La energía térmica es la energía liberada en forma de calor. Este tipo de energía también recibe el nombre de energía calorífica.
La energía térmica se define como la parte de la energía interna de un sistema termodinámico en equilibrio. La energía interna es proporcional a su temperatura absoluta y se incrementa o disminuye por transferencia de energía.
Se la puede considerar una propiedad termodinámica.
Al aumentar la energía térmica de un cuerpo también aumenta el movimiento de las partículas que lo componen.
Origen de la energía térmica
La energía calorífica se puede obtener de varias formas:
- Naturaleza. Por ejemplo, la energía geotérmica o la energía solar térmica.
- Energía química, mediante una reacción química.
- Reacción exotérmica, como la combustión de algún combustible fósil.
- Energía nuclear de fisión o de energía nuclear de fusión. Al partir el núcleo de un átomo se obtiene una gran cantidad de calor.
- Energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico.
- Por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos.
- Energía solar.
Ejemplos de usos y aplicaciones
La energía térmica se puede transformar mediante un motor térmico o en trabajo mecánico. Por ejemplo, un motor de automóvil, avión o barco.
La energía calorífica se aprovechar de las siguientes formas:
- Directamente en usos donde ser requiera calor. Por ejemplo, calefacciones.
- Conversión en energía mecánica. Por ejemplo, en los motores de combustión.
- Transformación en energía eléctrica. Por ejemplo, en las centrales térmicas.
Conversión de energía calorífica en energía mecánica
Al calentar un gas a un volumen constante, aumenta la energía cinética promedio de las partículas que lo componen. Al mismo momento, el gas calentado aumenta la presión sobre las paredes del contenedor que las contiene.
La energía potencial adquirida por el gas se debe a la energía térmica que se le suministra. El aumento de la energía térmica implica un aumento de la energía interna y de la temperatura.
Ejemplos de conversión de energía calorífica en electricidad
La energía calórica puede transformarse en otras formas de energía, por ejemplo, se transforma en electricidad o energía eléctrica.
Esta conversión se realiza en:
- Centrales térmicas convencionales. Utilizan combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas natural).
- Centrales nucleares. Son plantas de energía nuclear. Utilizan uranio y plutonio.
- Plantas de energía geotérmica. Obtienen el calor del interior de la Tierra.
- Plantas de energía solar térmica. La energía calorífica se obtiene de forma natural. Se obtiene de la radiación solar.
Impacto al medio ambiente
La energía térmica no afecta de forma directa al medio ambiente. Sin embargo, influye su obtención y su uso.
La energía térmica se puede obtener mediante ciertos recursos que implican un impacto medioambiental negativo. Por ejemplo, los combustibles fósiles, o la energía nuclear.
Durante la combustión de combustibles fósiles se libera dióxido de carbono (CO2) y emisiones contaminantes. La energía nuclear implica otros inconvenientes: genera residuos nucleares.
Además deben tenerse en cuenta otros aspectos:
- El uso de terreno de estas plantas.
- Riesgos de contaminación por otros accidentes. Por ejemplo, en los derrames de petróleo o de productos petroquímicos derivados.
Unidades de medida
La energía se mide en Julios (J) según el SI de medidas. Son las mismas unidades que se utilizan para medir energía.
Sin embargo, cuando se trata de energía calorífica también se suelen utilizar las calorías (cal). Una caloría es la cantidad de energía que se necesita para elevar un grado centígrado un gramo de agua. Una caloría equivale a 4.18 julios.