Menu

Central nuclear de Isar, Alemania

Piscina de combustible nuclear gastado

Turbina de una central nuclear

Energía térmica

Energía térmica

La energía térmica (también energía calórica o energía calorífica) es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Este movimiento implica que los átomos tengan una determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor, energía térmica o energía calorífica. En cierto modo, la energía calorífia es la energía interna de un cuerpo.

La energía interna de un sistema termodinámico se puede cambiar de dos maneras: realizando un trabajo en el sistema y mediante el intercambio de calor con el medio ambiente. La energía que el cuerpo recibe o pierde en el proceso de intercambio de calor con el medio ambiente se denomina cantidad de calor o simplemente calor.

Transmisión de la energía térmica

La energía térmica puede transmitirse de un cuerpo a otro siguiendo las leyes de la termodinámica de tres modos distintos:

  • Transmisión de calor por radiación.
  • Transmision de energía térmica por conducción.
  • Transmisión de energía calorífica por convección.

La energía térmica por radiación se transmite a través de ondas electromagnéticas. Es el modo con el que nos llega la energía térmica proveniente del Sol. El principal ejemplo de este caso lo encontramos en las instalaciones de energía solar térmica, que aprovechan la radiación solar para calentar agua. El agua caliente que se obtiene de estas instalaciones solares habitualmente se utiliza para calefacción y para usarla como agua caliente sanitária.

La transmisión de la energía térmica por conducción se experimenta cuando un cuerpo caliente está en contacto físico con otro cuerpo más frío. La energía se transmite siempre del cuerpo caliente al cuerpo frío. Si ambos cuerpos están a la misma temperatura no hay transferencia energética. Cuando tocamos un trozo de hielo con la mano parte de la energía térmica de nuestra mano se transfiere al hielo, por eso tenemos sensación de frío.

energia calorífica

La transmisión de la energía térmica por convección se produce cuando se trasladan las moléculas calientes de un lado a otro. Seria el caso del viento, capaz de mover moléculas con cierta energía calorífica de un lado a otro.

Unidad de medida de la energía térmica

Las unidades para medir la energía térmica són las mismas unidades que se utilizan para medir energía puesto que no deja de ser una forma de energía.

La energía se mide en Julios (J) según el sistema internacional. Aunque 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.

El calor en los cambios de fase

Si a un cuerpo se le suministra energía térmica aumente su temperatura. En cambio, si cede energía calorífica al exterior, se enfría. Esto sucede así siempre y cuando, este cuerpo no esté cambiando de fase. Es de decir, durante la transformación de sólido a líquido, de líquido a gas y viceversa la variación de calor no implica un cambio de temperatura hasta que la transformación esté completada.

Un ejemplo de este fenómeno lo podemos observar con el agua. Si al agua líquida se le suministra calor, esta aumenta la temperatura hasta llegar a los 100 grados Celsius, que entra en ebullición. A partir de esta temperatura todo el calor suministrado se utiliza para cambiar el estado líquido a gas (vapor de agua). En este momento la temperatura permanecerá constante hasta que toda el agua sea vapor. Cuando toda el agua es vapor, la temperatura puede seguir subiendo.

La energía requerida para la transición de fase de una unidad de masa de una sustancia se denomina calor específico de la transformación de fase. De acuerdo con el proceso físico que ocurre durante la transformación de fase, pueden liberar el calor de fusión, el calor de evaporación, el calor de sublimación (sublimación), el calor de recristalización, etc. Las transformaciones de fase ocurren con un cambio abrupto en la entropía, que se acompaña de la liberación o absorción de calor, a pesar de constancia de temperatura.

Importancia de la energía térmica en la energía nuclear

En el campo de la energía nuclear las propiedades de la energía térmica son de una importancia vital. Sobre todo, en las centrales nucleares y, concretamente, dentro de los reactores nucleares.

En el proceso de la fisión nuclear de los átomos de uranio se libera una gran cantidad de energía en forma de calor. Gracias a las propiedades comentadas anteriormente esta energía se puede aprovechar realizando diferentes transformaciones energéticas. Hay tipos de reactores, por ejemplo, los reactores de agua en ebullición que aprovechan el calor para realizar una transformación de fase y obtener vapor de un circuito de agua secundario. Con el vapor, posteriormente se accionará una turbina de vapor para poder obtener electricidad.

valoración: 4.2 - votos 692

Referencias

Última revisión: 3 de febrero de 2020