ENERGÍA TÉRMICA | Concepto, detalles técnicos y funcionamiento

La energía térmica se conoce también como energía calórica o calorífica y se manifiesta a través del calor. Puede medirse en Julios, como suele hacerse con otras clases de energía, o expresarse en calorías.

Una caloría equivale a 4,18 Julios y es la cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado (+1 ºC) la temperatura de un gramo de agua.

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La energía calorífica tiene relación estrecha con la temperatura de un cuerpo o un sistema y con la energía cinética que acumulan las partículas involucradas.

Qué es la energía térmica?

Puede definirse la energía térmica como aquella que libera un sistema en forma de calor. Esta pasa desde un cuerpo más caliente a otro que posea menos calor. Es la manifestación de la energía que posee un sistema internamente, la cual es una forma de energía cinética acumulada.

Tiene relación directa con la temperatura que exhibe el sistema. De manera que, mientras más calor se introduzca, mayor es la temperatura hasta que se alcance una modificación de fase. En el caso del agua en estado líquido, hasta que pase a estado gaseoso en forma de vapor. La energía calórica se puede transformar en energía mecánica o energía eléctrica.

Como funciona la energía térmica?

La energía calorífica es la expresión de la energía interna de un cuerpo y afecta el movimiento de las partículas que lo conforman. A medida que un cuerpo gana calor, el movimiento interno de las partículas aumenta y se hacen más inestables. Lo contrario también ocurre: Cuando el cuerpo pierde calor, las partículas se irán deteniendo de forma progresiva hasta estabilizarse.
Esta clase de energía se transmite de un cuerpo a otro o un sistema a otro de tres formas:

  • Radiación: En este caso el calor es desplazado en forma de ondas electromagnéticas. Ejemplo de esto es la energía solar. También ocurre cuando se enciende la calefacción: El aire es irradiado con calor y sube la temperatura.
  • Conducción: Esto es cuando un cuerpo más caliente se pone en contacto con uno frío o con menos calor. De esta forma el calor se transmite y las temperaturas se equiparan. Esto no puede ocurrir cuando la temperatura inicial es la misma.
  • Convección: Es el desplazamiento de partículas que están calientes en un medio que se encuentra más frío. Esto sucede con el viento: El aire que se mueve conteniendo partículas calientes hacen que se perciba como aire caliente.

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Cómo se obtiene la energía térmica?

Se puede obtener de la naturaleza, del Sol, por reacción exotérmica como la combustión, etc. Las reacciones nucleares también emiten calor, puede ser por fisión (división nuclear) o fusión (unión de núcleos). Otra forma de obtener calor es a través del efecto Joule, el cual es un fenómeno que ocurre cuando circula corriente eléctrica en un conductor. Parte de la energía de movimiento de los electrones se transforma en calor por el choque que tiene con los átomos del material conductor.

Por otra parte, también se puede aprovechar la energía calórica directamente de la naturaleza, como ocurre con la energía geotérmica, que implica aprovechar el calor que está dentro de la tierra. La energía fotovoltaica es otra energía térmica aprovechable directamente de los rayos del sol.

Características de la energía térmica

  • Es una manifestación de la energía interna de los cuerpos o sistemas.
  • Se puede transmitir de un cuerpo a otro o un sistema a otro.
  • A medida que el calor se incrementa, la temperatura del cuerpo se eleva.
  • Puede obtenerse de diversas fuentes.
  • Tiene la capacidad de convertirse en otras clases de energía.

Ejemplos de energía térmica

  • Hervir el agua: Cuando se introduce calor proveniente de una llama hacia un recipiente con agua, se eleva la temperatura al aumentar la energía interna del sistema. Esto hace que el agua cambie de fase (se evapore). Lo mismo sucede si está en estado sólido (hielo), pues al extraerlo del congelador, el calor que hay en el ambiente irradia el hielo hasta que se convierte nuevamente en líquido.
  • Chimeneas: En una chimenea ocurre constantemente una reacción de combustión de una materia orgánica: la leña. De esta forma la energía calorífica del fuego irradia la habitación manteniendo la casa caliente.
  • Calentadores: Mantienen el agua a una temperatura agradable. Los eléctricos trabajan con un grupo de resistencia de metal que hace una trasformación de energía eléctrica en térmica, aumentando la temperatura del agua hasta el nivel deseado.
  • El Sol: La fuente más grande de energía térmica es el Sol, el cual está en constante combustión, irradiando cantidades enormes de calor luz. Los seres vivos aprovechan de esta fuente de energía, por ejemplo, al exponerse a la luz del Sol para calentarse.
  • Reacciones atómicas: Las bombas atómicas y las reacciones nucleares en general desencadenan una serie de reacciones atómicas en cadena que generan cantidades grandes de calor.
  • Termos caseros: Un termo casero lleno de té caliente nos permite ver la energía térmica que irradia (al tocarlo con la mano) o la que conserva (cuando se toma una taza de té). El termo reduce la radiación calórica y conserva la temperatura del fluido.
  • Hornos de cocción: Los hornos de cocción actúan concentrando la energía térmica e incrementando la temperatura consecuentemente. La energía proviene de combustión de gas natural o por resistencia, en el caso de los hornos eléctricos. El resultado: Los alimentos cambian (se cocinan) por efecto del calor.