Tabla 6.4 (p. 241)

Sustancia Capacidad calórica específica (J/g K)*

Calorímetro de taza de café

Fig. 6.11

Agitador Termómetro

Tapas de la taza (aislador)

Agua (alrededores)

Muestra (sistema)

Una bomba calorimétrica

Fig. 6.12

Termómetro

Sistema (sustancia combustible y oxígeno comprimido

Sección de la bomba de acero

Sección de la cubierta aislante

Baño de agua

Calor siendo transferido

Resistencia deignición

Fuente eléctrica

Agitación

motorizadaAgitación

motorizada

Cálculo de la cantidad de calor a partir de la capacidad calórica específica

Problema: Calcule la cantidad de calor requerida para calentar un anillo de oro con una masa de 21.63 g de 22.68oC a 255.05oC.Plan: Conocemos la masa del oro, y podemos buscar la capacidad calórica específica, el cambio de temperaturas es la diferencia entre éstas.Solución: La capacidad calórica específica (C) del oro es 0.129 J/g K.

T = Tfinal - Tinicial = 255.05oC - 22.68oC = 232.37oC = 232.37 K

q = C x masa x T = 0.129 x 21.63 g x 232.37 K = 648.37504 J Jg K

q = 648 J = 0.648 kJ

Determinación de la capacidad calórica específica de un sólido desconocido

Problema: Una muestra de 9.783 g de un sólido desconocido fue calentado a 95.70 oC y agregado cuidadosamente a un calorímetro de taza de café que contiene 45.00 g de agua. La temperatura del agua se elevó de 13.48oC a 24.26oC. ¿Cuál es la capacidad calórica del sólido, suponiendo que no se pierde calor en los alrededores?Plan: Tenemos las masas del agua y el sólido, y la capacidad calórica del agua, el cambio de temperaturas puede ser calculado.Solución: masa (g) C(J/g K) Tinicial(oC) Tfinal(oC) T (K)

Agua 45.00 4.184 13.48 24.26 10.78Sólido 9.783 ? 95.70 24.26 71.44

Csólido= = =CH2O x masaH2O x TH2O

- masasólido x Tsólido

(4.184 )(45.00 g)(10.78 K) Jg K

- (9.783 g)( - 71.44 K)

Csólido = 2.90408585 J/g K = 2.904 J/g K

Cálculo del calor de combustión con una bomba calorimétrica

Problema: Calcule el calor de combustión de un carbohidrato si 2.15g de un compuesto se calientan en una bomba calorimétrica con una capacidad calórica de 9.784 kJ/K. Cuando el compuesto se quemó en presencia de oxígeno la temperatura se incrementó en 11.75 oC.Plan: Cuando el carbohidrato se quema, el calor generado es absorvido por el calorímetro. Podemos encontrar el calor multiplicando el incremento de temperatura por la capacidad calórica del calorímetro.Solución:

q = capacidad calórica x T = 9.784 x 11.75 K = 114.9620 kJ k J K

calor de combustión = = 53.5 kJ/g114.9620 kJ 2.15 g

Fig. 6.13

Resumen de la relación entre cantidad (mol) de sustancia y el calor (kJ) transferido durante una reacción

Hreac(kJ/mol)CANTIDAD (mol) del compuesto A

CANTIDAD (mol) del compuesto B

CALOR (kJ) ganado

o perdido

Relación molar de la ecuación balanceada

Producción de metal usando reacciones Redox- I

Problema: El cromo elemental se produce por la reacción Goldschmidt de aluminio elemental con un óxido de metal como lo es el cromo. ¿Qué masa del metal cromo y cuánto calor se produciría por la reacción de 41.0 g de Al, y 255 g de óxido de cromo III?Plan: Éste es un problema de reactivo limitante, primero encuentra los moles de cada reactivo, después encuentra el reactivo limitante. Finalmente calcula los productos usando el reactivo limitante.Solución:

