La energía impulsa todo lo que hacemos, desde las luces que se encienden cuando accionamos un interruptor hasta el fuego de la parrilla que nos ayuda a cocinar un buen asado. La energía se define específicamente como la capacidad de realizar un trabajo y puede adoptar diversas formas, como el calor que nos hace sudar o la energía eléctrica que alimenta nuestros acondicionadores de aire en el hogar.
| Ejemplos de energía | |
| Energía térmica | – Energía solar producida por el sol – Quema de combustibles fósiles como gasolina, diesel, etc. para utilizarse como combustibles en automóviles – Las fuentes termales – Los géiseres – Una taza caliente de café |
| Energía radiante | – Radio – Rayos gamma – Rayos X – Microondas – Luz ultravioleta |
| Energía química | – Uso de baterías – Quema de gasolina – Quema de carbón – La biomasa, la madera, el gas natural, etc. también son buenos ejemplos de energía química almacenada – Energía producida por una célula |
| Energía eléctrica | – La electricidad que ilumina nuestro hogar – La electricidad que alimenta nuestros electrodomésticos – La electricidad que carga nuestros autos eléctricos – Los rayos (fuente natural de energía eléctrica) |
| Energía nuclear | – Bombardeo estadounidense de Hiroshima y Nagasaki del Japón imperial durante la Segunda Guerra Mundial – Es la mayor fuente de producción de electricidad con bajas emisiones de carbono (después de las centrales hidroeléctricas) – Utilización en equipos médicos – Utilización en tratamientos agrícolas y alimentarios – Utilización en exploración espacial y vehículos militares como submarinos de propulsión nuclear, etc. |
| Energía de sonido | – Los sonares de los barcos, submarinos – Utilización en la industria médica cuando se mide la frecuencia cardíaca – Utilización en la industria de la música, al valga la redundancia, componer bases y melodías – El ladrido de un perro – El sonido provocado por el funcionamiento de un auto – El estallido al romper una galleta de agua |
| Energía mecánica | – Un libro sobre la mesa es un ejemplo de energía potencial – Un automóvil en movimiento es un ejemplo de energía cinética – Un automóvil en movimiento que sube a las montañas tiene tanto energía cinética como energía potencial – Alguien que patea una pelota de fútbol – Alguien que arroja una piedra a un lago |
| Energía cinética | – Una bala que sale de una pistola a toda velocidad – Una bola de demolición que impacta contra un edificio – Un avión que despega del aeropuerto – Un coche de carrera que pasa a toda velocidad por la recta – Una persona que realiza salto bungee |
| Energía potencial | – Una pelota de fútbol colocada en el centro del campo – Una bola de demolición quieta lista para ser usada – Una persona a punto de lanzarse en paracaídas – Agua estancada detrás de una represa – Una bala en la recamara de un revolver lista para ser disparada |
| Energía gravitatoria | – Colocamos una piedra arriba de una mesa (a cierta altura del suelo) y la dejamos caer encima de una pelota, la cual comienza a rodar en respuesta al golpe que recibe. – Una persona que se encuentra andando en bicicleta por una colina empinada aumenta su velocidad – El agua que ingresa a la turbina hidroeléctrica generando fuerza para producir electricidad |
Ejemplos de energía y cómo se manifiesta
Energía térmica
La energía térmica es la forma de energía relacionada con el calor. Es la energía cinética de las moléculas que se mueven rápidamente y componen un objeto. Cuando se calienta un objeto, sus moléculas se mueven cada vez más rápido, aumentando su energía térmica, lo que eventualmente aumenta la temperatura del objeto.
La energía térmica de una máquina de vapor se transforma en la energía mecánica que se encarga de mover un pistón o hacer girar las ruedas y turbinas de una máquina. Otra aplicación de la energía térmica es el uso del calor geotérmico para aprovechar la electricidad. Una planta de energía geotérmica utiliza el calor proveniente del interior de la Tierra para abastecer las necesidades de electricidad de varias comunidades.
Energía radiante (electromagnética)
La energía radiante, o radiación electromagnética, es la forma de energía que se encuentra en las ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas están compuestas de paquetes individuales y pequeños de energía llamados fotones. Ejemplos comunes de energía radiante son la luz que proviene del sol y el resplandor rojo de las brasas que se queman.
No toda la energía radiante es visible a simple vista. La luz visible solo ocupa una banda estrecha del espectro electromagnético. Las ondas de radio, las microondas y la radiación infrarroja son tipos de energía radiante que tienen longitudes de onda más bajas y frecuencias más pequeñas. La radiación ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma son ondas electromagnéticas caracterizadas por energías más altas, longitudes de onda más cortas y frecuencias más altas. La energía radiante se aprovecha a través de paneles solares, que luego se transforma en electricidad. Las plantas también convierten la energía radiante en energía química a través de la fotosíntesis.
Energía química
La energía química es la forma de energía almacenada en los enlaces químicos entre los átomos. Cuando se forman o rompen enlaces químicos a través de reacciones químicas, se libera energía. Los alimentos y los combustibles, por ejemplo, contienen energía almacenada debido a la posición relativa de los átomos dentro de las moléculas.
