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Energía

Energía

En física la energía puede definirse como una cantidad globalmente constante en un sistema. Durante la evolución de un sistema la energía toma formas diversas por intermedio del trabajo de las fuerzas involucradas. La energía puede materializarse en masa y la masa transformarse en energía en ciertos procesos físicos y quimicos. Energía también es definida como la capacidad para realizar un trabajo. En el Sistema Internacional de Unidades se mide en julios. Se suele representar por la letra E. Cualquier forma de energía asociada a un sistema físico se puede expresar como la combinación de dos formas básicas de energía: la energía cinética y la energía potencial de sus partículas. Todos los sistemas físicos tienen energía, que se manifiesta en la capacidad de producir transformaciones en sí mismos o en otros sistemas.

Transferencia de la energía entre sistemas físicos

Se denomina sistema físico a cualquier parte del Universo que puede ser objeto de estudio de forma individualizada. Todos los sistemas tienen energía, aunque no esté produciéndose ninguna transformación. Por ejemplo, la energía que tiene un muelle comprimido se puede usar posteriormente. Los procesos de transformación o cambio tienen lugar cuando la energía se transfiere de un sistema a otro. Siempre que dos sistemas interactúan se producen cambios debido a que la energía se transfiere de un sistema a otro. Ejemplo: cuando se calienta agua en una cacerola, se transfiere energía de la llama al recipiente y de este al contenido. Los sistemas físicos pueden transferirse energía por dos métodos: mediante el trabajo o mediante el calor.

Formas en las que se puede observar la energía


- Energía eléctrica.
- Energía sonora: Es la energía contenida en las ondas sonoras.
- Energía atómica o nuclear: La obtenida por la fusión o fisión de los núcleos atómicos
- Energía cinética: La que posee un cuerpo por razón de su movimiento
- Energía de ionización: La mínima necesaria para ionizar una molécula o átomo
- Energía potencial: Capacidad de un cuerpo para realizar trabajo en razón de su posición en un campo de fuerzas
- Energía radiante: La existente en un medio físico, causada por ondas electromagnéticas, mediante las cuales se propaga directamente sin desplazamiento de la materia
- Energías renovables:
  - Energía eólica
  - Energía geotérmica
  - Energía hidráulica
  - Energía mareomotriz
  - Energía solar
- Fuentes de Energías no renovables (o nuclear-fósil):
  - Carbón
  - Centrales nucleares
  - Gas Natural
  - Petróleo

Véase también


- Vatio
- Energía de una señal Categoría:Magnitudes físicas Categoría:Energía ja:エネルギー ko:에너지 ms:Tenaga simple:Energy th:พลังงาน

Física

La física [<griego φύσισ (phusis), «naturaleza»] es la ciencia de la naturaleza en el sentido más amplio. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones. La física estudia por lo tanto un amplio rango de campos y fenómenos naturales, desde las partículas subatómicas hasta la formación y evolución del Universo así como multitud de fenómenos naturales cotidianos. El año 2005 ha sido proclamado por la UNESCO como Año mundial de la física en conmemoración de la publicación de Albert Einstein en 1905 de sus famosos artículos sobre el efecto fotoeléctrico y la teoría de la relatividad especial.

Ramas principales de la Física

Para su estudio la fisica se puede dividir en dos grandes ramas, la Física Clásica y la Física Moderna. La primera se encarga del estudio de aquellos fenomenos que tienen una velocidad relativamente pequeña comparada con la velocidad de la luz y cuyas escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas. La segunda se encarga de los fenomenos que se producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ella o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo o inferiores y fue desarrollada a partir del siglo XX. Dentro del campo de estudio de la Física Clásica se encuentran la: :
- Mecánica :
- Termodinámica :
- Ondas mecánicas :
- Óptica :
- Electromagnetismo: Electricidad | Magnetismo Dentro del campo de estudio de la Física Moderna se encuentran: :
- Relatividad :
- Mecánica cuántica: Átomo | Núcleo | Física química | Física del estado sólido :
- Física de partículas

Historia

Desde la antiguedad las personas han tratado de comprender la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, etc. Las primeras explicaciones se basaron en consideraciones filosóficas y sin realizar verificaciones experimentales, concepto este inexistente en aquel entonces. Por tal motivo algunas interpretaciones falsas, como la hecha por Ptolomeo - "La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros" - perduraron cientos de años. En el Siglo XVI Galileo fue pionero en el uso de experimentos para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando el plano inclinado descubrió la ley de la inercia de la dinámica y con el telescopio observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor. En el Siglo XVII Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la gravitación universal de Newton. A partir del Siglo XVIII se produce el desarrollo de otras disciplinas tales como la termodinámica, la mecánica estadística y la física de fluídos. En el Siglo XIX se producen avances fundamentales en electricidad y magnetismo. En 1855 Maxwell unificó ambos fenómenos y las respectivas teorías vigentes hasta entonces en la Teoría del electromagnetismo, descrita a través de las Ecuaciones de Maxwell. Una de las predicciones de esta teoría es que la luz es una onda electromagnética. A finales de este siglo se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad dando comienzo el campo de la física nuclear. En 1897 Thomson descubrió el electrón. Durante el Siglo XX la Física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo. En 1905 Einstein formuló la Teoría de la Relatividad especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. En 1915 Einstein extendió la Teoría de la Relatividad especial formulando la Teoría de la Relatividad general, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la Teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925 Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la Mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada. Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos para extender la Mecánica cuántica de manera consistente con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 1940s gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson, quienes formularon la Teoría de la Electrodinámica cuántica. Asimismo, esta teoría suministró las bases para el desarrollo de la Física de partículas. En 1954 Yang y Mills desarrollaron las bases del Modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970 y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente pero que fueron descubiertas sucesivamente siendo la última de ellas el quark top. En la actualidad el modelo estándar describe todas las partículas elementales observadas así como la naturaleza de su interacción.

Estructura de la física

Principales teorías

: Mecánica clásica - Termodinámica - Mecánica estadística - Electromagnetismo - Relatividad especial - Relatividad general - Mecánica cuántica - Mecánica cuántica relativista - Electrodinámica cuántica - Cromodinámica cuántica - Física molecular - Física del plasma - Física relativista

Teorías propuestas

:Teoría del todo - Teoría de Gran Unificación - Teoría de las cuerdas - Criogenia

Conceptos

:Materia - Antimateria - Partículas - Masa - Energía - Momento - Tiempo - Fuerza - Presión - Onda - Electricidad - Magnetismo - Temperatura - Entropía - Sistemas de unidades - Constantes físicas

Fuerzas fundamentales

:Interacción gravitatoria - Interacción electromagnética - Interacción nuclear débil - Interacción nuclear fuerte

Campos de la Física

:Astrofísica - Dinámica de fluidos - Física atómica - Física computacional - Física Electrónica - Física del estado sólido - Física molecular - Física nuclear - Física de partículas (o Física de Altas Energías) - Óptica - Sistemas complejos - Biofísica - Fisicoquímica - Física de la Tierra

Otros

:Lista de instrumentos de medición También se habla de Física teórica y Física experimental en función de si la Física está más orientada al desarrollo de teorías o a la comprobación experimental de los resultados predichos por las teorías.

Físicos famosos


- Galileo Galilei
- Isaac Newton
- Charles-Augustin de Coulomb
- James Clerk Maxwell
- Niels Bohr
- Louis-Victor de Broglie
- Marie Curie
- Max Planck
- Guglielmo Marconi
- Henri Poincaré
- Albert Einstein
- Werner Heisenberg
- Erwin Schrödinger
- Lev Davidovich Landau
- Richard Feynman
- Enrico Fermi
- Stephen Hawking

Wikiportal de Física

Enlaces externos


- [http://www.fisicaysociedad.es Física y Sociedad]
- [http://www.cofis.es Colegio oficial de físicos]
- [http://www.ucm.es/info/rsef/ Real Sociedad española de física]
- [http://www.fisimur.org/fisica-es Fisica-es]
- [http://www.fisimur.org Fisimur]
- [http://foro.migui.com Foros de migui.com]
- [http://www.fisicahoy.com Fisicahoy] categoría:Física als:Physik ja:物理学 ko:물리학 ms:Fizik simple:Physics th:ฟิสิกส์ zh-min-nan:Bu̍t-lí-ha̍k

Masa

La masa es una propiedad de los objetos físicos que, básicamente, mide la cantidad de materia. Es un concepto central en la mecánica clásica y disciplinas afines. En el Sistema Internacional de Unidades se mide en kilogramos.