Cr2O3 (s) + 2 Al(s) Al2O3 (s) + 2 Cr(L) ; H = -536 kJ

Mol Cr2O3 = = 1.678 moles Cr2O3 = 1.678 mol255 g Cr2O3

152 g Cr2O3 /mol Cr2O3

Mol Al = = 3.002 moles Al = 1.501 mol41.0 g Al26.98 g Al / mol Al

1

2 Limitante

Cr2O3 (s) + 2 Al(s) Al2O3 (s) + 2 Cr(L) H = -536kJ

3.002 mol Al x = 3.002 mol Cr2 mol Cr2 mol Al

3.002 mol Cr x = 156.12 g Cr52.00 g Cr 1 mol Cr

3.002 mol Al x = -804 kJ- 536 kJ2 mol Al

Moles de cromo producidos:

Masa de cromo producida:

Energía producida:

Producción de metal usando reacciones Redox- II

Ley de Hess de suma del calor - I

El cambio de entalpía de un proceso completo es la suma de los cambios de entalpía de sus pasos individuales

Ejemplo: Problema: Calcule la energía involucrada en la oxidación del azufre elemental al trióxido de azufre de las siguientes reacciones:

1) S (s) + O2 (g) SO2 (g) H1 = -296.8 kJ

2) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) H2 = -198.4 kJ

3) S (s) + 3/2 O2 (g) SO3 (g) H3 = ?

S (s) + O2 (g) SO2 (g) H1 = -296.8 kJ

+ 1/2 x [ SO2 (g) +1/2 O2 (g) SO3 (g)] 1/2 H2 = -99.2 kJ

Para obtener la ecuación #3 debemos agregar la primera ecuación cuatro veces a la reacción #2, y sumarlas:

S (s) + 3/2 O2 (g) + SO2 (g) SO2 (g) + SO3 (g)

H3 = -296.8 +(-99.2) = -396.0 kJ

S (s) + 3/2 O2 (g) SO3 (g)

Hf (SO3) = -396.0 kJ/mol

Ley de Hess de suma del calor - I

Aplicación de la ley de Hess: Formación de WC - I

Problema: Cual es la entalpía de reacción, H, para la formación de carburo de tungsteno, WC, de los elementos? Dadas las ecuaciones: 1) 2 W(s) + 3 O2 (g) 2 WO3 (s) H = -1680.6 kJ 2) C(grafito) + O2 (g) CO2 (g) H = -393.5 kJ 3) 2 WC(s) + 5 O2 (g) 2 WO3 (s) + 2 CO2 (g) H = - 2391.6 kJ

Plan: Necesitamos reordenar las tres ecuaciones para poder sumarlas,Y obtener la reacción para la formación del carburo de tungsteno a partir de los elementos.Solución:La ecuación para la producción de carburo de tungsteno de los elementos:

W(s) + C(grafito) WC(s) H = ?

Para obtener la formación, tendremos que cambiar la ecuación #3, que cambiará su H de negativo a positivo

Debemos agregar 1/2 de la ecuación #1 a la ecuación #2, después agregar 1/2 de la ecuación #3 inversa para obtener la ecuación completa deseada:

1/2 ecuación #1 W(s) + 3/2 O2 (g) WO3 (s) H = - 840.3 kJ ecuación #2 C(grafito) + O2 (g) CO2 (g) H = - 393.5 kJ1/2 ecuación #3 WO3 (s) + CO2 (g) WC(s) + 5/2 O2 (g)

inversa H = 1195.8 kJ

H = - 38.0 kJW(s) + C(grafito) WC(s)

Aplicación de la ley de Hess: Formación de WC - II

Fig. 6.14

El proceso general para determinar H0reac a

partir de los valores de H0f

Elementos

Reactivos

Productos

En

talp

ía, H

Des

com

pos

ició

nF

ormación H0

reac

H0reac = m H0

f(productos) + n H0f(reactivos)

Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IA

Dada la ecuación :

TiCl4 (L) + 2 H2O(g) TiO2 (s) + 4 HCl(g)

TiCl4 (L) Ti(s) + 2 Cl2 (g) - Hfo [ TiCl4 (L) ]

