Transformaciones energéticas

Lección de física – nivel de primera clase S – parte «Leyes y modelos – Formas y principios de conservación de energía»

1. Transferencias de energía
2. Conversiones de energía
3. Describir las transferencias y conversiones de energía por una cadena de energía.
4. Conservación de energía

Transferencias de energía

Definición

Una transferencia es un intercambio de energía del mismo tipo entre dos sistemas: uno de los sistemas transfiere energía mientras que el otro la recibe.

Durante un balance general, las energías recibidas son por convención positiva y las cedidas son negativas.

Durante una transferencia ideal entre dos sistemas, la energía transferida tiene un valor absoluto igual a la energía recibida, pero en la práctica a menudo hay pérdidas (parte de la energía puede transferirse a otros sistemas) o degradación. (disipación de energía térmica), por lo tanto, la eficiencia de transferencia rara vez es del 100% y la energía recibida es menor que la energía transferida.

Las transferencias de energía se realizan principalmente por contacto y con mayor frecuencia permiten intercambiar:

• energía cinética (por ejemplo, entre el aire y una vela, entre una turbina y agua, entre dos bolas de billar …)
• energía térmica por intercambio de calor

Conversiones de energía

Definición
Una conversión es la transformación de una forma de energía en otra forma de energía.

Ejemplos

• Conversión de la energía potencial de la gravedad en energía cinética durante una caída libre.
• Conversión de energía química en energía térmica y luminosa durante la combustión.

Durante una conversión ideal, el valor de la energía inicial es igual al valor de la energía convertida, pero en la práctica siempre hay una degradación más o menos significativa en la energía térmica disipada en el entorno de los sistemas.

Describir las transferencias y conversiones de energía por una cadena de energía.

Todas las transferencias y conversiones de energía sucesivas pueden describirse por cadena energética.

Esto menciona:

• sistemas que intercambian energía
• sistemas que convierten energía (convertidores)
• las diferentes formas de energía

Ejemplo

La representación más frecuente es la que indica los diversos sistemas que intervienen sucesivamente al distinguir los convertidores de los otros sistemas.
Para indicar la dirección de las conversiones y transferencias, los sistemas están separados por flechas coronadas por el tipo de energía.

Conservación de energía

La energía es una cantidad que no se puede destruir y que, en general, durante todas sus transformaciones se conserva.

Para una transferencia, esta conservación se puede expresar de diferentes maneras:

• La suma de todas las energías cedidas por los sistemas participantes es igual al valor absoluto de las energías recibidas.
• La suma de los valores algebraicos (positivos para los recibidos y negativos para los transferidos) de las energías intercambiadas por todos los sistemas es cero: ΔE₁ + ΔE₂ + ΔE₃ … = 0
• la suma de las energías de todos los sistemas antes de la transferencia es igual a la suma de las energías de todos los sistemas después de la transferencia

También podemos expresar la conservación de energía durante una conversión:

• la suma de la energía disminuye es igual a la suma de la energía aumenta.
• la suma de las diferentes formas de energía antes de la conversión es igual a la suma de las diferentes formas de energía después de la conversión
• La suma de las energías de todos los sistemas antes de la conversión es igual a la suma de todas las energías de todos los sistemas después de la conversión.

Generalmente la suma de todas las energías en el estado inicial es igual a la suma de todas las energías en el estado final