Concepto de masa

Estrictamente, la masa se refiere a dos conceptos: # La masa inercial es una medida de la inercia de un objeto, que es la resistencia que ofrece a cambiar su estado de movimiento cuando se le aplica una fuerza. Un objeto con una masa inercial pequeña puede cambiar su movimiento con facilidad, mientras que un objeto con una masa inercial grande lo hace con dificultad. # La masa gravitacional es una medida de la fuerza de la interacción gravitatoria del objeto. Dentro del mismo campo gravitacional, un objeto con menor masa gravitacional experimenta una fuerza menor que un objeto con mayor masa gravitacional. Esta cantidad no debe confundirse con el peso. Se ha demostrado experimentalmente que la masa inercial y la masa gravitatoria son equivalentes (con toda la precisión que podemos llegar a conseguir), si bien son conceptualmente muy distintas.

Masa inercial

La masa inercial viene determinada por la Segunda y Tercera Ley de Newton (véase Mecánica Clásica). Dado un objeto con una masa inercial conocida, se puede obtener la masa inercial de cualquier otro haciendo que ejerzan una fuerza entre sí. Conforme a la Tercera Ley de Newton, la fuerza experimentada por cada uno será de igual magnitud y sentido opuesto. Esto permite estudiar qué resistencia presenta cada objeto a fuerzas aplicadas de forma similar. Dados dos cuerpos, A y B, con masas inerciales mA (conocida) y mB (que se desea determinar), en la hipótesis que las masas son constantes y que ambos cuerpos están aislados de otras influencias físicas, de forma que la única fuerza presente sobre A es la que ejerce B, denominada FAB, y la única fuerza presente sobre B es la que ejerce A, denominada FBA, de acuerdo con la Segunda Ley de Newton: :F_ = m_A a_A :F_ = m_B a_B. donde aA y aB son las aceleraciones de A y B, respectivamente. Es necesario que estas aceleraciones no sean nulas, es decir, que las fuerzas entre los dos objetos no sean iguales a cero. Una forma de lograrlo es, por ejemplo, hacer colisionar los dos cuerpos y efectuar las mediciones durante el choque. La Tercera Ley de Newton afirma que las dos fuerzas son iguales y opuestas: :F_ = - F_. Sustituyendo en las ecuaciones anteriores, se obtiene la masa de B como :m_B = m_A. Así, el medir aA y aB permite determinar mA en términos mB, que era lo buscado. Obsérvese que el requisito que aB sea distinto de cero hace que esta ecuación quede bien definida. En el razonamiento anterior se ha supuesto que las masas de A y B son constantes. Se trata de una suposición fundamental, conocida como la conservación de la masa, y se basa en la hipótesis de que la materia no puede ser creada ni destruida, sólo transformada (dividida o recombinada). Es a veces útil, sin embargo, considerar la variación de la masa del cuerpo en el tiempo: por ejemplo la masa de un cohete decrece durante su lanzamiento. Esta aproximación se hace ignorando la materia que entra y sale del sistema. En el caso del cohete, esta materia se corresponde con el combustible que es expulsado; si tuviéramos que medir la masa conjunta del cohete y del combustible, comprobaríamos que es constante.

Masa gravitacional

Considérense dos cuerpos A y B con masas gravitacionales MA y MB, separados por una distancia |rAB|. La Ley de la Gravitación de Newton dice que la magnitud de la fuerza gravitatoria que cada cuerpo ejerce sobre el otro es :|F| = Donde G es la constante de gravitación universal. La sentencia anterior se puede reformular de la siguiente manera: dada la aceleración g de una masa de referencia en un campo gravitacional (como el campo gravitatorio de la Tierra), la fuerza de la gravedad en un objeto con masa gravitacional M es de la magnitud :|F| = Mg. Esta es la base según la cual las masas se determinan en las balanzas. En las balanzas de baño, por ejemplo, la fuerza |F| es proporcional al desplazamiento del muelle debajo de la plataforma de pesado (véase Ley de Hooke), y la escala está calibrada para tener en cuenta g de forma que se pueda leer la masa M

Equivalencia de la masa inercial y la masa gravitatoria

Se demuestra experimentalmente que la masa inercial y la masa gravitacional son iguales -con un grado de precisión muy alto-. Estos experimentos son esencialmente pruebas del fenómeno ya observado por Galileo de que los objetos caen con una aceleración independiente de sus masas (en ausencia de factores externos como el rozamiento). Supóngase un objeto con masas inercial y gravitacional m y M, respectivamente. Si la gravedad es la única fuerza que actúa sobre el cuerpo, la combinación de la segunda ley de Newton y la ley de la gravedad proporciona su aceleración como :a = g Por tanto, todos los objetos situados en el mismo campo gravitatorio caen con la misma aceleración si y sólo si la proporción entre masa gravitacional e inercial es igual a una constante. Por definición, se puede tomar esta proporción como 1.

Consecuencias de la Relatividad

En la teoría especial de la relatividad la "masa" se refiere a la masa inercial de un objeto medida en el sistema de referencia en el que está en reposo (conocido como "sistema de reposo"). El método anterior para obtener la masa inercial sigue siendo válido, siempre que la velocidad del objeto sea mucho menor que la velocidad de la luz, de forma que la mecánica clásica sigue siendo válida.
Históricamente, se ha usado el término "masa" para describir a la magnitud E/c², (que se denominaba "masa relativista") y a m, que se denominaba "masa en reposo". Los físicos no recomiendan seguir esta terminología, porque no es necesario tener dos términos para la energía de una partícula, y porque crea confusión cuando se habla de partículas "sin masa". En este artículo, siempre nos referimos a la "masa en reposo". Para más información, véase el 'Usenet Relativity FAQ' en la sección de Enlaces Externos.
En la mecánica relativista, la masa de una partícula libre está relacionada con su energía y su momento según la siguiente ecuación: : = m^2 c^2 + p^2. Que se puede reordenar de la siguiente manera: :E = mc^2 \sqrt El límite clásico se corresponde con la situación en la que el momento p es mucho menor que mc, en cuyo caso se puede desarrollar la raíz cuadrada en una serie de Taylor: :E = mc^2 + + ... El término principal, que es el mayor, es la energía en reposo de la partícula. Si la masa es distinta de cero, una partícula siempre tiene como mínimo esta cantidad de energía, independientemente de su momentum. La energía en reposo, normalmente, es inaccesible, pero puede liberarse dividiendo o combinando partículas, como en la fusión y fisión nucleares. El segundo término es, simplemente, la energía cinética clásica, que se demuestra usando la definición clásica de momento cinético. :p = mv Y sustituyendo para obtener: :E = mc^2 + + ... La relación relativista entre energía, masa y momento también se cumple para partículas que no tienen masa (que es un concepto mal definido en términos de mecánica clásica). Cuando m = 0, la relación se simplifica en :E = pc donde p es el momento relativista. Esta ecuación define la mecánica de las partículas sin masa como el fotón, que son las partículas de la luz.

Enlaces externos


- [http://www.ex.ac.uk/cimt/dictunit/ccmass.htm Calculadora de conversión para unidades de MASA (y peso)]
- [http://math.ucr.edu/home/baez/physics/ Usenet Physics FAQ]
- [http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html Does mass change with velocity?] Categoría:Magnitudes físicas ja:質量 ko:질량 ms:Jisim simple:Mass th:มวล

Sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI (en francés, Système International d'Unités) es el sistema de unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal, que es su antecedente y que ha mejorado, el SI también es conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Se creó en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol.

