La Energia és la capacitat que posseeix un cos per realitzar una acció o treball, o produir un canvi o una transformació, i és manifestada quan passa d'un cos a un altre. Una matèria posseeix energia com a resultat del seu moviment o de la seva posició en relació amb les forces que actuen sobre ella. Aquest terme procedeix de l'expressió grega " Enérgeia ", i és aplicada en diferents àrees de la ciència com són la química, la física i l'economia.
Què és l'Energia
Taula de Continguts
És la capacitat que té la matèria per aconseguir efectuar una funció com a conseqüència de la seva constitució (energia interna), del seu moviment (cinètica) i de la seva posició (potencial). És una dimensió equilibrada amb la feina, per la qual cosa es valora en les mateixes unitats (en joules) dins el sistema internacional. Depenent de el sistema físic, o la manera en què es manifesta, es té en compte diferents formes d'aquesta: mecànica, tèrmica, elèctrica, química, nuclear, electromagnètica, etc.
Aquesta sol ser mesurable o mesurable, a més que intervé en tots els estils d'acció o reacció. Les reaccions químiques, el desplaçament, els canvis de estat de la matèria, o fins i tot l'estat de repòs, posseeix la seva exposició en una quantitat d'energia dins d'una classe especialment.
Un dels fonaments bàsics assenyala que la aquesta no pot ni crear-se ni destruir-se, tal com ho estableix el principi de conservació de l'energia, però, pot transformar-se d'un tipus a un altre, així com succeeix quan s'utilitza energia elèctrica (també coneguda com lumínica), com el corrent elèctric, calor, so, llum i moviment.
Per tant, l'energia total d'un sistema eventual es manté permanent i en l'univers, per tant, no pot haver creació o desaparició d'aquesta, sinó traspàs d'un sistema a un altre, o conversió d'una forma a una altra.
Per tant, aquesta és el resultat de l'actuació a través d'interaccions o commutació dels quatre tipus de forces essencials de la natura: electromagnètica, gravitatòria, nuclear forta i nuclear feble.
Diversos recursos naturals o fenòmens de la naturalesa són capaços de subministrar i brindala en qualsevol de les seves formes, de manera que se'ls considera fonts naturals d'energia o recursos energètics.
Hi ha dos tipus de fonts renovables, les quals a l'usar-les no s'esgoten, com la llum de Sol, el vent, les pluges, els corrents dels rius, etc.; i les fonts no renovables, que s'esgoten quan són emprades, com el petroli, el gas natural o el carbó.
Aquest fenomen i manifesta contínuament al nostre voltant, i es presenta a la natura sota moltes formes; la cinètica (energia que té un cos en moviment), la potencial (energia que té un cos originada per la seva posició en l'espai), l'elèctrica (capaç d'encendre un bombillo o fer funcionar un motor), la química (continguda en piles i bateries, en els combustibles o en els aliments), tèrmica, nuclear, eòlica, hidràulica, mecànica, radiant o electromagnètica, entre d'altres.
Fonts naturals d'energia
L'exploració de fonts inesgotables i la prevenció dels països industrialitzats d'enrobustir les seves economies nacionals, disminuint la necessitat dels combustibles fòssils acumulats en territoris estrangers i gairebé amb esgotament dels seus recursos propis, els va conduir a l'acolliment de la força nuclear i, en aquells que estan proveïts de recursos hídrics, a l'explotació hidràulica intensiva dels seus corrents d'aigua.
En economia i tecnologia, es diu que aquesta és un recurs natural, tal com la tecnologia, és explotada per a l'ús industrial i econòmic de la mateixa. L'energia en si no és un bé per al consum final, sinó que més aviat és un intermediari per complementar altres necessitats en la generació de béns i serveis. A l'ésser un servei limitat, històricament ha estat l'arrel de molts conflictes pel control dels recursos energètics.
Segons aquesta opinió, es parla que són dos, les grans fonts d'energia explotables tecnològicament:
energia Renovable
Les fonts renovables són aquelles que, després de ser usades, es poden recuperar de forma natural o artificial. Una d'aquestes fonts renovables estan subjectes a fases que sostenen de forma més o menys permanents en la naturalesa.
Hi ha diferents tipus d'energia renovables, com són:
- L'eòlica.
- La geotèrmica.
- La hidràulica.
- La mareomotriu.
