Energía potencial, energía almacenada
que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de
sus componentes. Por ejemplo, si se mantiene una pelota a una cierta distancia del suelo, el sistema formado por la pelota y la Tierra
tiene una determinada energía potencial; si se eleva mas la
pelota, la energía potencial del
sistema aumenta. Otros ejemplos de sistemas con energía potencial son
una cinta elastica estirada o dos imanes que se mantienen apretados de
forma que se toquen los polos iguales.
Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo. Se requiere
esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar una cinta
elastica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la
cantidad de energía potencial que posee un
sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema para situarlo en cierta
configuración. La energía potencial también puede
transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo,
cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la energía
potencial se transforma en energía cinética.
Energía, capacidad de un sistema físico
para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su
movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que
actúan sobre ella. La radiación electromagnética posee
energía que depende de su frecuencia y, por tanto, de su longitud de
onda. Esta energía se comunica a la materiacuando
absorbe radiación y se recibe de la materia cuando emite
radiación. La energía asociada al movimiento se conoce como
energía cinética, mientras que la relacionada con la
posición es la energía potencial. Por ejemplo, un
péndulo que oscila tiene una energía potencial maxima en
los extremos de su recorrido; en todas las posiciones intermedias tiene
energía cinética y potencial en proporciones diversas. La
energía se manifiesta en varias formas, entre ellas
la energía mecanica (véase Mecanica),
térmica (véase Termodinamica), química
(véase Reacción química), eléctrica (véase
Electricidad), radiante (véase Radiación) o atómica
(véase Energía nuclear). Todas las formas de
energía pueden convertirse en otras formas mediante los procesos
adecuados. En el proceso de transformación puede perderse o
ganarse una forma de energía, pero la suma total permanece constante.
Energía cinética, energía que un
objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende
de la masa y la velocidad del objeto. Las relaciones entre
la energía cinética y la energía potencial, y entre los
conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden
ilustrarse elevando un objeto y dejandolo caer.
Energía de activación, energía mínima que deben
poseer las entidades químicas (atomos, moléculas, iones o
radicales) para producir una reacción química. La energía
de activación representa una barrera energética que tieneque ser
sobrepasada para que la reacción tenga lugar.
Energía de enlace, en física nuclear, la energía total
necesaria para separar completamente los neutrones y protones que constituyen
el núcleo de un atomo (véase
Energía nuclear). La misma cantidad de energía se libera cuando
estas partículas se combinan para formar un
núcleo, con una ligera pérdida de masa. Según la
relación de equivalencia de Einstein, la energía de enlace es
igual a la diferencia de masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de
la luz. Los atomos mas estables son los
que tienen una mayor energía de enlace media (o
promedio) por partícula nuclear.
Energía de ionización, cantidad de energía que se necesita
para separar el electrón menos fuertemente unido de un
atomo neutro gaseoso en su estado fundamental (estado energético
mas bajo). La entidad en que se transforma el atomo al perder un electrón es un ion gaseoso monopositivo.
Esta definición corresponde a la primera energía
de ionización. Se denomina segunda energía de
ionización a la que se necesita para extraer de un
ion gaseoso monopositivo el electrón menos fuertemente unido. Las sucesivas energías de ionización se definen de
manera semejante.
Estas energías se determinan por interpretación de los espectros
de emisión o de absorción, y a través de experiencias
directas en las que se mide la variación de energía
Energía eólica, energía producida por el viento.La primera
utilización de la capacidad energética del viento la constituye
la navegación a vela (véase Navegación deportiva). En ella, la fuerza del
viento se utiliza para impulsar un barco. Barcos con velas aparecían ya
en los grabados egipcios mas antiguos (3000 a.C.). Los egipcios,
los fenicios y mas tarde los romanos
tenían que utilizar también los remos para contrarrestar una
característica esencial de la energía eólica, su
discontinuidad. Efectivamente, el viento cambia de intensidad
y de dirección de manera impredecible, por lo que había que
utilizar los remos en los periodos de calma o cuando no soplaba en la
dirección deseada. Hoy, en los parques eólicos, se
utilizan los acumuladores para producir electricidad durante
un tiempo, cuando el viento no sopla (véase Molino).
Otra característica de la energía producida por
el viento es su infinita disponibilidad en función lineal a la
superficie expuesta a su incidencia. En los barcos, a
mayor superficie vélica mayor velocidad. En los
parques eólicos, cuantos mas molinos haya, mas potencia en
bornes de la central. En los veleros, el aumento de
superficie vélica tiene limitaciones mecanicas (se rompe el
mastil o vuelca el barco). En los parques eólicos las
únicas limitaciones al aumento del número de molinos son
las urbanísticas.
