En anteriores artículos estuvimos viendo qué era la energía cinética y la energía mecánica. En estos artículos mencionábamos la energía térmica como parte de la energía que influye y que posee el cuerpo en cuestión. La energía térmica es la energía que tienen todas las partículas que forman un cuerpo. Cuando la temperatura va oscilando entre aumento y reducción, la actividad del cuerpo aumenta. Esta energía interna crece conforme la temperatura es mayor y decrece cuando es menor.
Ahora vamos a analizar a fondo este tipo de energía y a completar aún más nuestro conocimiento sobre los diferentes tipos de energía que existen. ¿Quieres aprender más sobre ello? Sigue leyendo y lo descubrirás.
Características de la energía térmica
Es la energía que interfiere en los distintos procesos caloríficos que acontecen cuando los cuerpos de diferentes temperaturas se ponen en contacto. Siempre y cuando los cuerpos mantengan un roce entre ellos, esta energía se transmitirá de un cuerpo a otro. Esto es lo que ocurre, por ejemplo, cuando colocamos la mano sobre una superficie. Pasado un tiempo, la superficie tendrá la temperatura de la mano, porque se lo ha cedido.
La ganancia o pérdida de esta energía interna durante el proceso se le llama calor. La energía térmica se adquiere de distintos medios diferentes. Por ello, cada cuerpo que tenga cierta temperatura tiene una energía interna en su interior.
Ejemplos de energía térmica
Veamos más detenidamente cuáles son las fuentes de adquisición de la energía térmica:
- La naturaleza y el Sol son dos fuentes de energía que aportan la energía interna a los cuerpos. Por ejemplo, cuando un hierro está continuamente expuesto al sol, su temperatura se eleva porque absorbe la energía interna. Además, el astro rey es el ejemplo más claro de energía térmica. Es la fuente más grande de energía térmica que se conoce. Los animales que no son capaces de regular su temperatura aprovechan esta fuente de energía para hacerlo.
- Hervir agua: conforme la temperatura del agua va aumentando comienza multiplicarse la energía térmica de todo el sistema. Llegó momento en el que el aumento de la temperatura en energía térmica fuerza al agua a un cambio de fase.
- Chimeneas: la energía que se produce en las chimeneas proviene del aumento de energía térmica. Aquí se mantiene una combustión de la materia orgánica para que se pueda mantener caliente el hogar.
- Calentador: sirve para aumentar la temperatura de agua de forma similar a cuando estamos hirviendo.
- Las reacciones exotérmicas que ocurren a través de la quema de algún combustible.
- Reacciones nucleares que tengan lugar por la fisión nuclear. También tiene lugar cuando ocurre por fusión del núcleo. Cuando dos átomos tienen una carga similar se unen para tener un núcleo más pesado y durante el proceso liberan gran cantidad de energía.
- El efecto joule tiene lugar cuando un conductor circula una corriente eléctrica y la energía cinética que tienen los electrones se transforman en energía interna como resultado de los choques continuos.
- La fuerza de rozamiento también genera energía interna, puesto que también hay un intercambio de energía entre dos cuerpos, ya sea proceso físico o químico.
¿Cómo se produce la energía térmica?
Tenemos que pensar que la energía no se crea ni se destruye, sino que sólo se transforma. La energía térmica se genera de muchas formas. Es generada por el movimiento de los átomos y moléculas de la materia al igual que una forma de energía cinética que se produce por movimientos aleatorios. Cuando un sistema tiene una mayor cantidad energía térmica sus átomos se mueven a mayor velocidad.
¿Cómo se utiliza la energía térmica?
La energía térmica se puede trasformar mediante un motor térmico o en trabajo mecánico. Entre los ejemplos más comunes es el motor de un coche, avión o barco. La energía térmica se puede aprovechar de muchísimas maneras. Vamos a ver cuáles son las principales:
- En aquellos lugares donde se necesita calor. Por ejemplo, como calefacción en un hogar.
- Conversión de energía mecánica. Un ejemplo de ello son los motores de combustión de los coches.
- Transformación energía eléctrica. Esto se genera en las centrales térmicas.