- La solar.
- Biomassa.
- La maremotèrmica.
- Energia blau.
- La termoelèctrica.
- La nuclear de fusió.
La no Renovable
Les fonts no renovables es caracteritzen perquè estan de manera escassa al planeta terra i la lleugeresa de consum és més alt que la del seu regeneració, està es troba en l'energia fòssil, que emana de la biomassa transformada fa milers d'anys i que ha tolerat nombrosos processos de conversió a causa de l'acumulació de grans quantitats de deixalles d'éssers vius a les conques sedimentàries.
Principalment es tracta de la unió d'hidrogen i carbó, fins a la creació de matèria amb gran contingut energètic com el petroli, el carbó o el gas natural.
Les fonts no renovables són:
- Carbó.
- Gas natural.
- Petroli.
- La nuclear o atòmica, la qual necessita de urani o plutoni.
D'altra banda, cal assenyalar que avui dia la principal font d'energia prové de l'petroli, recordem que és un recurs no renovable, i tard o d'hora s'esgotarà. A causa d'això s'estan implementant fonts alternatives, com l'hidrogen, el vent, el sol, els nuclis atòmics, la calor de la terra, la força dels oceans, la hidroelectricitat i bioenergia, però, algunes requereixen d'alts costos econòmics i presenten encara inconvenients.
Segons altres criteris, també se'ls pot denominar "fonts netes" si se'ls considera positivament en l'àmbit ecològic (el que se'ls associa amb les energies renovables); i d'altra banda, hi ha les anomenades "fonts brutes" quan són considerades negatives (relacionades amb les no renovables), tot i que realment cap font d'energia no té algun efecte ambiental en el seu ús (la qual cosa poden ser més o menys negatius en diferents contextos).
Propietats de l'Energia
L'energia posseeix certes propietats que resulten força útils, com les esmentades a continuació:
- Es traspassa. És a dir, es pot transferir d'un element a un altre. Per exemple: una raqueta en moviment té energia de tipus mecànica. Quan la pilota colpeja la raqueta, li traspassa energia i la pilota també pren aquesta energia.
- Pot ser emmagatzemada. Per exemple, les bateries i les piles guarden energia.
- Es pot transportar. És a dir, que pot ser enviada d'un lloc a un altre. Tal com succeeix amb l'elèctrica que és traspassada a través de cables i també com el combustible que són transporten mitjançant góndoles.
- Pot transformar. És a dir, pot canviar d'un tipus a un altre. La química de el combustible es pot transformar en mecànica en un automòbil. I l'elèctrica pot transformar-se ràpidament en altres tipus com: lluminosa, mecànica, Sonora, entre d'altres. Per això resulta ser tan útil.
- Es conserva. Es manté quan es traspassa d'una matèria a una altra, o quan un tipus d'energia es converteix en un altre. Aquesta propietat es coneix com el principi de la conservació de l'energia: aquesta ni es destrueix ni es crea, només es converteix.
- Es degrada. Hi ha sistemes més útils que altres (en l'aspecte que permetin generar més transformacions).
Després que ja s'hagi utilitzat l'energia en una conversió determinada, disminueix una porció de la seva utilitat. Llavors es diu que s'ha degradat o ha reduït la seva qualitat (no es diu que s'ha gastat). Per exemple: una resistència elèctrica genera calor, però és poc probable poder transformar aquesta calor de nou en corrent elèctric.
Tipus d'Energia
Existeixen actualment catorze tipus d'energia diferents, les quals s'esmenten a continuació:
energia Cinètica
Quan un cos es troba en moviment diem que produeix o conté Energia Cinètica, en altres paraules, és la energia associada als objectes que es troben en moviment. El terme "Cinètica" és d'origen grec i es va derivar de la paraula "kinesis" el significat és moviment. Aquesta energia implica utilitzar la força o treball sobre un objecte que s'ubica en estat de repòs, prou com per promoure la seva acceleració i fer que es col·loqui en moviment.