Unidades básicas

El SI consta de siete unidades básicas, que son las siguientes:
- Longitud: metro  (m)
- Masa: kilogramo  (kg)
- Tiempo: segundo  (s)
- Intensidad de corriente eléctrica: amperio (A)
- Temperatura: kelvin (K)
- Cantidad de substancia: mol (mol)
- Intensidad luminosa: candela (cd) En el SI las unidades básicas tienen múltiplos y submúltiplos, que se expresan mediante prefijos. Así, por ejemplo, la expresión kilo indica "mil", y por lo tanto un kilómetro son mil metros y un kilogramo son mil gramos. Precisamente el kilogramo es una excepción, pues siendo una unidad básica, tiene el prefijo kilo. Existen también las unidades derivadas. Algunas son variantes de las unidades básicas y sirven para medir magnitudes diferentes aunque relacionadas con éstas. Así, por ejemplo, el metro, que es una unidad de longitud, se utiliza como metro cuadrado (m²) para medir una superficie, y el kilogramo, que es una unidad de masa, se utiliza como kilogramo por metro cúbico (kg/m³) para medir la masa específica (densidad). En cualquier caso siempre es posible establecer una relación entre las unidades derivadas y las básicas o fundamentales mediante las correspondientes ecuaciones dimensionales. Los símbolos de las unidades no deben tratarse como abreviaturas, por lo que se deben escribir siempre en minúsculas, y nunca en mayúsculas. Los nombres de las unidades debidos a nombres propios de científicos eminentes deben escribirse con idéntica ortografía que el nombre de éstos, pero con minúscula inicial. No obstante lo anterior, serán igualmente aceptables sus denominaciones castellanizadas de uso habitual, siempre que estén reconocidos por la Real Academia Española (ejemplos: amperio, culombio, faradio, hercio, julio, ohmio, voltio, vatio, etc.). Los símbolos no cambian cuando se trata de varias unidades, es decir, no debe añadirse una "s". Tampoco debe situarse un punto (".") a continuación de un símbolo, salvo cuando el símbolo se encuentra al final de una frase. Por lo tanto, es incorrecto escribir, por ejemplo, el símbolo de kilogramos como "Kg" (con mayúscula), "kgs" (pluralizado) o "kg." (con el punto). La única manera correcta de escribirlo es "kg". Esto se debe a que se quiere evitar que haya malas interpretaciones; por ejemplo: "Kg", podría entenderse como kelvin.gramo, ya que "K" es el símbolo de la unidad de temperatura Kelvin. Por otra parte, esta última se escribe sin el símbolo de grados "°", no es grados Kelvin (°K), sino sólo Kelvin(K). El símbolo de segundos es s (en minúscula y sin punto posterior) y no seg. ni segs. El símbolo de litro se escribe como una l minúscula y sin punto. A veces para clarificar se escribe como una L mayúscula, sin punto, si en la tipografía usada pudiera confundirse con el dígito 1. Los amperios no deben abreviarse Amps., ya que su símbolo es A (mayúscula y sin punto). El metro se simboliza m (no mt, ni mts.). El SI puede ser usado legalmente en cualquier país del mundo, incluso en aquellos que no lo han implantado. En otros muchos países su uso es obligatorio. En Argentina lo es a través del Sistema Métrico legal Argentino. En los países que utilizan todavía otros sistemas de unidades de medidas, como los Estados Unidos y el Reino Unido, se acostumbran a indicar las unidades del SI junto a las propias, a efectos de conversión de unidades. El SI fue adoptado por la undécima Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM o Conference Generale des Poids et Mesures) en 1960. En España, en el Art. 149 (Título VIII) de la Constitución se atribuye al Estado la competencia exclusiva de legislar sobre pesos y medidas. La ley que desarrolla esta materia es la Ley 3/1985, del 18 de marzo, de Metrología.

Otros sistemas


- Sistema métrico decimal
- Sistema cegesimal, (de cgs = centímetro, gramo, segundo)
- Sistema técnico de unidades, o mks, = metro, kilogramo, segundo
- Sistema anglosajón de unidades Categoría:Metrología

Julio (unidad)

El julio o joule (J) es la unidad del Sistema Internacional para energía y trabajo. Se define como el trabajo realizado por la fuerza de 1 newton en un desplazamiento de 1 metro y toma su nombre en honor al físico James Prescott Joule. El julio también es igual a 1 vatio por segundo, por lo que eléctricamente es el trabajo realizado por una diferencia de potencial de 1 voltio y con una intensidad de 1 amperio durante un tiempo de 1 segundo. Equivalencias:
- 1 julio = 0,24 calorías.
- 1 Tonelada equivalente de petróleo = 41.840.000.000 julios = 11.622 Kilovatio hora.
- 1 Tonelada equivalente de carbón = 29.300.000.000 julios = 8138.9 Kilovatio hora. categoría:Unidad derivada del SI Categoría:Unidades de energía ja:ジュール ko:줄 ms:Joule

Energía eléctrica

La energía eléctrica resulta de la existencia de una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en comunicación por medio de un material conductor. La energía eléctrica, o electricidad, puede transformarse en muchas otras formas de energía, más útiles para la vida diaria, como son la luminosa, o luz, la mecánica, o movimiento, y la térmica, o calor.

La corriente eléctrica

La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos. Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito y se genera el movimiento de cantidades inconcebiblemente grandes de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de la sustancia del cable, que suele ser metálica, ya que los metales son los mejores conductores de la electricidad, al disponer de mayor cantidad de electrones libres que otras sustancias. La mayor parte de la energía eléctrica que consumimos en la vida diaria proviene de la red eléctrica a través de las tomas llamadas enchufes, a través de los que llega la energía suministrada por las compañías eléctricas a los distintos aparatos eléctricos -lavadora, radio, televisión, etcétera- que se desea utilizar, mediante las correspondientes transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa, gracias al motor y a las distintas piezas mecánicas del aparato. Lo mismo se puede observar cuando funciona un secador de pelo o una estufa.

Fuentes de energía eléctrica

La energía eléctrica apenas existe libre en la Naturaleza de manera aprovechable. El ejemplo más relevante y habitual de esta manifiestación son las tormentas eléctricas. La electricidad tampoco tiene una utilidad biológica directa para el ser humano, salvo en aplicaciones muy singulares, como pudiera ser el uso de corrientes en medicina, resultando en cambio normalmente desagradable e incluso peligrosa, según las circunstancias. Sin embargo es una de las más utilizadas, una vez aplicada a procesos y aparatos de la más diversa naturaleza, debido fundamentalmente a su limpieza y a la facilidad con la que se la genera, transporta y convierte en otras formas de energía. Para contrarrestar todas estas virtudes ha que reseñar la dificultad que presenta su almacenamiento directo en los aparatos llamados acumuladores. La generación se lleva a cabo mediante técnicas muy diferentes. Las que suministran las mayores cantidades y potencias de electricidad aprovechan un movimiento rotatorio para generar corriente continua en una dinamo o corriente alterna en un alternador. El movimiento rotatorio resulta a su vez de una fuente de energía mecánica directa, como puede ser la corriente de un salto de agua o la producida por el viento, o de un ciclo termodinámico. En este último caso se calienta un fluido, al que se hace recorrer un circuito en el que mueve un motor o una turbina. El calor de este proceso se obtiene mediante la quema de combustibles fósiles, reacciones nucleares y otros procesos. La generación de energía eléctrica es una actividad humana básica, ya que está directamente relacionada con los requerimientos actuales del hombre. Todas la formas de utilización de las fuentes de energía, tanto las más habituales como las denominadas alternativas o no convencionales, agreden en mayor o menor medida el ambiente, siendo de todos modos la energía eléctrica una de las que causan menor impacto.