La madera, cuando se combina con oxígeno, sufre una reacción de combustión. La energía química almacenada en la madera se transforma luego en energía luminosa y térmica. Los combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural contienen hidrocarburos que también se queman cuando reaccionan con el oxígeno del aire. Cuando se quema, la energía química almacenada en los combustibles fósiles se transforma en luz y calor. Los combustibles fósiles son una de las fuentes de energía más baratas utilizadas hoy en día en el transporte y la generación de electricidad. Tanto la madera como los combustibles fósiles demuestran ejemplos químicos a térmicos de transformación de energía. Las baterías también almacenan energía química para producir electricidad.
Energía eléctrica
La energía eléctrica se deriva del movimiento de partículas cargadas negativamente (electrones). La diferencia de potencial suministrada por una fuente de voltaje, como una batería, permite que los electrones se muevan y produzcan corriente eléctrica. La energía eléctrica no es una fuente primaria de energía, en cambio, se la denomina «moneda energética» o «portador de energía», ya que se produce a partir de otras fuentes primarias de energía. Es una forma de transportar y utilizar la energía producida por otras fuentes de energía. La energía eléctrica tiene una amplia gama de usos, como alimentar electrodomésticos y dispositivos electrónicos, cocinar alimentos, proporcionar calor en varios establecimientos y cargar vehículos eléctricos. Las estufas eléctricas, por ejemplo, demuestran ejemplos eléctricos a térmicos de transformación de energía.
La energía eléctrica es difícil de almacenar, pero se pueden usar baterías y capacitores para almacenarla incluso por un tiempo limitado. Los componentes eléctricos, como las bombillas y otros dispositivos electrónicos, transforman la energía eléctrica en otras formas de energía, como luz, calor y sonido.
Energía nuclear
La energía nuclear es la energía que se genera durante la fusión nuclear o el proceso de fisión nuclear dentro de los nucleones (combinaciones de protones y neutrones) de un átomo. En otras palabras, la energía que proviene del núcleo de un átomo es Energía Nuclear. Esta generalmente queda atrapada dentro del nucleón de un átomo y puede producirse por reacción de fusión nuclear, es decir, combinación de átomos, o por reacción de fisión nuclear, es decir, división de átomos.
A veces, la energía nuclear también se llama energía nuclear vinculante. Simplemente porque esta energía mantiene unidos los componentes del núcleo, es decir, protones y neutrones. La unidad SI de Energía Nuclear es Joule (J).
Energía de sonido
La Energía Sónica o Energía Sonora es una forma de energía que surge debido a las vibraciones de la materia. Requiere un medio para viajar, por eso la energía sonora u ondas sonoras es un ejemplo típico de ondas mecánicas. El medio de transporte puede ser aire, agua, madera, etc. Por lo general, la energía de las ondas sonoras es menor que la de cualquier otra forma de energía. Generalmente, se mide en decibelios o pascales.
Energía mecánica
La energía mecánica es la energía de un objeto debido a su movimiento o posición, o a veces a ambos. Es la forma de energía más común que vemos en nuestra vida cotidiana. En otras palabras, todos los objetos en movimiento producen energía mecánica. Por definición, la energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial. La unidad SI de energía mecánica es Joule (J).
Energía cinética
La energía asociada con objetos en movimiento se llama energía cinética. Por ejemplo, cuando un avión está en vuelo, el avión se mueve por el aire muy rápidamente, trabajando para provocar cambios en su entorno. Los motores a reacción están convirtiendo la energía potencial del combustible en energía cinética del movimiento. Una bola de demolición puede causar una gran cantidad de daño, incluso cuando se mueve lentamente. Sin embargo, una bola de demolición inmóvil no puede realizar ningún trabajo y, por lo tanto, no tiene energía cinética. Una bala veloz, una persona que camina, el rápido movimiento de las moléculas en el aire que produce calor y la radiación electromagnética, como la luz del sol, tienen energía cinética.
Energía potencial
¿Qué pasa si esa misma bola de demolición inmóvil se levanta dos pisos por encima de un automóvil con una grúa? Si la bola de demolición suspendida no se mueve, ¿hay energía asociada con ella? Sí, la bola de demolición tiene energía porque la bola de demolición tiene el potencial para realizar trabajo. Esta forma de energía se llama energía potencial porque es posible que ese objeto realice un trabajo en un estado dado.
Los objetos transfieren su energía entre estados potenciales y cinéticos. Como la bola de demolición cuelga inmóvil, tiene 0% de energía cinética y 100% de energía potencial. Una vez que se suelta la pelota, su energía cinética aumenta a medida que la pelota gana velocidad. Al mismo tiempo, la pelota pierde energía potencial a medida que se acerca al suelo. Otros ejemplos de energía potencial incluyen la energía del agua retenida detrás de una presa o una persona a punto de lanzarse en paracaídas desde un avión.
Energía gravitatoria
La energía gravitacional es energía almacenada en la altura de un objeto. Cuanto más alto y pesado es el objeto, más energía gravitacional se almacena. Cuando una persona anda en bicicleta por una colina empinada y aumenta la velocidad, la energía gravitacional se convierte en energía de movimiento. La energía hidroeléctrica es otro ejemplo de energía gravitacional, donde la gravedad fuerza el agua a través de una turbina hidroeléctrica para producir electricidad.