Tipus d'Energia: Definició i Unitats

L'Energia i les seves Formes

L'energia (E): És la capacitat que tenen els cossos per realitzar un treball. La seva unitat és el joule (J).

Treball, Potència i Energia

El treball (W): Desenvolupat per una força que actua sobre un cos és el producte del component de la força F al llarg del desplaçament, pel desplaçament s que pateix el cos. La seva unitat és el joule (J) (Newton · metre). W = F · s · cos

La potència (P): És el treball realitzat en cada unitat de temps. La seva unitat és el watt (W) (joule/segon). P = W / T; F = m · a

Tipus d'Energia

• Energia Cinètica: L'energia que tenen els cossos a causa del seu moviment s'anomena energia cinètica (Ec). La seva unitat és el joule (J). Ec = 1/2 · m · v²
• Energia Potencial: L'energia que té un cos a causa de la seva posició respecte del centre de la terra s'anomena energia potencial gravitatòria (Ep), i depèn de la massa del cos i de l'altura a què es trobi. La seva unitat és el joule (J). Ep = m · g · h
• Energia Mecànica: La suma de l'energia cinètica i l'energia potencial d'un cos s'anomena energia mecànica (Em). La seva unitat és el joule (J). Si només hi actuen forces conservatives, com el pes del cos, l'energia mecànica no varia, d'acord amb el principi de la conservació de l'energia. Si hi actuessin forces no conservatives, com el fregament, aleshores hi hauria una pèrdua d'energia mecànica en forma de calor. Em = Ep + Ec
• Energia Interna: L'energia que té un cos com a conseqüència de la suma de l'energia total que posseeixen les seves molècules s'anomena energia interna.
• Energia Tèrmica: La temperatura d'un cos és la manifestació de la seva energia tèrmica. Quan l'energia tèrmica es transfereix d'un cos a un altre s'anomena calor, i sempre es transfereix del cos més calent al més fred.

Transferència de Calor

La calor entre els cossos es pot transferir per:

• Conducció: Pròpia dels sòlids. Es dóna per contacte directe entre cossos a temperatures diferents. La calor sempre va del cos calent al fred fins que s'igualen les temperatures.
• Convecció: Pròpia dels fluids (tant líquids com gasos). La part calenta del fluid té menys densitat i passa a la zona més alta; el fluid més fred queda a la part més baixa. Aquesta circulació s'anomena corrent de convecció.
• Radiació: Es produeix en els cossos en forma d'ones electromagnètiques, que travessen els medis que els són transparents, com l'aire, sense gairebé escalfar-los, però quan incideixen sobre cossos que els són opacs, com el nostre cos, les parets d'una habitació, els transfereixen l'energia que transporten i n'augmenten la T. L'emissió és més important com més alta és la T del cos.

Altres Formes d'Energia

• Energia Química: És l'energia que té l'origen en els enllaços entre els àtoms que formen les molècules. L'energia química és l'energia que manté units els àtoms a les molècules.
• Energia Elèctrica: És l'energia que proporciona el corrent elèctric. Un corrent elèctric és un flux de càrregues elèctriques en moviment, per exemple, el pas d'electrons per un circuit elèctric. Se sol mesurar en kWh.
• Energia Nuclear: És l'energia que manté juntes les partícules del nucli dels àtoms en un espai molt reduït. E = m · c²
• Energia Radiant: És l'energia que transporten les ones electromagnètiques, com la llum, les ones de ràdio, les radiacions ultraviolades, etc. No necessita suport material per a la seva transmissió, i la font principal és el sol.
• Energia Sonora: És l'energia cinètica del moviment de vibració que es desplaça a través de les molècules d'aire.

Rendiment

El rendiment (η) d'una màquina és la relació que hi ha entre el treball o energia consumits (Wc) i el treball o energia útils o lliurat (Wu): Wc = Wu + Wp; η = Wu / Wc; Pu = F · V; 1 Kgm/s = 9.81 W