Generación de energía eléctrica

Actualmente la energía eléctrica se puede obtener de distintos medios: # Centrales termoeléctricas # Centrales hidroeléctricas # Centrales geo-termo-eléctricas # Centrales núcleares # Centrales de ciclo combinado # Centrales de turbo-gas # Centrales eólicas # Centrales solares

Véase también


- Generación de electricidad Categoría:Generación de electricidad Categoría:Física

Onda sonora

Las variaciones de presión, humedad y/o temperatura del medio, producen el desplazamiento de las moléculas que lo forman. Cada molécula transmite la vibración a la su vecina, provocándose un movimiento en cadena. Estas perturbaciones del medio producen las llamadas ondas sonoras, que cuando inciden sobre el oído humano se produce una sensación descrita como sonido. En concreto, el sonido (las ondas sonoras) son ondas mecánicas (ondas de compresión), pues precisan de un medio (aire, agua, cuerpo sólido), que trasmita la perturbación. Es, el propio medio, el que produce y propicia la propagación de estas ondas, con su compresión y expansión. Para que este medio, puede comprimirse y expandirse es un requisito fundamental que se trate de un medio elástico. Un cuerpo rígido no permite que las vibraciones se transmitan. Sin medio elástico, no habría sonido, pues las ondas sonoras no se propagan en el vacío. Por otro lado, la presión de las partículas que transportan la onda se produce en la misma dirección de propagación de la onda. Por tanto, las ondas sonoras son ondas longitudinales. Además, las ondas sonoras se desplazan en tres direcciones y sus frentes de onda son esferas radiales que salen desde el foco de la perturbación en todas las direcciones. Por esto, son ondas tridimensionales o esféricas. El hercio (Hz) es la unidad que expresa la cantidad de vibraciones que emite una fuente sonora cada segundo (frecuencia). El oído humano puede percibir ondas sonoras de frecuencias entre los 20 y los 20.000 Hz. Las ondas que poseen una frecuencia inferior a los 20 Hz se denominan infrasónicas y las superiores a 20000 Hz, ultrasónicas. La sensación de sonoridad es la percepción sonora que el hombre tiene de la intensidad de un sonido. La sonoridad se mide mediante una magnitud llamada fonio, que utiliza una escala arbitraria cuyo cero (el llamado "umbral de audición") corresponde a I0 = 1 x 10 -12 W/m².

Véase también


- Onda
- Batimiento
- Propagación del sonido
- Sonido Categoría:Mecánica ondulatoria

Fusión nuclear

En física, la fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor peso atómico. El nuevo núcleo tiene una masa inferior a la suma de las masas de los dos núcleos que se han fusionado para formarlo. Esta diferencia de masa es liberada en forma de energía. La energía que se libera varía en función de los núcleos que se unen y del producto de la reacción. La cantidad de energía liberada corresponde a la fórmula E = mc² donde m es la diferencia de masa observada en el sistema entre antes y después de la fusión. Los núcleos atómicos tienden a repelerse debido a que están cargados positivamente. Esto hace que la fusión solo pueda darse en condiciones de temperatura y presión muy elevadas que permitan compensar la fuerza de repulsión. La temperatura elevada hace que aumente la agitación térmica de los núcleos y esto los puede llevar a fusionarse, debido al efecto túnel. Para que esto ocurra son necesarias temperaturas del orden de millones de grados. El mismo efecto se puede producir si la presión sobre los núcleos es muy grande, obligandolos a estar muy próximos. Las necesidades mínimas para producir la fusión se llaman Criterios de Lawson, y son criterios de densidad iónica y tiempo mínimo de confinamiento necesario. La reacción de fusión más sencilla (esto es, la que requiere menos energía) es la del deuterio y el tritio formando helio. La fusión nuclear es el proceso que se produce en las estrellas y que hace que brillen. También es uno de los procesos de la bomba de hidrógeno. Al contrario que la fisión nuclear, no se ha logrado utilizar la fusión nuclear como medio rentable (o sea, la energía aplicada al proceso es mayor que la obtenida por la fusión) de obtener energía, aunque hay numerosas investigaciones en esa dirección. Hasta el momento, la fusión nuclear controlada es utilizada solo en la investigación de futuros reactores de fusión aunque aún no se han logrado reacciones de fusión que sirvan para generar energía de forma útil, algo que se espera lograr con la construcción del ITER en Francia.

Véase también


- Procesos nucleares
- Reactor de fusión nuclear

Enlace externo


- [http://www.ciemat.es Ciemat] Categoría:Física nuclear y de partículas ja:原子核融合

Núcleo

# Biología celular / Citología - núcleo celular: Parte central de la célula rodeada de una membrana propia, llamada membrana nuclear, que contiene el ácido desoxirribonucleico (ADN o en inglés DNA) celular, donde se encuentran codificados los genes. # Física atómica / química - núcleo atómico: Parte central del átomo que contiene partículas con masa llamadas nucleones (protones y neutrones). El resto del átomo está constituido por la corteza, donde se sitúan partículas de baja masa (2000 veces menor que el protón y el neutrón) y de carga eléctrica negativa llamadas electrones. # Computación - kernel # Geología - núcleo de la Tierra ko:핵

Energía cinética

La energía cinética es una forma de energía debida al movimiento de los cuerpos. Equivale al trabajo que es necesario realizar para que el cuerpo pase del estado de reposo ( v = 0 ) al estado de desplazamiento con una velocidad v. Esta definición de energía cinética puede considerarse una de las formas clásicas del teorema del trabajo. La energía cinética se representa normalmente mediante las letras K (que proviene del término inglés Kinetic), T o mediante la expresión Ec.

Mecánica clásica

Energía cinética de traslación.

En mecánica clásica un cuerpo de masa m desplazándose a una velocidad v posee una energía cinética: : K = \frac m \cdot v^2

Energía cinética de rotación.

Si un cuerpo está rotando su energía cinética de rotación o energía cinética angular se calcula como: : K_r = \begin \frac \end I \omega^2 , donde:
- Kr es la energía de rotación.
- I es el momento de inercia del cuerpo respecto al eje de rotación.
- ω representa la velocidad angular de rotación. En general la energía cinética total de un cuerpo extenso es la suma de sus energías cinéticas de traslación y rotación.

Relatividad especial

En el contexto de la relatividad especial de Albert Einstein el valor de la masa depende de la velocidad relativa del observador por lo que la exprexión resultante para la energía cinética es: : K=\frac \gamma m_0 v^2 , donde \gamma es el factor de Lorentz y m_0 es el valor de la masa en reposo del cuerpo. El factor de Lorentz puede escribirse como: :\gamma= \frac. Una expresión equivalente a la anterior pero más elegante se encuentra fácilmente utilizando el principio de equivalencia masa energía de la relatividad general. :K = m_0 c^2 (\gamma - 1) = \left( \frac - 1 \right) m_0 c^2 donde
- K es la energía cinética
- v es la velocidad del cuerpo
- m0 es la masa en reposo del cuerpo
- c es la velocidad de la luz.
- γmc² es la energía total del cuerpo
- mc² es la energía equivalente de la masa en reposo. Categoría:Cinemática Categoría:Energía Categoría:Relatividad ja:運動エネルギー ko:운동 에너지 ms:Tenaga kinetik simple:Kinetic energy

Energía de ionización

La energía de ionización o potencial es la energía necesaria para separar un electrón de un átomo. El primer potencial de ionización es el correspondiente al electrón más externo, que por estar más alejado del núcleo será el que sienta una atracción eléctrica menor. Extrayendo más electrones, se obtendrán sucesivamente los potenciales de ionización 2º, 3º, etc., por ejemplo, en el caso del aluminio: En la tabla periódica, el potencial de ionización aumenta de izquierda a derecha en los periodos, y disminuye de arriba a abajo en los grupos. Ionización, Energía de ko:이온화 에너지 th:พลังงานไอออไนเซชัน

Ionizar

La ionización es el proceso químico o físico mediante el cual se producen iones, átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al exceso o falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutra. Hay varias maneras por las que se pueden formar iones de átomos o moléculas.

