La energía térmica se refiere a la forma de energía asociada con la temperatura de un objeto o sustancia. Esta energía está relacionada con el movimiento de las partículas que componen la materia. Cuanto mayor sea la temperatura de un objeto, mayor será la energía térmica que posea.
Hay varias formas de transferir la energía térmica entre objetos a diferentes temperaturas:
Conducción: La transferencia de energía térmica a través de la colisión directa de partículas en un sólido. Por ejemplo, cuando tocas un extremo de una barra metálica caliente, la energía térmica se transfiere desde la parte caliente a la parte más fría.
Convección: La transferencia de energía térmica en un fluido (líquido o gas) mediante el movimiento de las partículas. Por ejemplo, cuando calientas agua en una olla, el agua caliente tiende a ascender y el agua fría desciende, estableciendo un flujo de convección.
Radiación: La transferencia de energía térmica en forma de ondas electromagnéticas (radiación térmica). Este tipo de transferencia puede ocurrir incluso a través del vacío, ya que no requiere un medio material para propagarse. Un ejemplo es la transferencia de calor desde el Sol a la Tierra a través del espacio.
La energía térmica es una forma importante de energía, y su control y gestión son esenciales en diversas aplicaciones, desde la generación de energía hasta el diseño eficiente de sistemas de calefacción y refrigeración. Además, la energía térmica está directamente relacionada con otros conceptos, como la energía interna de un sistema, que es la suma de todas las formas de energía que poseen sus partículas, incluida la energía térmica.
La energía térmica es la energía contenida dentro de un sistema y que es responsable de su temperatura. La energía cinética y potencial total de un sistema físico se denomina energía térmica.
La energía contenida en los pequeños movimientos de las moléculas del objeto se puede dividir en una combinación de energía cinética microscópica y energía potencial. La energía total de un objeto es igual a:
ET = EK+EP
ET = es la energía total en un objeto.
EK = es la energía cinética de un objeto.
EP = es la energía potencial de un objeto.
La temperatura es una medida directa de la energía térmica, lo que significa que cuanto más caliente está un objeto, más energía térmica contiene. El calor es una medida de cuánta energía térmica se transfiere entre dos sistemas.
La energía térmica total se conoce con frecuencia como la energía interna total de un sistema.
Aunque el calor y la energía térmica a menudo se usan indistintamente, no son lo mismo desde un punto de vista científico.
El movimiento de los átomos dentro de un objeto o sistema se conoce como energía térmica.
Todo posee energía térmica, y el sol es la mayor fuente de energía térmica de nuestro sistema solar.
¿Qué es el calor?
La definición de calor en cuanto a energía, se considera que es un flujo de energía térmica de un objeto o sustancia a otro.
Si colocamos una olla o tetera sobre una hornalla encendida genera energía térmica.
El calor se puede transferir del quemador a la olla, que luego transfiere calor a los ingredientes.
La convención, la radiación y la conducción son las tres formas de transferir energía térmica.
Además, cuando las sustancias en contacto físico no intercambian energía térmica, se denomina equilibrio térmico.
¿Qué es la temperatura?
Cuando se compara con los dos términos anteriores, la temperatura es un asunto muy diferente.
El calor o frialdad de un objeto se mide en un momento dado y se denomina temperatura.
La definición de temperatura establece que es la medida de la energía cinética promedio de las partículas que componen una sustancia.
La temperatura por sí sola no puede hacer nada; es una propiedad intrínseca y solo la temperatura de un objeto en este momento.
Fuentes de energía térmica
Las fuentes de energía térmica incluyen combustibles fósiles como gas natural, carbón y petróleo, calor solar, calor eléctrico con bomba de calor, calor geotérmico, uranio (nuclear) diésel y petróleo. La energía térmica se produce cuando un aumento de la temperatura hace que los átomos y las moléculas se muevan más rápido y choquen entre sí.
Usos de la energía térmica
La energía térmica tiene muchos usos, como cocinar, secar, calentar, ahumar, hornear, enfriar y fabricar, energía solar, energía geotérmica, energía oceánica y baterías de celdas de combustible. La energía térmica también se puede utilizar para obtener agua caliente o aire caliente a través de la energía solar y para hervir agua sobre una hornalla.
Ejemplos de energía térmica
Es fácil convertir la energía mecánica en energía térmica, por ejemplo, utilizando la fricción. También es posible convertir la energía térmica en energía mecánica mediante el uso de un motor térmico, pero siempre habrá calor residual con este método.
La energía térmica es la energía contenida dentro de un sistema que es responsable de su temperatura. El calor es el flujo de energía térmica. Los ejemplos de energía térmica incluyen:
- Agua hirviendo en una hornalla
- Alguien que recibe en su cuerpo calor del sol
- Una taza de chocolate caliente
- Agua hirviendo en una tetera
- Chimenea encendida con leños
La energía térmica en la industria
La energía térmica se usa ampliamente en la industria para una variedad de aplicaciones, como lavar, cocinar, esterilizar, secar, precalentar el agua de alimentación de calderas y calentar procesos. Se genera principalmente a partir de combustibles fósiles, biomasa y electricidad, con una proporción muy pequeña de recursos renovables. La energía geotérmica es un tipo de energía térmica que se puede utilizar para nuestro beneficio. El uso productivo de la energía térmica también implica actividades como cocinar, secar, calentar, ahumar, hornear y enfriar.