que es la energia termica

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energía

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Que es la Energia Termica?Se le denomina energa trmica a la energa liberada en forma de calor, obtenida de la naturaleza (energa geotrmica), mediante la combustin de algn combustible fsil (petrleo, gas natural o carbn), mediante energa elctrica por efecto Joule, por rozamiento, por un proceso de fisin nuclear o como residuo de otros procesos mecnicos o qumicos.La energa trmica tambin se puede aprovechar en un motor trmico; en el caso de la energa nuclear para la generacin de energa elctrica, y en el caso de la combustin, adems, para obtener trabajo, como en los motores de los automviles o de los aviones.La obtencin de energa trmica implica un impacto ambiental. La combustin libera CO2 y otras emisiones contaminantes. La tecnologa actual en energa nuclear da lugar a residuos radiactivos que deben ser controlados.Adems deben tenerse en cuenta la utilizacin de terreno de las plantas generadoras de energa y los riesgos de contaminacin por accidentes en el uso de los materiales implicados, como los derrames de petrleo o de productos petroqumicos derivados.

Qu es el calor?El calor es un concepto utilizado principalmente por la fsica y la qumica. Se define como una energa relacionada con el movimiento de tomos y molculas de la materia; ms adelante veremos la definicin tcnica en trminos de caloras o Joules. La nocin popular de que algo est "caliente", en realidad est lejos de ser cierta en trminos fsicos, ya que la sensacin tctil o subjetiva que tenemos de este concepto viene dada por la transferencia de energa, en trminos de temperatura, entre objetos: sentimos que algo est "caliente" cuando nos "quita" energa en trminos de temperatura, y por otro lado sentimos a un objeto como "fro" cuando le cedemos energa.Puede ser generado por reacciones qumicas, nucleares o disipacin mecnica. Se basa en el principio cero de la termodinmica que consiste en que al poner en contacto dos cuerpos de dos temperaturas distintas, stos intercambiarn energa, equilibrando la temperatura. Este intercambio de energa interna se puede dar por tres mecanismos: Radiacin: por medio de la propagacin de ondas electromagnticas. La energa experimenta transformaciones.

Conduccin: por contacto directo entre las partculas de los dos cuerpos. Slo se presenta para materiales slidos. Aqu la temperatura depender del tipo de material.

Conveccin: por medio de un fluido (aire agua) que cumple la misin de transportar el calor a zonas de diferentes temperaturas. Siempre est acompaada de la conduccin, pues debe existir un contacto directo entre partculas.

La cantidad de energa transferida por unidad de rea y de tiempo se conoce con el nombre de flujo calorfico, y se caracteriza por un flujo que va desde el cuerpo que tiene mayor temperatura al de menor. El tiempo que tarda el flujo de calor es proporcional a la gradiente de temperatura.

Una unidad popular para medir el calor es la calora (cal), y es la cantidad de energa que hay que suministrar a un gramo de agua para que sta eleve su temperatura a 15C aproximadamente. Dentro del mbito cientfico esta es una medida en desuso, ya que ha sido reemplazada por el Joule, que equivale a la energa equivalente a una fuerza de 1 Newton movindose 1 metro en la direccin de la fuerza, por lo que se denomina tambin Newton-Metro.

El calor especfico (c), o tambin conocido como capacidad calorfica especfica consiste en la cantidad de calor que se le debe entregar a un gramo de una sustancia en particular, para que sta eleve su temperatura a un grado Celsius.

La capacidad calorfica (C) consiste la dificultad que presenta un cuerpo en experimentar cambios en su temperatura al suministrarle una cierta cantidad de calor.

Cuando se habla de calor latente consiste en la energa absorbida por una sustancia para cambiar de estado (slido lquido gaseoso). Por ejemplo de slido a lquido se le llama calor latente de fusin, y de lquido a gaseoso se le llama calor latente de vaporizacin.