Química

En ciertas reaciones químicas la ionización ocurre por transferencia de electrones; por ejemplo, el cloro reacciona con el sodio para formar cloruro de sodio, que consiste en iones de sodio (Na+) y iones de cloruro (Cl-). La condición para que se formen iones en reacciones químicas suele ser una fuerte diferencia de electronegatividad entre los elementos que reacionan o por efectos de mesomería que estabilizan la carga. Además la ionización es favorecida por medios polares que consiguen estabilizar los iones. Así el pentacloruro de fósforo (PCl5) tiene forma molecular no iónica en medios poco polares como el tolueno y disocia en iones en disolventes polares como el nitrobenceno (O2NC6H5). La presencia de ácidos de Lewis como el los haluros de aluminio o el trifluoruro de boro (BF3) también puede favorecer la ionización debido a la formación de complejos estables como el [AlCl4-]. Así la adición de tricloruro de aluminio a una disolución del cloruro de tritl (Cl-CPh3), un compuesto orgánico, resulta en la formación del tetracloroaluminato de tritilio ([AlCl4]-[CPh3]+, una sustancia iónica y la adición de cloruro de alumino a tetraclorociclopropeno (C3Cl4, un líquido orgánico volátil) proporciona el tetracloroaluminato de triclorociclopropenilio ([AlCl4]-[C3Cl3]+ como sólido incoloro. Anión, Catión, enlace iónico

Física

En los procesos físicos se suelen separar los electrones de una molécula neutra. Para lograrlo hay que aportar la energía necesaria. Esto es posible en forma de energía térmica (se suele formar un plasma), con irradiación ionizante (por ejemplo luz ultravioleta, rayos-X o irradiación radioactiva tipo alfa, beta o gama), aplicando campos eléctricos fuertes o bombardeando una muestra con partículas. Se genera de esta forma una partícula con carga positiva (catión) además del electrón liberado. Los procesos de ionización están implicados en la formación de rayos durante las tormentas, en la generación de luz en las pantallas de plasma, en los tubos fluorescentes y son base de la espectroscopía de masas. efecto fotoeléctrico Categoría:Física Categoría:Química

Molécula

Una molécula es una partícula formada por un conjunto de átomos ligados por enlaces covalentes, de forma que permanecen unidos el tiempo suficiente como para completar un número considerable de vibraciones moleculares. Las moléculas lábiles pueden perder su consistencia en tiempos relativamente cortos, pero si el tiempo de vida medio es del orden de unas pocas vibraciones, estamos ante un estado de transición que no se puede considerar molécula. Hay moléculas de un mismo elemento, como O2, O3, N2, P4..., pero la mayoría de ellas son uniones entre diferentes elementos. La química orgánica y gran parte de la química inorgánica se ocupan de la síntesis y reactividad de moléculas y compuestos moleculares. La química física y, especialmente, la química cuántica también estudian, cuantitativamente, en su caso, las propiedades y reactividad de las moléculas. La bioquímica se conoce también como biología molecular, ya que estudia a los seres vivos a nivel molecular.

Tipos de enlaces en las moléculas

En las moléculas, se puede imaginar que los pares electrónicos compartidos mantienen unidos a los átomos entre sí. A este enlace se le llama enlace covalente. Dependiendo de la diferencia de electronegatividad entre los átomos, el enlace será puramente covalente, o presentará cierta polaridad o contribución iónica.

Fuerzas intermoleculares

Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en gases enrarecidos. Así, pueden encontrarse en redes cristalinas, como el caso de las moléculas de H2O en el hielo o con interacciones intensas pero que cambian rápidamente de direccionalidad, como en el agua líquida. El estudio de las interacciones específicas entre moléculas, incluyendo el reconocimiento molecular es el campo de estudio de la química supramolecular. Estas fuerzas son fundamentales para propiedades como la solubilidad o el punto de ebullición. Algunas de ellas, en orden decreciente de intensidad, son:
- puente de hidrógeno
- interacción dipolo-dipolo
- fuerzas de Van der Waals

Descripción

La estructura molecular puede ser descrita de diferentes formas. La fórmula química es útil para moléculas sencillas, como H2O para el agua o NH3 para el amoníaco. Contiene los símbolos de cada elemento que contiene la molécula, así como su proporción por medio de los subíndices. Para moléculas más complejas, como las que se encuentran comúnmente en química orgánica, la fórmula química no es suficiente, y vale la pena usar una fórmula estructural, que indica gráficamente la disposición espacial de los distintos grupos funcionales. Cuando se quieren mostrar otras propiedades moleculares (como el potencial eléctrico en la superficie de la molécula), o se trata de sistemas muy complejos, como proteínas, ADN o polímeros, se utilizan representaciones especiales, como los modelos tridimensionales (físicos o representados por ordenador). En proteínas, por ejemplo, cabe distinguir entre estructura primaria (orden de los aminoácidos), secundaria (primer plegamiento en hélices, hojas, giros...), terciaria (plegamiento de las estructuras tipo hélice/hoja/giro para dar glóbulos) y cuaternaria (organización espacial entre los diferentes glóbulos).
polímero, 3D (centro izquierda) y 2D (derecha). En el modelo 3D de la izquierda, los átomos de carbón están representados por esferas grises; las blancas representan a los átomos de hidrógeno y los cilíndros representan los enlaces. El modelo es una representación de la superficies molecular, coloreada por áreas de carga eléctrica positiva (rojo) o negativa (azul). En el modelo 3D del centro, las esferas azul claro representan átomos de carbón, las blancas de hidrógeno y los cilindros entre los átomos son los enlaces simples]].

Véase también


- Estereoquímica
- Número de Avogadro
- Volumen molar categoría:Química als:Molekül ja:分子 ko:분자 simple:Molecule th:โมเลกุล

Energía potencial

La energía potencial puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es un campo escalar (es decir, una función de la posición) asociado a una fuerza, y tal que la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A. La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa, es decir que cumpla con alguna de las siguientes propiedades:
- el trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido.
- el trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo. Se puede demostrar que ambas propiedades son equivalentes (es decir que cualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energía potencial se define como U_B - U_A = -\int_A^B \mathbf \cdot d\mathbf . De la definición se sigue que si la energía potencial es conocida, se puede obtener la fuerza a partir del gradiente de U: \mathbf = - \nabla U . También puede recorrerse el camino inverso: suponer la existencia una función energía potencial y definir la fuerza correspondiente mediante la fórmula anterior. Se puede demostrar que toda fuerza así definida es conservativa. Evidentemente la forma funcional de la energía potencial depende de la fuerza de que se trate; así, para el campo gravitatorio (o eléctrico) el resultado del producto de las masas (o cargas) por una constante dividido por la distancia entre las masas (cargas), por lo que va disminuyendo a medida que se incrementa dicha distancia.
- Cálculo simplificado de la energía potencial gravitatoria. :Cuando la distancia a recorrer es pequeña, lo que sucede en la mayoría de las aplicaciones usuales (tiro parabólico, saltos de agua, etc.), la variación de la energía potencial gravitatoria al desplazarse un cuerpo de masa m desde una altura h1 hasta una altura h2 es: ::V = m g (h1 - h2) / siendo g la aceleración de la gravedad (que coincide con la intensidad gravitatoria. En la Tierra, g = 9,81 m/s². :Dado que la energía potencial se anula cuando la distancia es infinita, frecuentemente se asigna energía potencial cero a la altura correspondiente a la del suelo, ya que lo que es de interés no es el valor absoluto de V, sino su variación durante el movimiento. :Así, si la altura del suelo es h2 = 0, entonces la energía potencial a una altura h1 será simplemente V = m g h1
- Cálculo de la energía potencial electrostática. :La energía potencial electrostática que una partícula de carga q tiene por estar situada a una distancia d de otra partícula de carga Q es igual a: V = K Qq/d siendo K una constante universal o contante de Coulomb cuyo valor aproximado es 9
- 109.
- Potencial armónico. :Dado una partícula en un campo de fuerzas que responda a la ley de Hooke (F= -k|r|) siendo k la constante de dicho campo, su energía potencial será V = 1/2 K |r|². Potencial, Energía

Radiación electromagnética

La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes y perpendiculares entre sí que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable llamada Éter que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas.Maxwell desarrolló sus ecuaciones de las que se desprende que un campo eléctrico variante en el tiempo genera un campo magnético y viceversa, la variación temporal del campo magnético genera un campo eléctrico. Se puede visualizar la radiación electromagnética como dos campos que se generan mutuamente, por eso no necesitan ningún medio material para propagarse. Las ecuaciones de Maxwell también predicen la velocidad de propagación en el vacío (que se representa c y tiene un valor de 299,792 Km/s), y su dirección de propagación(perpendicular a las oscilaciones del campo eléctrico y magnético, que a su vez son perpendiculares entre sí). El estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo del electromagnetismo. Dependiendo del fenómeno estudiado, la radiación electromagnética se puede considerar en lugar de como una serie ondas, como un chorro de partículas, llamadas fotones. Esta dualidad onda-corpúsculo hace que cada fotón tenga una energía proporcional a la frecuencia de la onda asociada, dada por la relación de Planck: E=h\cdot\nu, donde E es la energía del fotón, h es la Constante de Planck y \nu es la frecuencia de la onda. Así mismo, considerando la radiación electromagnética como onda, la longitud de onda \lambda y la frecuencia de oscilación \nu están relacionadas por una constante, la velocidad de la luz en el medio (c en el vacío): c = \lambda \cdot \nu A mayor longitud de onda menor frecuencia (y menor energía según la relación de Plank).