L'haver aconseguit aquesta acceleració és al que se li coneix com cinètica, la mateixa no canviarà, excepte que canviï la velocitat de l'objecte en moviment, si s'exposa sobre el cos una força externa pot modificar la seva direcció i velocitat i per conseqüència també el seu força cinètica. Per aconseguir que aquest objecte s'aturi (que torni al seu estat de repòs) és necessari aplicar una força oposada o negativa, que ha de ser igual a la quantitat o magnitud d'energia cinètica que posseeixi en aquest moment.
energia Eòlica
És aquella que es genera a través de vent, aquest tipus és considerada una de les més antigues que han estat usades per la humanitat juntament amb la tèrmica, s'ha de retrocedir fins a l'any 3.000 aC per comprendre el primer ús de vent com una font de energia.
No va ser fins a mitjan el segle XIX que sorgeix l'energia, gràcies als primers aerogeneradors, els quals es van basar en la forma i el funcionament dels molins de vent.
Arran de la revolució industrial i la creació de la màquina de vapor, els molins van perdre sentit, sent la font energètica eòlica el següent pas en la història que va arribar en els inicis de segle XIX. L'eòlica al segle XXI evoluciona de forma imparable, sobretot en països com Espanya, on ha tingut un gran desenvolupament, essent aquest un dels primers països per sota d'Alemanya a nivell europeu o escala mundial, que donen feina aquesta classe d'energia.
energia Geotèrmica
És un tipus de font energètica renovable que es caracteritza per aprofitar la calor que prové de l' subsòl, amb l'objectiu de climatitzar i obtenir aigua calenta sanitària de forma ecològica.
És important destacar que a la zona interior de la planeta Terra, es localitza el nucli de la mateixa, es tracta d'una massa incandescent que irradia calor des de l'interior cap a l'exterior, sent aquesta la raó per la qual segons aprofundim en la terra, la temperatura s'anirà incrementant en una progressió de 2 a 4 ºC de temperatura per cada 100 metres que es va aprofundint.
energia Gibbs
L'energia lliure o entalpia lliure de Gibbs s'empra en química per explicar si una reacció succeirà de manera espontània o no. Per calcular l'energia lliure de Gibbs es pot fonamentar en: l'augment o la disminució de l'entropia associada amb la reacció, i la suma de calor requerida o alliberada per la mateixa.
Les mesures importants en l'energia Gibbs per calcular si una reacció ocorre de forma espontània o no, són per exemple: la variació d'entalpia (ΔH) que s'explica si les reaccions són endotèrmiques o exotèrmiques; si són endotèrmiques ΔH serà més gran que zero, el contrari de exotèrmica serà menor que zero.
energia Hidroelèctrica
És aquella que s'origina de la utilització de la caiguda d'aigua des de certa alçada. L'aigua que cau és traslladada per unes turbines originant un moviment de rotació, que la transforma en energia mecànica, després tota aquesta energia passa per uns generadors que la converteixen en elèctrica.
Entre els avantatges que ofereix aquest tipus és que és una energia que produeix un elevat rendiment energètic. La seva disponibilitat és inesgotable. És una energia que no produeix emissions tòxiques durant el seu funcionament. D'altra banda, les preses o embassaments construïts serveixen al seu torn d'emmagatzematge d'aigua per a l'execució d'activitats de recreació i per al subministrament de sistemes de reg.
energia Lluminosa
És la que procedeix de la llum i viatja a través d'aquesta. A l'hora de traslladar-se, el seu comportament és similar a el d'una ona electromagnètica. Encara que també actua com una partícula, ja que té la capacitat d'interactuar amb la matèria. La unitat de el Sistema Internacional de Mesures utilitzat per mesurar aquesta classe és el lumen segon.
Part de l'energia lluminosa es pot transferir a altres cossos amb els que la llum entra en contacte. Certes superfícies tenen propietats físiques i químiques que els permeten absorbir aquest tipus d'energia. L'orientació de l'objecte pel que fa a la llum i la seva forma geomètrica també influeixen en la seva capacitat d'absorció.
energia Mecànica
És aquella en la qual és molt important el moviment dels cossos i la posició que representen davant un altre. La mecànica és el resultat obtingut en la sumatòria de la cinètica, elàstica i potencial, que pot presentar un cos en moviment, això és vist més que tot en la formació acadèmica de les persones que estudien física.
De la mateixa manera, també es diu que l'energia mecànica representa la capacitat que tenen certs cossos amb massa, de realitzar un treball. Recordant sempre que aquesta no es crea ni es destrueix es transforma o es conserva, i per tant la mecànica es manté constant a l'transcórrer el temps, a causa de l'acció d'interacció de força mecànica entre partícules que estan intervenint en aquesta força.
energia Nuclear
És un tipus que s'allibera durant la fissió o fusió dels nuclis atòmics. La quantitat d'energia que s'obté per aquests processos és molt superior a la que s'obté mitjançant processos químics.
