Fonts d'energia: classificació, combustibles i reaccions nuclears
Fonts d'energia
Les fonts d'energia són els recursos naturals dels quals es pot obtenir energia per produir calor, llum i potència.
Classificació de les fonts d'energia
En funció de la seva naturalesa:
- Primàries: es troben en la natura, com la fusta, l'aigua, el carbó, el petroli, etc.
- Secundàries: s'obtenen a partir de les fonts primàries, com l'electricitat o la benzina.
En funció de les reserves disponibles:
- Renovables: n'hi ha reserves il·limitades, perquè es regeneren contínuament. Són les que provenen del sol, del vent, de la biomassa dels residus sòlids, del mar i de l'aigua dels rius.
- No renovables o exhauribles: n'hi ha reserves limitades. Són el carbó, el petroli, el gas natural i l'urani.
En funció del grau d'utilització:
- Convencionals: aquelles a partir de les quals es produeix la major part de l'energia consumida per la societat: petroli, gas natural, carbó, hidroelèctrica i nuclear.
- No convencionals: aquelles a partir de les quals es produeix una petita part de l'energia total consumida per la societat: solar, eòlica, etc.
Els materials combustibles
Els materials combustibles són substàncies que, en combinar-se amb l'oxigen, donen lloc al fenomen de la combustió, amb la qual cosa s'obté energia calorífica i, sovint, energia lluminosa. En funció del seu estat físic es poden classificar en sòlids, líquids o gasosos:
- Sòlids: el més utilitzat és el carbó, en diverses formes: antracita, hulla o lignit.
- Líquids: en general provenen de la destil·lació del petroli (benzina, querosè, gasoil i fuel).
- Gasosos: els més utilitzats són el gas natural i els gasos liquats del petroli (GLP), com ara el butà i el propà.
Conceptes clau
- Poder calorífic: és l'energia que es desprèn en la combustió completa de la unitat de massa o volum d'un combustible.
- Capacitat calorífica (C): és la quantitat de calor que cal rebre una substància per elevar la seva temperatura en 1 K o 1 ºC.
El carbó
El carbó està format per carboni, hidrogen, oxigen, nitrogen i altres components com ara silici, òxids de ferro, sofre, etc.
- Carbó vegetal: s'obté de la piròlisi, que és una combustió parcial de la fusta amb poca presència d'oxigen.
- Carbó mineral: és el primer combustible fòssil que va utilitzar la humanitat, artífex indiscutible de la revolució industrial i combustible indispensable per a la maquinària industrial, per al transport marítim i ferroviari, i per a l'enllumenat de les ciutats.
Origen i propietats
El carbó té el seu origen en els extensos boscos que cobrien la major part de la Terra fa milions d'anys. La composició i el contingut de carboni són diferents en funció de les condicions de pressió i del temps de formació, i es poden distingir quatre grups de carbons diferents: les torbes, els lignits, les hulles i els antracits.
- La torba: conté aproximadament un 60% de carboni i molta humitat. Només s'utilitza en les zones pròximes a les torbera, després d'assecar-se i gairebé sempre reservada al consum domèstic.
Reaccions nuclears
El procés de transformació que implica el nucli d'un àtom s'anomena reacció o transmutació nuclear.
- Reaccions de fusió: en les reaccions de fusió s'units nuclis d'elements lleugers per formar nuclis més pesants.
- Reaccions de fissió: les reaccions de fissió consisteixen a provocar la ruptura del nucli d'un àtom amb l'impacte d'un neutró.