Para medir con exactitud el calor, los laboratorios utilizan un instrumento llamado calormetro, que consta de un recipiente aislado completamente del exterior, y que contiene una sustancia determinada, la que se someter a un estudio para determinar las variaciones de energa que presente al transferirle calor. En otras palabras mide el calor especfico de los cuerpos. Por ejemplo, un termo cumple la funcin de un calormetro.Que indica la Temperatura de un cuerpo.

La temperatura de un cuerpo es una medida de su estado relativo de calor o fro. Cuando tocamos un cuerpo, nuestro sentido del tacto nos permite hacer una estimacin aproximada de su temperatura, de modo anlogo a como la sensacin de esfuerzo muscular nos permite apreciar aproximadamente el valor de una fuerza. Sin embargo, es evidente que nuestro sentido del tacto es demasiado limitado en su alcance y no lo suficientemente preciso para ser de algn valor en los trabajos tcnicos o cientficos. Para la medida de la temperatura tenemos que hacer uso de alguna propiedad fsica medible, que vare con aquella. Cualquier instrumento utilizado para la medicin de temperatura se denomina termmetro.De que forma se transmite el calor.

Hemos visto que cuando dos o ms sistemas de temperaturas diferentes se ponen en comunicacin entre s a travs de una pared diatrmana alcanzan el estado de equilibrio trmico.Este fenmeno se explica por el pasaje de energa calorfica de los cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura y se lo denomina transmisin de calor. En un sentido ms amplio, este fenmeno se produce tambin entre las porciones de un mismo cuerpo que se encuentran a diferentes temperaturas y entre cuerpos que no estando en contacto se encuentran tambin a temperaturas diferentes.En este fenmeno el estado de agregacin molecular es importante, ya que de acuerdo a como estn vinculadas estas molculas, se presentarn tres formas de transmisin de calor:

1) Conduccin: esta forma de transmisin de calor se manifiesta principalmente en los cuerpos slidos y se caracteriza por el pasaje del calor desde los puntos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura sin desplazamiento apreciable de materia. La transmisin de calor puede producirse de una parte a otra del mismo cuerpo o de un cuerpo a otro en contacto con l.2) Conveccin: esta forma se manifiesta en los lquidos y gases que alcanzan el equilibrio trmico como consecuencia del desplazamiento de materia que provoca la mezcla de las porciones del fluido que se encuentran a diferentes temperaturas. La conveccin ser natural cuando el movimiento del fluido se debe a diferencias de densidad que resultan de las diferencias de temperatura. La conveccin ser forzada cuando el movimiento es provocado por medios mecnicos, por ejemplo mediante un agitador en los lquidos o un ventilador en los gases.3) Radiacin: es la forma de transmisin en la que el calor pasa de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura sin que entre ellos exista un vinculo material. Esto indica que el calor se transmite en el vaco, en forma de ondas electromagnticas denominadas comnmente radiacin o energa radiante.

Si bien para facilitar el fenmeno de transmisin hemos separado el fenmeno en tres formas diferentes, en la naturaleza el calor generalmente se transmite en dos o tres formas simultneamente. Es decir que la conduccin puede incluir tambin conveccin y radiacin y los problemas de conveccin incluyen a la conduccin y a la radiacin.Conduccin del calorAlgunas sustancias conducen el calor mejor que otras y se las denomina buenos conductores, mientras que aquellas que lo hacen con mayor dificultad se denominan malos conductores o aisladores. Entre las primeras se encuentran los metales y entre los malos conductores los gases y los lquidos como as tambin muchos cuerpos slidos. Se debe tener en cuenta que el mercurio por ser un metal es buen conductor del calor a pesar de encontrarse en estado lquido.

