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¿Qué es la energía térmica?
La cantidad de energía térmica en un sistema tiene que ver directamente con la temperatura exhibida por éste.
Son muchas las aplicaciones que hay de este tipo de energía, que se dividen habitualmente en doméstica e industrial.
La de uso doméstica se limita fundamentalmente al calentamiento del agua en una cocina o el encendido de una calefacción en casa que posea un suelo radiante.
Para el caso de los usos de tipo industrial se incluyen, por ejemplo, los procesos de lavado y secado de ropas en lavanderías, de autos o coches y otros productos de corte industrial.
Cuando utilizamos energía fotovoltaica para generar electricidad estamos hablando de la energía solar térmica, que emplea la mejor fuente de energía renovable: el Sol. Pero si empleamos como fuente o materia prima combustibles fósiles para obtenerla, debemos hablar de la energía térmica convencional, no tan buena como la solar térmica porque contamina mucho el medioambiente. Se puede transmitir de un cuerpo a otro, o de un medio a otro, gracias a tres formas que explicamos a continuación: En nuestro cuerpo también ocurren distintas reacciones químicas que generan una gran cantidad de energía térmica que mantiene la llamada temperatura corporal en unos 37 grados centígrados, en condiciones normales. Tal energía es transmisible y percibible fácilmente cuando nos pegamos al cuerpo de otra persona o nos abrigamos, a fin de evitar la fuga de esa energía vital.
Ventajas y desventajas de la energía térmica
¿Qué ventajas tiene?
Las instalaciones derivadas de esta energía, son las más económicas de construir, cuando se trata del tipo de energía solar térmica.¿Qué desventajas tiene?
Son altamente contaminantes, ya que emiten gases de efecto invernadero derivados del uso de combustibles fósiles como fuente de energía (carbón y petróleo) que desprenden muchos tóxicos como el dióxido de carbono. Esto cuando se trata de centrales térmicas convencionales.¿Cómo se produce la energía térmica?
¿En qué unidades se mide?
¿Cómo se transforma?
Como bien sabemos, la energía se encuentra en permanente transformación, siempre está pasando de una forma a otra y lo hace desde su forma más útil hasta la menos necesaria.
Un ejemplo claro es lo que ocurre en el interior de un volcán en erupción:
- La energía interna de las rocas fundidas puede transformarse en energía térmica, con grandes cantidades de calor hasta alcanzar temperaturas insoportables que expelen piedras y lava al exterior, gracias a la energía mecánica manifiesta, pero también se libera energía química, cumpliéndose este ciclo de transformación una y otra vez.
- Otro ejemplo típico ocurre cuando un recipiente con agua lo calentamos a altas temperaturas, hasta alcanzar un cambio de fase, notaremos que el agua se evapora y pasa de estado líquido a gaseoso.
- Calentar agua en una tetera para hacer infusiones, es otro claro ejemplo de cómo pasa del estado líquido a gaseoso, manifestado cuando sale vapor de este recipiente sometido a altas temperaturas cuando se calienta el agua en unja hornilla.
- Igual pasa con el hielo. Al sacarlo del refrigerador, entra en contacto con el calor del ambiente y comienza a derretirse, hasta pasar de nuevo al estado líquido inicial.
Estas son transformaciones clásicas de esta energía indispensable para la vida.
¿Cómo se almacena la energía térmica?
Se conocen dos mecanismos térmicos de acumulación de energía: calor latente, que representa la energía que necesitamos para producir el cambio de estado de una sustancia.
La otra forma es está pasando de una forma a otra y lo hace desde su forma más útil hasta la menos necesaria. que representa la energía que se necesita para cambiarla de temperatura.
El calor latente acumula más energía que el calor sensible. En menor tiempo se almacena más energía. El cambio de líquido-gaseoso es de mayor densidad térmica y cambio volumétrico.
Por eso conviene más el cambio de fase sólido-líquido.
¿Qué necesitamos para producir energía térmica?
- La energía térmica representa la energía interna total de un objeto, que no es más que la suma de sus energías moleculares en forma de energía potencial y cinética.
- Cuando dos objetos entran en contacto y poseen diferente temperatura, se produce transferencia de esta de un material hacia el otro, para que ocurra el equilibrio térmico.
- Eso quiere decir que esta energía solamente es posible extraerla cuando exista una diferencia de temperatura, pero si existe lo que se conoce como un bajo nivel, entonces la temperatura asociada con la energía térmica es similar a la del entorno y no es posible ejecutar ningún trabajo, no hay transferencia de energía.
Esa es la condición principal para producir energía térmica.
En el caso de plantas térmicas convencionales, la generación de vapor es también indispensable para producir finalmente electricidad. El vapor se produce con la ayuda de gigantescas calderas
¿Es un tipo de energía eficiente?
Estas plantas térmicas suelen tener una vida útil corta.
No ocurre igual con plantas térmicas solares, porque los dispositivos suelen tener una larga vida útil y el desempeño y la eficiencia de estas mejor cada vez más gracias a los constantes avances y mejoras en las tecnologías aplicadas para hacerlas funcionar.
¿Es una energía renovable o no renovable?
¿Quién y cuándo se descubrió la energía térmica?
El famoso físico inglés Jame Prescott Joule, fue quien descubrió después de variados experimentos, que el calor es una forma de energía muy importante, porque tiene muchas aplicaciones en la vida.
Prescott Joule estudiaba las relaciones entre temperatura, calor y trabajo. En sus observaciones científicas se dio cuenta de que el calor no solamente era capaz de modificar el estado de los cuerpos, sino también de moverlos para ejecutar un trabajo.
Por lo tanto, este descubrimiento estableció que la energía térmica es la que hace que los átomos se muevan dentro de un cuerpo.
Sin calor, sencillamente no habría vida ni las máquinas podrían moverse.
Identificó en sus experimentos las distintas formas de energía, verificando que cuando fluye una corriente eléctrica a través de un conductor se produce un incremento en la temperatura y a partir de allí logró establecer que si la fuente de energía eléctrica es una pila electroquímica, la transformación ocasionada por las reacciones químicas se convierte en electricidad y después en calor.
Determinó igualmente, que agregando al sistema un motor eléctrico, se produce entonces energía mecánica.
Esto llevó a Joule a conceptualizar el principio de conservación de la energía, ya analizado por otros científicos como William Thomson y Hermann von Helmholtz, quienes no lo sistematizaron tan bien como este físico de origen inglés.