2 H2O(g) 2 H2 )g) + O2 (g) - 2 Hfo[ H2O(g) ]

Ti(s) + O2 (g) TiO2 (s) Hfo[ TiO2 (s) ]

2 H2 (g) + 2 Cl2 (g) 4 HCl(g) 4 Hfo[ HCl(g) ]

TiCl4 (L) + 2 H2O(g) + Ti(s) + O2 (g) + 2 H2 (g) + 2 Cl2 (g)

Ti(s) + 2 Cl2 (g) + 2 H2 (g) + O2 (g) + TiO2 (s) + 4 HCL(g)

TiCl4 (L) + 2 H2O(g) TiO2 (s) + 4 HCl(g)

Horxn = m Hf

o - n Hfo

Horxn = 1 x [ Hf

o TiO2 (s)] + 4 x [ Hfo HCl(g)] -

[1 x ( Hfo TiCl4 (L)) - 2 x ( Hf

o H2O(g))]

Horxn = 1 x (-945 kJ) + 4 x (-92 kJ) - [ - 763 kJ + 2 x ( - 242kJ)]

Horxn = - 945 kJ - 368 kJ - [ -763 kJ - 484 kJ ]

Horxn = - 1,313 kJ - [ - 1247 kJ]

Horxn = - 1,313 kJ + 1247 kJ = - 66 kJ

Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IB

Problema: El metanol (CH3OH) se usa como combustible en motores de alto rendimiento para autos de carreras. Usando los datos de las entalpías de formación, compare la entalpía de combustión estándar por gramo de metanol con la de la gasolina (considere que la gasolina es octano líquido, C8H18).Plan: Escriba las ecuaciones para la combustión de ambos combustibles, encuentre las entalpías de formación de los compuestos, y encuentre el calor de combustión de cada combustible, y obtenga el calor por gramo.Solución:a) Metanol :

2 CH3OH(L) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 4 H2O (L)

Hocombustión = 2 x Ho

f[ CO2 (g)] + 4 x Hof[ H2O(L)] - 3 x Ho

f[ O2 (g)] - 2 x Ho

f[ CH3OH(L)]

Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IIA

Hocombustión = 2 x ( - 394 kJ) + 4 x ( - 286 kJ)

- 3 x ( 0 kJ) - 2 x ( - 239kJ)Ho

combustión = - 1454 kJ dos moles de metanol pesan 2 x 32.0 g/mol

a) Metanol - cont.

b) Octano : 2 C8H18 (L) + 25 O2 (g) 16 CO2 (g) + 18 H2O(L)

Hocombustión = 16 x Ho

f[ CO2 (g)] + 18 x Hof[ H2O(L)]

- 2 x Hof[ C8H18 (L)] - 25 x Ho

f[O2 (g)]

Hocombustión = 16 x ( -394 kJ) + 18 x ( -286 kJ) - 2 x ( -296 kJ) - 1 x (0)

Hocombustión = - 1.09 x 104 kJ

por tanto energía por gramo = -1454 kJ = -22.7 kJ/g64.0 g/mol

Dos moles de octano pesan 2 x 114.2 g/mol = 228.4 g

Entonces energía por g = -10900 kJ = -47.8 kJ/g228.4g

Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IIB

El futuro de la utilización de energía - I

Enfoques químicos para combustibles limpios - desulfurización de gases

Los estropajos usan líquido de aguacal [Ca(OH)2] para remover dióxido de azufre

2 Ca(OH)2 (aq) + 2 SO2 (g) 2 CaSO4 (s) + 2 H2O(L)

Gasificación del carbóncarbón carbón volátil CH4 (g) +

carboncillo(s)Singas de carbón

C(s) + H2O(g) CO(g) + H2 (g) Ho = 131 kJ

1 mol de singas da 1/3 de la energía contenida en el metano, por tanto puede ser convertida a otros combustibles como el metano. CO – reacción de cambio

CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2 (g) Ho = - 41 kJ

CO(g) + 3 H2 (g) CH4 (g) + H2O(g) Ho = - 206 kJ

Fuentes de energía usadas en los estados unidos

1850 1900 1940 1980 1990

Madera Carbón Petróleo/Gas naturalHidroNuclear

91%

9%

21%

71%

5%3%

50%

40%

10%

70%

10%

20% 16%

58%

26%

Uso del hidrógeno como combustible

A pesar de que H2 [ Hocomb = - 242 kJ/mol] produce sólo un tercio

de la energía producida por mol de CH4 [ Hocomb = - 802 kJ/mol], su

combustión produce vapor de agua no contaminante, y es renovable porque el vapor regresa como lluvia. A pesar de que la producción de hidrógeno a partir de agua requiere energía ( + 286 kJ/mol) puede ser usado como un combustible gaseoso, o convertido en sólido para su almacenamiento y uso en vehículos, o como hídridos.

CaH2 (s) + 2 H2O(L) Ca(OH)2 (s) + 2 H2 (g)

El hidrógeno puede ser quemado como un combustible limpio, y el hidróxido de calcio puede ser reciclado en más combustible de hídrido de calcio usando energía eléctrica producida por una planta estacionaria de poder. En el proceso, estamos convirtiendo un combustible que sólo puede ser usado en un sitio fijo, en uno que puede ser usado en un sitio móvil, como en un coche.

El futuro de la utilización de energía - II

Combustibles a base de carbono y el efecto invernadero

Todos los combustibles fósiles que contienen carbono producen dióxido de carbono en la combustión . El gas CO2 tiene un largo tiempo de residencia en la atmósfera terrestre, y sólo se remueve por procesos como la fotosintesis de las plantas, las cuales producen más biomasa absorviendo la luz del sol, y convirtiendo el dióxido de carbono en glucosa y otros carbohidratos. El dióxido de carbono es transparente a la luz visible, pero se absorve fuertemente en la luz infrarroja emitida por la tierra cuando ésta se calienta con la luz visible. Cualquier objeto caliente emite luz proporcional a su temperatura, también llamada “radiación de cuerpo negro”, la tierra, cuando es calentada por la luz del sol emite luz en la porción infrarroja del espectro electromagnético. Esta porción del espectro cuando es absorvida por las moléculas las hace temblar, vibrar o rotar, y convierte la radiación electromagnética en energía cinética de las moléculas, o calor. Así, cuando hablamos del “efecto invernadero” hablamos del calentamiento de la atmósfera.

CxHyOz (s) + O2 (g) X CO2 (g) + y/2 H2O(g) + Energía

El calor atrapado por la atmósfera

Fig. 6.A

Luz delsol

Atmósfera de la tierra

Calor reflejado absorvido por la atmósfera

Calor reflejado perdido hacia el espacio

Evidencia acumulada para el efecto invernadero

Fig. 6.B

Con

cen

trac

ión

de

CO

2

(en

par

tes

por

mil

lón

)C

amb

io d

e te

mp

erat

ura

(°C

)

Fuentes futuras de energía

Solar – La energía del sol es inagotable, pero actualmente la podemos recolectar sólo en pequeñas cantidades. Es una buene fuente de energía, no para remplazar nuestras fuentes actuales, sino para complementarlas y para permitirnos conservar los combustibles fósiles y usarlos más racionalmente.Geotérmica – Existen sólo unas pocas áreas en el mundo donde ésta es suficiente para ser útil y sólo para la población local.Marea – De nuevo, existen sólo unos pocos lugares en el mundo donde puede ser usada, y para los residentes locales solamente.Fisión nuclear – La gente le teme a la energía nuclear, por ello, como sabemos, será imposible lograr que la gente la acepte.Fusión nuclear – Es una forma de energía nuclear que tiene un tremendo potencial, pero que actualmente no puede ser controlada con seguridad. Los métodos de confinamiento interno y de fusión láser tienen un enorme potencial y la mejor oportunidad para ser nuestra nueva fuente para el futuro.Fusión fría – Es una broma muy cara, y una mala ciencia