El mecanismo de la transmisin del calor se estudia ms fcilmente en los cuerpos slidos pues en este caso no hay conveccin. Al no haber movimiento relativo de molculas.La temperatura de un punto de un slido en un instante dado, cuando el slido est transmitiendo calor por conduccin, depende de las coordenadas del punto considerado. Por otra parte, para cada punto en particular, la temperatura ser en general funcin del tiempo.Si referimos todos los puntos del slido a un sistema de coordenadas x, y, z y llamamos al tiempo, podremos escribir entonces para la temperatura t que:

t = f(x, y, z, )Cuando como en este caso, la distribucin de las temperaturas de los puntos de un slido depende no slo de las coordenadas de los diferentes puntos sino tambin del tiempo, el estado trmico del cuerpo se denomina de rgimen variable. En un cuerpo slido puede ocurrir que despus de un cierto tiempo las temperaturas de todos sus puntos permanezcan constantes o sea que no vara con el tiempo. En este caso la distribucin de las temperaturas depender solamente de las coordenadas de los diferentes puntos considerados, por lo que escribiremos:t = f (x, y, z)En este caso el estado trmico se denomina de rgimen estacionario o permanente.Que es una reaccin qumica exotrmica.Se denomina reaccin exotrmica a cualquier reaccin qumica que desprende energa, es decir con una variacin negativa de entalpa.

Se da principalmente en las reacciones de oxidacin. Cuando sta es intensa puede dar lugar al fuego. Cuando reaccionan entre s dos tomos de hidrgeno para formar una molcula, el proceso es exotrmico.H + H H:H H=-104 kcal/molSon cambios exotrmicos el paso de gas a lquido (condensacin) y de lquido a slido (solidificacin).La reaccin contraria se denomina endotrmica.

Un ejemplo de reaccin exotrmica es la combustin.Otro ejemplo de una reaccin exotrmica podra ser, al unir hidrxido de sodio junto con azul de metileno y cido actico igualmente ligado con azul de metileno. En esta reaccin se podr observar como al ir uniendo poco a poco la dos disoluciones ir crendose una especie de humo y poco a poco el vaso de precipitados se va poniendo algo caliente.

Aque se le llama metabolismo en los seres vivos.El fenmeno del metabolismo permite a los seres vivos procesar sus alimentos para obtener nutrientes, utilizando una cantidad de estos nutrientes y almacenando el resto para usarlo cuando efectan sus funciones. En el metabolismo se efectan dos procesos fundamentales:

Anabolismo: Es cuando se transforman las sustancias sencillas de los nutrientes en sustancias complejas.

Catabolismo: Cuando se desdoblan las sustancias complejas de los nutrientes con ayuda de enzimas en materiales simples liberando energa.

Durante el metabolismo se realizan reacciones qumicas y energticas. As como el crecimiento, la auto reparacin y la liberacin de energa dentro del cuerpo de un organismo. A estas reacciones las denominamos procesos metablicos:

El ciclo material, es decir, los cambios qumicos de sustancia en los distintos perodos del ciclo vital, crecimiento, equilibrio e involucin.

El ciclo energtico, o sea, la transformacin de la energa qumica de los alimentos en calor cuando el animal est en reposo, o bien en calor y trabajo mecnico cuando realiza actividad muscular, as como la transformacin de la energa luminosa en energa qumica en las plantas. En los organismos hetertrofos, la sustancia y la energa se obtienen de los alimentos. stos actan formando la sustancia propia para crecer, mantenerse y reparar el desgaste, suministran energa y proporcionan las sustancias reguladoras del metabolismo.

Cita dos malos conductores de calor y uno bueno.Conductibilidad es la propiedad que tienen los cuerpos de transmitir o concucir calor recibido. Todos los cuerpos no conducen bien el calor. Hay cuerpos buenos y cuerpos malos conductores de calor.

Cuerpos buenos conductores. Los metales son los mejores conductores de calor. Por esta razon las calderas se construyen de metal para su ms rapido calentamiento. Los soldadores para estao o plata se fabrican de cobre. Las telas metalicas muy tupidas no pueden ser atravesadas por las llamas, por que los gases se enfrian al atravesar estas telas. En esto se funda la lampara de seguridad de Davy, utilizada para evitar la explosion de gas en las minas de carbon.

Si en una habitacion fria tocamos objetos de madera y metal, los de metal pareceran mas frios, porque transmiten el frio con mayor rapidez que la madera.