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Energía calorífica

Energía calorífica

La energía térmica es la forma de energía que posee cualquier cuerpo que tiene una temperatura por encima del cero absoluto. Macroscópicamente, la energía térmica es una cantidad extensa y la cantidad de esta energía que posee un cuerpo es proporcional a la temperatura.

De acuerdo con el segundo principio de la termodinámica, se considera una forma de energía degradada porque no toda la energía térmica se puede convertir en energía mecánica. Por el contrario, cualquier otra forma de energía tiene la posibilidad de convertirse más o menos espontáneamente en energía térmica (como la energía mecánica por fricción, la energía electromagnética por absorción de radiación o la energía eléctrica por disipación resistiva).

¿En qué consiste la energía calorífica?

La energía calorífiga es la suma de la energía cinética y la energía potencial de todos los átomos que compoenen un cuertpo. La enegía cinética es la enegía asociada con las oscilaciones o el movimiento de las moléculas del cuerpo. La energía potencial queda definida por su posición dentro del cuerpo.

La energía cinética media de todas las moléculas tomadas solas constituye la energía térmica. A nivel microscópico, la energía cinética media de las moléculas del sistema tiene en cuenta los movimientos de traslación, rotación y vibración de las moléculas. La temperatura aumenta con el aumento de la energía cinética promedio.

Todas las sustancias están compuestas de moléculas. Estas moléculas están unidas entre sí por fuerzas intramoleculares de mayor o menor intensidad. En sólidos, las moléculas no están inmóviles en el espacio, sino que oscilan alrededor de su posición de equilibrio. Por lo tanto, están en constante agitación. Sin embargo, los lazos lo suficientemente fuertes los mantienen unidos, de modo que su estructura es indeformable: de hecho, todos los sólidos tienen su propia forma y volumen.

La oscilación de las moléculas es de amplitud más o menos grande dependiendo de la cantidad de energía térmica que posee un cuerpo. Para altas temperaturas, las oscilaciones son más anchas, mientras que a temperaturas más bajas corresponden a oscilaciones más pequeñas.

Este hecho explica cómo la resistencia eléctrica de las sustancias aumenta al aumentar la temperatura: a temperaturas más altas corresponden oscilaciones de amplitud mayores que las moléculas (o átomos) para las cuales las cargas responsables de la conducción eléctrica encuentran mayor dificultad para cruzar el material.

En los líquidos, las moléculas están unidas por fuerzas más débiles y, por esta razón, un líquido no tiene su propia forma.

En el gas de moléculas gozan de libertad extrema de movimiento. Se mueven de una manera muy caótica e informal a medida que aumenta la temperatura del gas.

¿Cómo se produce la energía calorífica?

La energía calorífica puede producirse en grandes cantidades a través de las reacciones tales como:

  • Reacciones químicas de combustión
  • Reacciones nucleares
  • Mediante el paso de electricidad a través de un cable caracterizado por una resistencia definida y mayor a 0 dada por la composición del material que conduce (es decir, por efecto Joule), como ocurre en los calentadores eléctricos y todos los aparatos que calientan el medio ambiente (lavadora, horno eléctrico, etc.).
  • A través de fuentes naturales de energía calorífica: el Sol y el subsuelo.
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Fecha publicación: 2 de octubre de 2018
Última revisión: 21 de marzo de 2020