Energía hidraulica, energía que se obtiene
de la caída del
agua desde cierta altura hasta un nivel inferior, lo queprovoca el movimiento
de ruedas hidraulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan
suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir
pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de
grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad (véase
Generación y transporte de electricidad). Todo ello implica la
inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva
en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el
coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible,
sea mas caro que el de una central hidroeléctrica. Ademas,
el peso de las consideraciones medioambientales, por los graves daños
que ocasiona a los ríos y a los pueblos ribereños, centra la
atención en esta fuente de energía renovable.
Energía mecanica, suma de las energías cinética y
potencial de un cuerpo en un sistema de referencia
dado. La energía mecanica de un cuerpo
depende tanto de su posición, pues la energía potencial depende
de ella, como
de su velocidad, de la que depende la energía cinética.
El trabajo realizado por una fuerza conservativa es igual a la
disminución de la energía potencial, esta fuerza conservativa es
la única que actúa o la única que realiza trabajo, el
trabajo realizado por la fuerza es también igual al incremento de
energía cinética.
Si la suma de la energía cinética y la
energíapotencial es la energía mecanica, la ecuación
anterior establece que la energía mecanica se conserva, si la
única fuerza que realiza trabajo es una fuerza conservativa. Este
resultado se conoce como
principio de conservación de la energía.
En el caso de que exista rozamiento, la energía mecanica no se
conserva y en este caso el trabajo realizado por una
fuerza no conservativa, como
la fuerza de rozamiento, es igual a la variación de la energía
mecanica.
Energía nuclear, energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos
atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante
procesos nucleares superan con mucho a las que pueden lograrse mediante
procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del
atomo.
Energía renovable, también llamada energía alternativa o
blanda, este término engloba una serie de
fuentes energéticas que en teoría no se agotarían con el
paso del
tiempo. Estas fuentes serían una alternativa a otras tradicionales y
producirían un impacto ambiental mínimo, pero que en sentido
estricto ni son renovables, como es el caso de la geotermia, ni se utilizan de
forma blanda. Las energías renovables comprenden: la energía
solar, la hidroeléctrica (se genera haciendo pasar una corriente de agua
a través de una turbina), la eólica (derivada de la solar, ya que
se produce por un calentamiento diferencial del aire y de las irregularidades
del relieve terrestre), lageotérmica (producida por el gradiente
térmico entre la temperatura del centro de la Tierra y la de la
superficie), la hidraulica (derivada de la evaporación del agua)
y la procedente de la biomasa (se genera a partir del tratamiento de la materia
organica).
Energía reticular, energía desprendida cuando se forma un mol de un compuesto iónico a partir de los
correspondientes iones en estado gaseoso.
La energia reticular rTodos aquellos elementos en los que la energía
reticular compense la energía necesaria para su ionización
tendran tendencia a formar un enlace
iónico, y esto ocurre cuando se combinan elementos de alta
electronegatividad (no metales) con elementos poco electronegativos (metales).
Evidentemente, para romper un mol de compuesto
iónico en sus iones correspondientes y llevar estos iones al estado
gaseoso se necesita aportar una cantidad de energía igual a la
energía reticular.
Energía solar, energía radiante producida en el
Sol como
resultado de reacciones nucleares de fusión (véase Energía
nuclear; Sol). Llega a la Tierra a través del espacio en
cuantos de energía llamados fotones (véase Radiación
electromagnética; Fotón), que interactúan con la atmósfera
y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el
borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra
esta a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su
valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, ounas 2 cal/min/cm2. Sin embargo,
esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0 % en un periodo de 30 años. La intensidad de
energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la
constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la
radiación que origina la interacción de los fotones con la
atmósfera.
La intensidad de energía solar disponible en un punto
determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del
día del año, de la hora y de la latitud. Ademas, la
cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la
orientación del
dispositivo receptor.
Energía térmica, energía que se transfiere de un cuerpo a otro debido a su diferencia de temperaturas. También recibe el nombre de calor. La unidad de la energía
térmica es el julio, pero aún se sigue
utilizando la unidad histórica del
calor, la caloría.
Cuando dos cuerpos se ponen en contacto térmico, fluye
energía desde el que esta a mayor temperatura hasta el que
esta a menor temperatura, hasta que ambas se igualan.
Energía hidraulica
La energía hidraulica es un recurso natural disponible en
aquellas regiones que presentan suficiente cantidad de agua .
En esta fotografía aérea puede observarse la presa de
Itaipú, proyecto conjunto de Brasil y Paraguay sobre las aguas del
río Parana, y su central hidroeléctrica, la mayor del
mundo, de la que se obtienen importantes recursos energéticos.
