La energía térmica proviene del sol, por lo que la temperatura se transmite en un determinado cuerpo, este a su vez genera calor.
La energía térmica está compuesta por una cantidad de calor que se reparte entre sistemas de diferentes temperaturas.
Esto quiere decir que esta reacción se forma por el movimiento de partículas de un determinado cuerpo, lo que genera calor. A partir de esto, la potencia del movimiento continuo es lo que determina el nivel de temperatura liberado.
Así, el sistema termodinámico está definido por la energía interna, más conocida como energía térmica, ya que está constituida por la suma de las energías cinética y potencial de los átomos y moléculas. Mientras, estos son los que forman los cuerpos que se mueven, lo que llamamos agitación térmica.
Por tanto, conozcamos un poco más sobre la energía térmica, su definición, fórmula y principales aplicaciones. Además, el cambio de energía de un sistema se produce a través del trabajo o el calor.
¿Qué es la energía térmica?
Como se dijo anteriormente, la energía térmica depende de la temperatura de un cuerpo, así como de la combinación de las energías cinética y potencial. Además, las moléculas se mueven, oscilan o vibran, esto también interfiere en el sistema.
Aún así, todo depende del grado de libertad, medido en kelvin (K), que se puede calcular mediante el Teorema de Equipartición.
Es decir, el múltiplo entero de la expresión ½ kBT, que significa constante de Boltzmann (Kb) y temperatura (T). Por lo tanto, la fórmula para calcular la energía térmica de un gas monoatómico se vería así: E = 3/2 KbT .
KB – Constante de Boltzmann (KB = 1.38.10-23 m².kg/s².K)
De esta forma, la energía cinética promedio del sistema está representada por la energía térmica de los gases ideales, quedando así: 3/2 KbT = 1/2 mv²
Por lo tanto, la velocidad de traslación promedio de los átomos en el gas atmosférico se mide mediante la fórmula presentada anteriormente.
Esto se debe a que, si usamos una temperatura de 25 °C, agregando átomos de oxígeno (M=16 g/mol), tenemos una velocidad promedio de 680 m/s o 1525 km/h. Esta última es la velocidad de las partículas de gas atmosférico.
Principales aplicaciones de la energía térmica
Si analizamos por la primera ley de la termodinámica, el calor y el trabajo pueden ser formas de energías convertidas de un sistema de energía térmica.
En este sentido, el calor refleja la diferencia de temperatura durante la transferencia de energía y el trabajo se refiere a la aplicación de fuerza al sistema.
Es decir, hay que decir que un cuerpo tiene energía interna o térmica, ya que no tiene sentido decir que el cuerpo tiene calor. En consecuencia, la transferencia de energía en forma de calor se realiza por la diferencia de temperatura entre dos cuerpos.
Esta propagación del calor ocurre en tres fases: conducción, convección y radiación . En el primero, la agitación molecular imparte energía térmica.
En el segundo, el fluido calentado se mueve para propagar la energía, variando entre densidad y temperatura. En el tercero, las ondas electromagnéticas transmiten calor.
Ventajas y desventajas
Por lo general utilizamos varias fuentes de energía térmica todos los días, esto con el objetivo de producir energía. Esto se debe a que el cuerpo humano consume nutrientes para mantener las fuerzas vitales que dependen de la energía térmica.
En definitiva, toda la energía eléctrica del mundo requiere de la transformación de la energía térmica en electricidad .
En definitiva, el ser humano ha utilizado la energía del sol desde sus inicios, principalmente en la producción de electricidad y el transporte.
Actualmente, esta transformación de energía térmica en energía eléctrica para toda una sociedad se realiza a través de centrales termoeléctricas y termonucleares.
Ventajas y desventajas de aplicar energía térmica:
planta termonuclear
La central termonuclear tiene baja emisión de gases contaminantes y alto rendimiento. Sin embargo, la desventaja es la producción de desechos radiactivos y la exposición a la radiación;
termoeléctrica a carbón
La termoeléctrica a carbón tiene bajo costo y alta producción de energía. Aun así, carece de la emisión de gases contaminantes y del efecto invernadero ;
termoeléctrica a gas
Las plantas termoeléctricas a gas producen menos contaminación que la quema de carbón. Sobre todo, está la emisión de gases contaminantes y el efecto invernadero;
planta geotérmica
La planta geotérmica no contamina. Sin embargo, el costo de instalación y mantenimiento es alto; Por lo tanto, tiene un número reducido.
Termoeléctrica alimentada con biomasa
La termoeléctrica alimentada con biomasa tiene bajos costos de instalación y bajas emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, hay deforestación y plantaciones de monocultivos.
Como resultado, la energía térmica tiene tanto un lado negativo como un lado positivo, y puede obtenerse del sol sin causar daño al medio ambiente.
Además, la quema de leña es una materia prima barata, pero puede causar deforestación. Considerando que, el gas natural es menos contaminante que el petróleo y el carbón.
Sin embargo, entre el lado negativo está la quema de combustibles fósiles , siendo uno de los principales motivos de la contaminación del aire. Otro inconveniente es el exceso de dióxido de carbono (CO2) y el aumento del efecto invernadero.
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