Espectro electromagnético

Atendiendo a su longitud de onda, la radiación electromagnética recibe diferentes nombres. Desde los energéticos rayos gamma (con una longitud de onda del orden de picómetros) hasta las ondas de radio (longitudes de onda del orden de varios kilómetros) pasando por la luz visible cuya longitud de onda está en el rango de las décimas de micra. El rango completo de longitudes de onda forma el espectro electromagnético, del cual la luz visible no es mas que un minúsculo intervalo que va desde la longitud de onda correspondiente al violeta hasta la longitud de onda del rojo. Si hablamos de luz en sentido estricto nos referimos a radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda es capaz de captar el ojo humano , pero técnicamente , el ultravioleta, las ondas de radio o las microondas también son luz, pues la única diferencia con la luz visible es que su longitud de onda queda fuera del rango que podemos detectar con nuestros ojos; simplemente son "colores" que nos resultan invisibles, pero podemos detectarlos mediante instrumentos específicos.

Fenómenos asociados a radiación electromagnética

Cuando un alambre o cualquier objeto conductor, tal como una antena, conduce corriente alterna, la radiación electromagnética se propaga en la misma frecuencia que la corriente. De forma similar, cuando una radiación electromagnética incide en un conductor eléctrico, hace que los electrones de su superficie oscilen, generándose de esta forma una corriente alterna cuya frecuencia es la misma que la de la radiación incidente. Este efecto se usa en las antenas, que pueden actuar como emisores o receptores de radiación electromagnética. Se puede obtener mucha información acerca de las propiedades físicas de un objeto a través del estudio de su espectro electromagnético, ya sea por la luz emitida (radiación del cuerpo negro) o absorbida por él. Esto es la espectroscopia y se usa ampliamente en astrofísica. Por ejemplo, los átomos de hidrógeno tienen una frecuencia natural de oscilación, por lo que emiten ondas de radio, las cuales tiene una longitud de onda de 21,12cm. Cuando la frecuencia es inferior a la radiación ultravioleta, los fotones no tienen suficiente energía para romper enlaces atómico. Se dice entonces que la radiación es radiación no ionizante. A partir de los ultravioleta, vienen los Rayos X y los Rayos gamma muy energéticos y capaces de romper moléculas. Dicha radiación se denomina radiación ionizante. La radiación electromagnética reacciona de manera desigual en función de su frecuencia y del material con el que entra en contacto. El nivel de penetración de la radiación electromagnética es inversamente proporcional a su frecuencia. Cuando la radiación electromagnética es de baja frecuencia, atraviesa límpiamente las barreras a su paso. Cuando la radiación electromagnética es de alta frecuencia reacciona más con los materiales que tiene a su paso. Esta es la razón por la cual las transmisiones de radio normales no funcionan bajo el mar. El intercambio de energía entre la radiación electromagnética y la materia es siempre en forma de calor. Este efecto tiene aplicación en los hornos de microondas.

Refracción

La velocidad de propagación de la radiación electromagnética en el vacío es c. La teoría electromagnética nos dice que: c=\frac Siendo \epsilon_0 y \mu_0 las permitividad eléctrica y la permeablilidad magnética del vacío respectivamente. En un medio material, la permitividad eléctrica \epsilon tiene un valor diferente al del vacío, lo mismo que le ocurre a la permeabilidad magnética \nu y por tanto la velocidad de la luz en ese medio v será diferente a c: Cuando la luz cambia de medio experimenta una desviación que depende del ángulo con que incide en la superficie que separa ambos medios. Se habla, entonces, de ángulo incidente y ángulo de transmisión. Así mismo, la velocidad de propagación en medios diferentes al vacío es siempre ligeramente inferior a c. Este fenómeno, denominado refracción es claramente apreciable en la desviación de los haces de luz que inciden en el agua. La velocidad de la luz en un medio se puede calcular a partir de su permeabilidad magnética y de su permitividad de la siguiente manera: v=\frac

Dispersión

refracción Los índices de permitividad eléctrica y permeabilidad magnética de un medio diferente del vacío dependen además de la naturaleza el medio, de la longitud de onda de la radiación. De esto se desprende que la velocidad de propagación de la radiación electromagnética en un medio depende también de la longitud de onda de dicha radiación. Por tanto podemos afirmar que la desviación de un rayo de luz al cambiar de medio será diferente para cada color (para cada longitud de onda). El ejemplo más claro es el de un haz de luz blanca que al pasar por un prisma se "descompone" en colores. La luz blanca es realmente la suma de haces de luz de distintas longitudes de onda, que son desviadas de manera diferente. Este fenómeno se llama dispersión. Es el causante de la aberración cromática, el halo de colores que se puede apreciar alrededor de los objetos al observarlos con instrumentos que utilizan lentes como prismáticos o telescopios.

Enlaces de Interés


- Espectro electromagnético
- Luz
- Radio Categoría:Mecánica ondulatoria Categoría:Electromagnetismo ja:電磁波 ko:전자기파

Energía renovable

Se denomina energía renovable a la obtenida de fuentes naturales capaces de regenerarse y, por tanto, virtualmente inagotables. Las energías renovables pueden, a su vez, dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:
- El Sol: energía solar
- El viento: energía eólica
- Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica
- Los mares y océanos: energía mareomotriz.
- El calor de la Tierra: energía geotérmica Las contaminantes se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida) o bien convertida en biodiésel o biogás mediante procesos de fermentación orgánica. Las energías renovables contaminantes tienen el mismo problema que la energía producida por combustibles fósiles: en la combustión emiten dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, y a menudo son aun más contaminantes puesto que la combustión no es tan limpia, emitiendo hollines y otras partículas sólidas.

Evolución histórica

Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempor remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello. Con el invento de la máquina de vapor por Watt, se van abandonando estas formas de aprovechamiento, por considerarse inestables en el tiempo y caprichosas y se utilizan cada vez más los motores térmicos y eléctricos, en una época en que el todavía relativamente escaso consumo, no hacía prever un agotamiento de las fuentes, ni otros porblemas ambientales que más tarde se presentaron. Hacia la década de 1970 las energías renovables eran llamadas energías alternativas, porque se consideraban como una alternativa a las energías tradicionales, tanto por su disponibilidad presente y futura garantizada (a diferencia de los combustibles fósiles que precisan miles de años para su formación), como por su menor impacto ambiental en el caso de las energías limpias, aunque en algunos casos éste puede ser grande, como el causado por la Presa de las Tres Gargantas, recientemente finalizada en China y que propició el desplazamiento de millones de personas y la inundación de muchos km² de tierras. Actualmente muchas de estas energías son una realidad, no una alternativa, por lo que el nombre de alternativas ya no debería emplearse. Según la Comisión Nacional de Energía española, la venta anual de energía del Régimen Especial se ha multiplicado por más de 10 en España, a la vez que sus precios se han rebajado un 11 %.

