Propiedades simples de la energía

Principales Definiciones

La energía es la aptitud de hacer un trabajo. La capacidad es el trabajo llevado a cabo a lo largo de una unidad de tiempo. El conjunto para la transformación de una cierta fuente de energía en energía final se usa para agradar las pretenciones de un usuario (por ejemplo, una caldera para la mutación de la energía química del combustible diesel en energía térmica).

La energía que entra en el conjunto se define como consumo (C), en tanto que la energía que sale apuntada hacia el usuario se llama requerimiento de energía (R). C es siempre más grande que R, y se puede ver que:

R=μC

donde μ es la eficacia del desarrollo (primera ley).

En una operación cierta (por ejemplo, la obtenida de leche), se distingue entre consumo directo e indirecto. El primero tiene relación a la energía consumida a lo largo de la operación (por ejemplo, combustible diesel para dar de comer el camión), en tanto que el segundo tiene relación a la energía consumida para poner a disposición el conjunto técnico primordial (por ejemplo, para la producción del camión, los recipientes de leche, etc.).

2. Fuentes y formas de energía

La fuente de energía básica es el sol. En el sol, la materia se transforma en energía (E), utilizando su masa m, según la ecuación E=mc2, donde c es la velocidad de la luz en el vacío (≃3*108 m/s).

Con la distinción del campo gravitacional, todos los tipos de energías presentes en la tierra en distintas formas se originan directa o de forma indirecta desde la energía del sol.

Calidad de la energía y elasticidad operativa

La energía puede ser superior o inferior (es decir, su nivel cualitativo varía). Las maneras de energía capaces de hacer energía mecánica (con las que es viable agradar cualquier clase de necesidad) se piensan "superiores"; el vocablo "inferiores", por el opuesto, se usa para designar todas las formas inferiores de energía.

Entre otras cosas, un suministro de agua ubicado a una alguna altura en relación a una turbina de agua es una manera superior de energía (gravitacional), puesto que se puede guardar con el tiempo, no crea inconvenientes de encontronazo ambiental y se puede transformar en energía mecánica, eléctrica o térmica cualquier ocasión. No obstante, un tanque de agua calentada a 60°C es una manera inferior de energía; uno de sus pocos usos es la calefacción del lugar de vida.

Generalmente, es incorrecto agregar maneras de energía de diferentes calidades (ya que todas estas formas brinda resultados diferentes).

La energía tiende a deteriorarse de formas superiores a inferiores. Entre otras cosas, en un motor Otto, la gasolina (energía química superior) explota creando de esta forma energía mecánica y térmica a distintas temperaturas (gases de escape: 500-700°C; aire de refrigeración: 80-100°C). Cuando la primera energía es suministrada, se transforma en energía térmica, en tanto que la segunda se diluye en el ámbito a temperaturas cada vez más bajas.

La energía comestible (que es de naturaleza química) además debe ser anotada aquí. Su nivel cualitativo es de manera significativa diferente al de otras maneras de energía. Por consiguiente, desde un criterio conceptual, tienen que evadirse las comparaciones entre estas maneras de energía.

Conversiones de energía y sus eficiencias

Las formas simples de transformación de energía son la fotosíntesis y la combustión. El primero transforma la energía del sol (y las sustancias que están en la naturaleza; entre otras cosas, CO2 y H2O) en energía química guardada en compuestos basados en C y H. Este último produce energía térmica y mecánica desde la energía química.

Además, los próximos "transformadores" convierten la energía: convertidores mecánicos (por ejemplo, máquinas eólicas), generadores eléctricos y reacciones bioquímicas y nucleares.

La eficacia μ1 (primera ley) de un desarrollo de transformación está definida por la ecuación:

μ1 = Ep/Ec

donde Ep y Ec son, respectivamente, la energía producida y la energía consumida por nuestro desarrollo (a través de una tecnología determinada). μ1 es siempre inferior a 1 gracias a las inevitables pérdidas de energía que comprometen los procesos de transformación y los equipos relacionados. Esta clase de eficacia se usa frecuentemente en la costumbre y se relata repetidamente en este reporte.

La eficacia μ2 (segunda ley) está definida por la ecuación:

μ2=f/(E1/E2)

donde E1 y E2 son energía expresada en relación a aptitud para hacer trabajos mecánicos a la salida y a la entrada del desarrollo de transformación, respectivamente (según las leyes de la termodinámica).

Cuando μ2 asume valores bajos (<20-40%), esto quiere decir que se está usando una fuente de alta definición para producir energía de mala calidad (por ejemplo, combustible diesel usado para producir agua calentada a 50°C).

Cuando los dos escenarios son semejantes, μ2>50-60% (por ejemplo, 80°C de agua geotérmica para producir 50°C de aire).

Resumiendo, μ2 revela si la fuente y el usuario son compatibles desde el criterio energético.

Características energéticas y entidades de medida

Las primordiales propiedades son:

fuente de origen;

forma de energía;

coste

Estas propiedades son por lo general suficientes (de lo opuesto, esto se especifica) para una definición de:

nivel de calidad;

elasticidad operativa (o falta de ella);

simplicidad de alojamiento y transporte;

encontronazo ambiental.

La energía se mide en J (julios) y la capacidad en W (vatios). La energía eléctrica se mide por lo general en kWh. No obstante, en la costumbre se tienen la posibilidad de usar varios sistemas de medición.