Medida de la energía interna
La energía interna se mide según el Sistema Internacional de Unidades en Julios (J). También se puede expresar en calorías (Cal) o kilocalorías (Kcal). Para entender bien la energía interna, debemos recordar el principio de la conservación de la energía. “La energía no se crea ni se destruye solo se transforma de unas a otras”. Esto quiere decir que aunque la energía se esté transformando continuamente, siempre es la misma cantidad.
La energía cinética que lleva un coche cuando se estrella con un edificio pasa directamente a la pared. Por ello, como resultado, aumenta su energía interna y el coche disminuye su energía cinética.
Ejemplos de energía térmica
La energía calorífica o térmica está por ejemplo en:
- Animales de sangre caliente. Por ejemplo, cuando sentimos frío nos abrazamos a otros. Así poco a poco nos vamos sintiendo mejor, ya que nos transfiere su calor.
- En el metal expuesto al sol. En verano sobre todo llega a quemar.
- Cuando metemos un cubito de hielo en una taza de agua caliente vemos que se derrite debido a que el calor es conducido hasta él.
- Estufas, radiadores, y en cualquier otro sistema de calefacción.
Confusiones frecuentes
Es muy frecuente confundir la energía calorífica con la energía térmica. Suele ser muy utilizada como sinónimos a pesar de que no tienen que ver. La energía calorífica se centra exclusivamente en la emanación de calor en sus fenómenos calóricos. Por ello, se distingue de la energía térmica que es solamente calor.
La cantidad de calor de un cuerpo es la medida de la energía térmica, mientras que el calor que puede emanar del cuerpo indica que tiene mayor capacidad de energía térmica. La temperatura de un cuerpo nos da la sensación de calor y nos puede dar una señal que nos indica la cantidad de energía térmica que tiene. Como dijimos antes, mientras más temperatura tiene el cuerpo, más energía.
El calor puede transmitirse de muchas maneras diferentes. Vamos a repasarlas una a una:
- Radiación de ondas electromagnéticas.
- Conducción. Cuando la energía se transmite de un cuerpo más caliente a un cuerpo más frío se produce la conducción. Si los cuerpos están a la misma temperatura, no existe intercambio energético. El hecho de que los dos cuerpos igualen su temperatura cuando están en contacto es otro principio de la física llamado equilibrio térmico. Por ejemplo cuando tocamos algún objeto frío con la mano la energía térmica se transmite al objeto causando la sensación de frío en nuestra mano.
- Convección. Esto ocurre cuando las moléculas más calientes se transforman de un lado a otro. Tiene lugar en la naturaleza de forma continua en el viento. Las partículas más calientes tienden a desplazarse donde hay menos densidad.
Otras energías relacionadas
La energía térmica está relacionada con muchas otras formas de energía. Aquí tenemos algunas de ellas.
Energía solar térmica
Es un tipo de energía renovable que consiste en la trasformación de la energía solar en calor. Esta energía se emplea para calentar aguas para distintos usos como puede ser doméstico o en hospitales. También sirve como calefacción en los días de invierno. La fuente es el sol y se recibe directamente.
Energía geotérmica
La obtención de energía térmica causa un impacto ambiental debido a la liberación de dióxido de carbono y residuos radiactivos. Sin embargo, si se emplea la energía procedente del interior de la tierra. También es un tipo de energía renovable que no contamina ni causa daños al medioambiente.
Energía eléctrica y química
La energía térmica puede ser transformada en energía eléctrica. Por ejemplo, los combustibles fósiles generan electricidad a raíz de la quema y liberación de la misma. La energía eléctrica se da como resultado de una diferencia de potencial entre dos puntos y permite crear una corriente eléctrica entre ambos cuando entran en contacto con un conductor eléctrico. El conductor puede ser un metal.
La energía térmica es un tipo de energía liberada en forma de calor debido al contacto de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura, así como puede ser obtenida por diferentes situaciones o medios como ya fue anteriormente referido. La energía química es aquella que tiene un enlace químico, es decir, es una energía producida únicamente por reacciones químicas.
Con esta información podrás conocer mejor la energía térmica.