Ventajas e inconvenientes de la energía renovable

Energías ecológicas

Régimen Especial] Las fuentes de energía renovables son distintas a las de combustibles fósiles o centrales nucleares debido a su diversidad y abundancia. Se considera que el Sol abastecerá estas fuentes de energía (radiación solar, viento, lluvia, etc.) durante los próximos cuatro mil millones de años. La primera ventaja de la mayor cantidad de fuentes de energía renovables es que no producen gases de efecto invernadero ni otras emisiones, contrariamente a lo que ocurre con los combustibles, sean fósiles o renovables. Algunas fuentes renovables no emiten dióxido de carbono adicional y no presentan ningún riesgo suplementario, tales como el riesgo nuclear. En realidad, la biomasa almacena activamente el gas carbónico creciendo al mismo tiempo. No obtante, algunos sistemas de energía renovable generan problemas ecológicos particulares. Así pues, los primeros aerogeneradores eran peligrosos para los pájaros, pues sus aspas giraban muy deprisa, mientras que las centrales hidroeléctricas pueden crear obstáculos a la emigración de ciertos peces, un problema serio en los ríos del noroeste de Norteamérica que desembocan en el Océano Pacífico, donde se redujo la población de salmones drásticamente.

La integración en el paisaje

centrales hidroeléctricas Un inconveniente evidente de las energías renovables es su impacto visual en el ambiente local. Algunas personas odian la estética de los generadores eólicos y mencionan la conservación de la naturaleza cuando hablan de las grandes instalaciones solares eléctricas fuera de las ciudades. Sin embargo, todo el mundo encuentra encanto en la vista de los "viejos molinos a viento" que, en su tiempo, eran una muestra bien visible de la técnica disponible. Otros intentan utilizar estas tecnologías de una manera eficaz y satisfactoria estéticamente: los captadores solares fijos pueden duplicar las barreras antirruido a lo largo de las autopistas, hay techos disponibles y podrían incluso ser sustituidos completamente por captadores solares, células fotovoltaicas amorfas que pueden emplearse para teñir las ventanas y producir energía, etc.

Naturaleza difusa

molinos a viento Un problema inherente a las energías renovables es su naturaleza difusa, con la excepción de la energía geotérmica la cual, sin embargo, sólo es accesible donde la corteza terrestre es fina, como las fuentes calientes y los géiseres. Puesto que las fuentes de energía renovable proporcionan una energía de una intensidad relativamente baja, distribuida sobre grandes superficies, son necesarias nuevos tipos de "centrales" para convertirlas en fuentes utilizables. Para 1.000 kWh de electricidad, consumo anual per cápita en los países occidentales, al propietario de una vivienda ubicada en una zona nublada de Europa debe instalar ocho metros cuadrados de paneles fotovoltaicos (suponiendo un rendimiento energético medio del 12,5%).

Irregularidad

La producción de electricidad permanente exige fuentes de alimentación fiables o medios de almacenamiento (sistemas hidráulicos de almacenamiento por bomba, baterías, futuras pilas de combustible de hidrógeno, etc). Así pues, debido al elevado coste del almacenamiento de la energía, un pequeño sistema autónomo resulta raramente económico, excepto en situaciones aisladas, cuando la conexión a la red de energía implicaría costes más elevados.

Diversidad geográfica

La diversidad geográfica de los recursos es también significativa. Algunos países y regiones disponen de recursos sensiblemente mejores que otros, en particular en el sector de la energía renovable. Algunos países disponen de recursos importantes cerca de los centros principales de viviendas donde la demanda de electricidad es importante. La utilización de tales recursos a gran escala necesita, sin embargo, inversiones considerables en las redes de transformación y distribución, así como en la propia producción.

Administración de las redes

Si la producción y la distribución de energía renovable debieran generalizarse, los sistemas de distribución y transformación de energía eléctrica no serían ya los grandes distribuidores de energía eléctrica, pero funcionarían para equilibrar localmente las necesidades de electricidad de las pequeñas comunidades. Los que tienen energía en excedente venderían a los sectores deficitarios, es decir, la explotación de la red debería pasar de una "gestión pasiva" donde se conectan algunos generadores y el sistema es impulsado para obtener la electricidad "descendiente" hacia el consumidor, a una gestión "activa", donde se distribuyen algunos generadores en la red, debiendo supervisar constantemente las entradas y salidas para garantizar el equilibrio local del sistema. Eso exigiría cambios importantes en la forma de administrar las redes. Sin embargo, el uso a pequeña escala de energías renovables, que a menudo puede producirse "in situ", disminuye la necesidad de disponer de sistemas de distribución de electricidad. Los sistemas corrientes, raramente rentables económicamente, revelaron que un hogar medio que disponga de un sistema solar con almacenamiento de energía, y paneles de un tamaño suficiente, sólo tiene que recurrir a fuentes de electricidad exteriores algunas horas por semana. Por lo tanto, los que abogan por la energía renovable piensan que los sistemas de distribución de electricidad deberían ser menos importantes y más fáciles de controlar.

Las energías renovables en la actualidad

pilas de combustible Representan un 20% del consumo mundial de electricidad, siendo el 90% de origen hidráulico. El resto es muy marginal: biomasa 5,5%, geotermia 1,5%, eólica 0,5% y solar 0,05%. Alrededor de un 80% de las necesidades de energía en las sociedades industriales occidentales se centran en torno a la calefacción, la climatización de los edificios y el transporte (coches, trenes, aviones). Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones potenciales de la energía renovable se concentra en la producción de electricidad. Las bombas de calor geotérmicas, también llamadas bombas de calor geotérmicas de superficie, representan métodos de extracción de calor en invierno o el frío en verano, a partir de la tierra para calentar o enfriar los edificios.

Véase también


- Energías renovables en Alemania
- Energías renovables en la Unión Europea
- GENERA
- Abandono de la energía nuclear
- Generación de electricidad Categoría:Energías renovables Categoría:Ecología ja:再生可能エネルギー

Energía eólica

La energía eólica es la energía que tiene el viento. El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde. energía verde En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores, que son molinos que a través de un generador producen energía eléctrica. Suelen agruparse en parques eólicos, concentraciones de aerogeneradores necesarias para que la producción de energía resulte rentable. Este tipo de generadores se ha popularizado rápidamente debido a que la energía eólica:
- Es un tipo de energía renovable, a diferencia de la quema de combustible fósil.
- Se considera una "energía limpia" ya que no requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), y no produce apenas residuos contaminantes. Sin embargo, la cantidad de energía producida por este medio es aún una mínima parte de la que se consume por los países desarrollados. El uso de aerogeneradores plantea algunos problemas:
- Destrucción del paisaje: Los aerogeneradores alcanzan alturas de unos cien metros y artificializan el paisaje. Son muy visibles a gran distancia. Se instalan en zonas elevadas, montañosas, para lo que es necersario construir pistas y realizar desmontes, destruyendo la vegetación nnatural y originando problemas erosivos. Además, la evacuación de la energía necesita de tendidos eléctricos, por lo que es necesario construir líneas de alta tensión, también muy agresivas con el paisaje pues necesitan de la construcción de pistas en lugares remotos y de fuerte pendiente.
- En las proximidades de los parques eólicos se produce contaminación acústica, debido al ruido que producen. Recientemente se está experimentado la viabilidad de construir parques eólicos en el mar, no lejos de la costa, pero situadas de tal forma que no incidan de forma excesiva sobre el paisaje.
- Los lugares más apropiados para su instalación suelen coincidir con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. La mortalidad de aves y murciélagos es considerable(1). Igualmente existe mortalidad de aves al colisionar o electrocutarse en los tendidos eléctricos.
- Los aerogeneradores no pueden instalarse de forma rentable en cualquier zona ya que requieren un tipo de viento constante pero no excesivamente fuerte. Se instalan en zonas elevadas de mediano o gran valor ecológico ya que se trata de zonas inaccesibles y que por ello mantienen valores naturales.
- La apertura de pistas y le presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares has entoces poco transitados. Ello afecta también a la fauna. (1)En Aragón (España)se produce una alta mortalidad de aves y murciélagos en los parques eólicos. Un parque eólico de unos treinta o cuarenta aparatos suele abatir entre cien y doscientas aves al año. Desde buitres y águilas hasta perdices, vencejos y jilgueros. Las ratios oscilan entre tres o cuatro aves muertas por aparato al año. Pero hay casos con ratios de nueve y once aves muertas por molino al año. Esto, con los datos que los propios promotores envían al Gobierno de Aragón, por lo que las cifras reales pueden ser muy superiores. Las aves son alcanzadas por las palas y seccionadas o reventadas literalmente. Hay que considerar que el extremo de una pala gira a unos 250 kilómetros por hora. En otras comunidades autónomas de España también se dan datos semejantes. Fotos de aves muertas en aerogeneradores en Aragón se pueden ver en [http://www.sekano.net]