En l'actualitat es coneixen uns 40 elements radioactius naturals, la major part presenten un major valor de nombre atòmic (Z) de 83. Aquests experimenten reaccions nuclears com desintegració espontània o transmutació nuclear (bombardeig de l'nucli amb neutrons, protons i altres nuclis).
energia Potencial
Aquest tipus representa la proporció de més abast de la física, ja que fa possible la visualització de la dinàmica dels cossos, depenent de el tipus d'interacció que s'estigui considerant gravetat química, i de la posició on es localitzen els cossos. Un exemple simple d'aquesta passa: quan se sosté un pesat objecte en alt, aquest tindrà energia potencial, per la seva posició en relació a terra.
Aquest objecte tindrà la capacitat de realitzar un treball, perquè si es deixa anar, caurà a terra a conseqüència de la gravetat, podent executar un treball sobre un altre objecte que s'interposi en la seva caiguda.
energia Química
És aquell tipus que sorgeix com a conseqüència d'una reacció química. Per exemple, la combustió de la fusta o el carbó genera energia química. De la mateixa manera es pot dir que aquesta ha estat creada, generada o produïda partint de les interaccions entre àtoms i molècules.
És important ressaltar que tot allò que existeix és considerat matèria i una de les qualitats de la matèria és posseir propietats químiques, i quan interactuen dos cossos externs s'origina una reacció, alterant el seu estat inicial o natural (aquesta "alteració" és el que es coneix com a energia química).
energia Solar
És una font renovable proporcionada per l'estrella més gran i propera a l'Planeta Terra. Els raigs electromagnètics que emana el sol tenen la capacitat de proveir el poder suficient perquè els artefactes que utilitzin electricitat, funcionin durant cert període de temps.
Ara bé, per poder treure benefici d'això, s'han desenvolupat diversos objectes, d'alta tecnologia, que farien molt més fàcil la seva obtenció; per exemple, grans panells de vidre s'encarreguen de recol·lectar l'energia del sol, que després serà distribuïda i emmagatzemada, de manera que pugui ser utilitzada a la nit.
La creixent necessitat per tenir cura del medi ambient, ha proporcionat una recepció agradable a aquesta nova solució. Amb l'ús de l'energia del sol, s'està evitant l'emissió de gasos contaminants per part de companyies elèctriques o la contaminació i malbaratament de l'aigua per companyies hidroelèctriques.
energia Telúrica
Són les xarxes o malles que envolten a l'planeta i serveixen perquè es descarregui part de l'energia que genera en el seu interior, de la qual prové de el cosmos i de la contaminació electromagnètica artificial que acaba per penetrar en la terra. Tots porten el nom del seu descobridor, i només podem considerar nocius els dos més importants: la xarxa Hartmann i la xarxa Curry.
Vénen, circulen i emanen contínuament de la superfície de la terra i de l'subsòl, estant estretament relacionats amb les variacions energètiques de la geo-magnetosfera, l'electro conductivitat de el terreny i les influències gravitar-magnètiques de el Sol i de la resta de l'planeta
energia Tèrmica
També coneguda com calorífica, és aquella que se situa en l'interior d'un sistema termodinàmic equilibrat i s'identifica amb el símbol "U". Aquesta es distribueix d'acord a la seva temperatura absoluta, sol augmentar o disminuir per transmissió de eneríia, això es realitza en general, en forma de calor o treball en els processos termodinàmics.
energia Mareomotriu
Es diu així a la qual s'obté a partir dels augments i declivis constants en el nivell de la mar, per a això s'aplica l'ús d'alternadors, amb l'objecte de generar electricitat, convertint-la en energia elèctrica, el que la fa una font neta i segura. Es pot dir que és de tipus renovable, ja que la font de les mateixes, no es pot acabar per causa de la seva utilització en aquest cas en específic, d'altra banda, es considera neta ja que a partir d'ella no es genera cap tipus de deixalles tòxics.
Tot i això, té un punt en contra i és la quantitat energètica que es genera a partir d'ella, a més de el cost per a la instal·lació dels equips.
