¿Qué es la energía?
La energía
es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa
de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de
su movimiento (energía cinética). Es una magnitud homogénea con el trabajo, por
lo que se mide en las mismas unidades, es decir en julios en el Sistema
Internacional. Según la forma o el sistema físico en que se manifiesta, se
consideran diferentes formas de energía: térmica, mecánica, eléctrica, química,
electromagnética, nuclear, luminosa, etc.
Aunque la
energía puede cambiar de forma en los procesos de conversión energética, la
cantidad de energía se mantiene constante conforme con el principio de
conservación de la energía que establece que la energía ni se crea ni se
destruye, sólo se transforma". Por consiguiente, la energía total de un
sistema aislado se mantiene constante y en el universo no puede existir
creación o desaparición de energía, sino transferencia de un sistema a otro o
transformación de energía de una forma a otra.
La energía
es la consecuencia de la actuación mediante interacciones o intercambios de los
cuatro tipos de fuerzas fundamentales de la naturaleza: gravitatoria,
electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil.
Unidades para medir la energía
Si la
energía que posee un cuerpo se pone de manifiesto realizando un trabajo, el
valor de este trabajo será una medida de la energía que posee. Si por el
contrario hemos realizado un trabajo sobre un cuerpo y éste lo ha almacenado en
forma de energía, la medida del trabajo realizado sobre el cuerpo nos dará el
valor de la energía que permanece de forma latente en el cuerpo. Por todo ello
la energía liberada o acumulada tendrá las mismas unidades que la magnitud
trabajo.
En el
Sistema Internacional de unidades (SI) la unidad de trabajo y de energía es el
julio (J) definido como el trabajo realizado por la fuerza de 1 newton cuando
desplaza su punto de aplicación 1 metro, o lo que lo mismo, elevar una masa de
101 g un metro.
En física
nuclear se utiliza como unidad el electronvoltio (eV), definido como la energía
que adquiere un electrón al pasar de un punto a otro entre los que hay una
diferencia de potencial de 1 voltio.
Su relación
con la unidad del Sistema Internacional es:
1 eV =
1,602 x 10-19 J o lo que es lo mismo 1 Julio = 6,2 x 1018 eV
Para la
energía eléctrica se emplea como unidad de producción el kilovatio- hora (kWh),
definido como el trabajo realizado durante 1 hora por una máquina que tiene una
potencia de 1 kilovatio. Su equivalencia con la unidad del Sistema
Internacional es:
1 kWh =
3,6 x 106 J ó 3,6 millones de julios
o lo que es
lo mismo, la energía consumida por una bombilla de 40 vatios encendida 25
horas. En la simbología aceptada para el kilovatio hora se pueden emplear,
indistintamente, kW-h o kWh, pero nunca kW/h que no tiene sentido físico
alguno.
Para poder
evaluar la calidad energética de las distintas fuentes de energía se establecen
unas unidades basadas en el poder calorífico de cada una de ellas. Las más
utilizadas en economía energética son kcal/kg, tec y tep.
• kcal/kg
aplicada a un combustible nos indica el número de kilocalorías que obtendríamos
en la combustión de 1 kg de ese combustible.
1 kcal =
4,186 x 103 J
• tec:
tonelada equivalente de carbón. Representa la energía liberada por la
combustión de 1 tonelada de carbón (hulla).
1 tec =
29,3 x 109 J
• tep:
tonelada equivalente de petróleo. Equivale a la energía liberada en la
combustión de 1 tonelada de crudo de petróleo.
1 tep =
41,84 x 109 J
La relación
entre estas unidades es
1 tep =
1,428 tec
¿Qué es Potencia?
El trabajo
realizado por un sistema en la unidad de tiempo se le llama potencia. Cuando se refiere a un
proceso se define como la variación de energía registrada en el tiempo
utilizado entre la situación de partida y la final. En consecuencia, la
potencia mide la rapidez con que se transforma la energía. Su unidad en el
sistema internacional (SI) es el vatio, definido como la potencia de una
máquina que realiza el trabajo de 1 julio en el tiempo de 1 segundo. Su símbolo
es W. En consecuencia, si elevamos 101 g de masa a la altura de un metro en un
segundo, estamos desarrollando la potencia de 1 vatio.
La potencia
es por tanto la capacidad de hacer trabajo en el tiempo, mientras la energía es
la disponibilidad almacenada para realizar ese trabajo y éste es la medida de
lo realmente hecho. Esta diferencia de conceptos en muy importante tanto en la
física como en otras disciplinas a las que se puede aplicar.
Con
frecuencia se utilizan otros múltiplos de esta unidad.
Son el
kilovatio (kW), el megavatio (MW) y el caballo de vapor (CV o HP)
1 kW = 103W
1 MW=106 W
1 CV o HP = 735,5 W
1 MeV x s-1 = 1,602
x 10-13 W
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