Controversia con la energía eólica

La energía eólica está entrando en un fase de fuerte cuestionamiento por diferentes razones:
- No viene a sustituir a fuentes de energía no renovables. Es más, necesita del apoyo de centrales térmicas.
- Los estudios de impacto ambiental previos a la instalación de los parque eólicos son bastante deficientes y parciales. Existen parques eólicos en España en espacios protegidos como ZEPA (Zona de Especial Protección de Aves) y LIC (Lugar de Importancia Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradiccioón.
- La mortandad de aves y murciélagos es elevada.
- El impacto paisajístico es notable e impide el desarrollo de alternativas rurales de turismo sostenible (senderismo, turismo rural, etc)
- Los promotores eólicos sólo buscan rentabilidad en sus inversiones y muchos de ellos mantienen actividades paralelas poco respetuosas con el medio ambiente como centrales nucleares y minería a cielo abierto.

Véase también


- Energía
- Energías renovables
- Aerogenerador
- Energías renovables en la Unión Europea
- Energías renovables en Alemania

Links externos


- [http://www.windpower.org/es/tour/wres/index.htm Sobre el origen del viento y su utilización] Categoría:Generación de electricidad Category:Energías renovables ja:風力原動機

Energía hidráulica

Se denomina energía hidráulica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde. Se puede transformar a muy diferentes escalas, existiendo desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas.

Origen

El origen de la energía hidráulica está en el ciclo hidrológico de las lluvias y, por tanto, en la evaporación solar y la climatología, que remontan grandes cantidades de agua a zonas elevadas de los continentes alimentando los ríos. Este proceso está originado, de manera primaria, por la radiación solar que recibe la Tierra. Estas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de represas.

Características

La energía hidráulica tiene la cualidad de renovable, pues no agota la fuente primaria al explotarla, y es limpia, ya que no produce en su explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. Sin embargo, el impacto medioambiental de las grandes presas, por la severa alteración del paisaje e, incluso, la inducción de un microclima diferenciado en su emplazamiento, ha desmerecido la bondad ecológica de este concepto en los últimos años. Al mismo tiempo, la madurez de la explotación hace que en los países desarrollados no queden apenas ubicaciones atractivas por desarrollar nuevas centrales hidroeléctricas, por lo que esta fuente de energía, que aporta una cantidad significativa de la energía eléctrica en muchos países (en España, según los años, puede alcanzar el 30%) no permite un desarrollo adicional excesivo. Recientemente se están realizando centrales mini-hidráulicas, mucho más respetuosas con el ambiente y que se benefician de los progresos tecnológicos, logrando un rendimiento y una viabilidad económica razonables.

Véase también


- Central hidroeléctrica Categoría: Energía ja:水力発電

Energía mareomotriz

La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de La Tierra y La Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia. La energía mareomotriz tiene la cualidad de renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han evitado una proliferación notable de este tipo de energía.

Véase también


- Energía eólica
- Energía solar
- Combustible fósil
- Energía nuclear Categoría:Generación de electricidad Category:Energías renovables

Energía solar

La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol. La radiación solar incidente en la tierra puede aprovecharse por su capacidad para calentar o directamente a través del aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía verde. La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es superior a los 1000 W/m² a nivel de la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia. La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es aquella que está presente en la atmósfera gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar de las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones. La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares), fuera de la atmósfera recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m².)
- Energía solar térmica: Para producir agua caliente de baja temperatura para uso doméstico sanitario y calefacción.

- Energía solar fotovoltaica: Para producir electricidad, en placas de semiconductores que se excitan con la radiación solar.
- Energía solar termoeléctrica: Para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional, a partir de un fluido calentado por el sol.

Rendimiento

El rendimiento depende del tipo de panel. Por ejemplo, los paneles STM 200 F y STM 210 F de Sunpower, rinden una potencia de 200 y 210 Watios.

Usos de la energía solar

En una lista de posibles usos de la energía solar, figuran:
- Acondicionamiento de aire
- Calefacción domestica
- Calentamiento de agua
- Cocinas
- Control de heladas
- Destilación
- Evaporación
- Fotosíntesis
- Generación de energía
- Hornos solares
- Refrigeración
- Secado

Véase también


- Cocina solar
- Energía alternativa
- Energías renovables en Alemania
- Protocolo de Kioto
- Refrigeración por absorción Categoría:Energías renovables ja:太陽光発電

Fuentes de energía no renovable

Es la energía proveniente de combustibles fósiles y nucleares.
- Aportan el mayor porcentaje para la producción de energía eléctrica mundial, aceleran el efecto invernadero y el cambio climático global. Categoría:Ecología

Fósil

Los fósiles son vestigios en sustrato pétreo de antiguas criaturas vivientes de diferentes tipos (tanto vegetales como animales), y que pueden encontrarse en los estratos geológicos de la superfice terrestre.Deben ser superiores a 10000 años, esto es debido a que no se puede medir con exactitud si tiene carbono 14, el C14 necesita tener 10000 años o más para ser detectable. Los fósiles más reconocibles por el público son los restos petrificados de esqueletos o caparazones de criaturas, sin embargo los restos fósiles no se limitan a las partes duras petrificadas de dichas criaturas; se consideran también como fósiles las impresiones, vestigios o moldes que dejan en diferentes sustratos geológicos, las diferentes partes anatómicas de organismos que no son de la época geológica actual. Existen regiones de la Tierra que son conocidas por su particular riqueza en fósiles, por ejemplo, el Burgess Shale en la Columbia Británica de Canadá. Categoría:Paleontología ja:化石 ko:화석 simple:Fossil th:ซากดึกดำบรรพ์

Central nuclear

.]] Una central nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear, que se caracteriza por el empleo de materiales fisionables que mediante reacciones nucleares proporcionan calor. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. Las centrales nucleares constan de uno o varios reactores, que son vasijas impermeables a la radiación en cuyo interior se albergan varillas u otras configuraciones geométricas de minerales con algún elemento fisil o fertil (que puede convertirse en fisil por reacciones nucleares), usualmente uranio. En el proceso de fisión radiactiva, se establece una reacción que es sostenida y moderada mediante el empleo de elementos auxiliares dependientes del tipo de tecnología empleada. Las instalaciones nucleares son construcciones muy complejas por la variedad de tecnologías industriales empleadas y por la elevada seguridad con la que se les dota. Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar peligrosa si se pierde su control y prolifera por encima de una determinada temperatura a la que funden los materiales empleados en el reactor, así como si se producen escapes de radiación nociva por esa u otra causa. La energía nuclear se caracteriza por producir, además de una gran cantidad de energía eléctrica, residuos nucleares que hay que albergar en depósitos aislados y controlados durante largo tiempo. A cambio, no produce contaminación atmosférica de gases derivados de la combustión que producen el efecto invernadero, ni precisan el empleo de combustibles fósiles convencionales. Sin embargo, las emisiones contaminantes indirectas derivadas de su propia construcción, de la fabricación del combustible y de la gestión posterior de los residuos radiactivos (se denomina gestión a todos los procesos de tratamiento de los residuos, incluido su almacenamiento) no son despreciables.

Centrales nucleares en España


- Almaraz I. Situada en Almaraz (Cáceres). Inaugurada en 1980. Tipo PWR. Potencia 2.696 MWt
- Almaraz II. Situada en Almaraz (Cáceres). Inaugurada en 1983. Tipo PWR. Potencia 2.696 MWt
- Ascó I. Situada en Ascó (Tarragona). Ina