Menu

Central nuclear d'Isar, Alemanya

Piscina de combustible nuclear gastat

Turbina d'una central nuclear

Què és l'energia? Definició i tipus

Què és l'energia? Definició i tipus

L'energia és la capacitat que té la matèria de produir treball en forma de moviment, llum, calor, etc. És una quantitat física escalar i es pot presentar de moltes formes.

És una mesura única de diverses formes de moviment i interacció de la matèria, una mesura de la transició de la matèria d'una forma a una altra.

Es representa amb diferents símbols:

  • L'energia es representa amb el símbol E.
  • La quantitat de calor fa servir el símbol Q.
  • Per designar el treball s'utilitza el símbol W.
  • Per a l'energia interna, U.

El camp elèctric és el camp generat per un objecte carregat elèctricament. Aquest camp genera una força que actua sobre altres objectes també carregats elèctricament.

Llei de conservació de l'energia

La llei de conservació de l'energia anuncia que: "l'energia ni es crea ni es destrueix", únicament es pot transformar. Únicament és possible convertir un tipus d'energia en un altre tipus.

Un sistema tancat és un sistema que no intercanvia energia amb l'exterior. Per tant, en sistemes físics tancats la quantitat total d'energia sempre es manté constant. 

Per exemple, la tecnologia nuclear genera electricitat a partir del camp de forces del nucli dels àtoms. En el procés apareixen tipus com l'energia cinètica o l'energia química.

En termodinàmica, constitueix el primer principi de la termodinàmica (la primera llei de la termodinàmica).

Què vol dir que l'energia és renovable o no renovable?

També hi ha dues definicions d'energia que es refereixen al seu origen. En aquest sentit podem distingir:

  • Fonts renovables.
  • Fonts no renovables.

Habitualment ens referim a aquestes dues definicions per parlar de la generació d'energia elèctrica. No obstant això, sovint s'utilitzen aquests recursos per obtenir calor.

L' energia renovable és la que prové de fonts inesgotables. Alguns exemples d'aquestes formes d'energia són la solar, l'energia i la hidràulica, entre d'altres. Generalment provenen d'un recurs natural. La radiació solar pot transformar-se en energia sense esgotar-se.

La font d'energia no renovable prové de fonts limitades. El consum dels recursos és superior a la seva capacitat de regeneració. Alguns exemples són els combustibles fòssils (carbó, petroli i gas natural) i els reactors nuclears, entre d'altres.

Les centrals nuclears poden generar una gran quantitat d'energia. Però l'urani és un recurs natural limitat.

¿Com s'utilitza? Usos i aplicacions més habituals

La utilització de l'energia com a font de treball ha estat sempre una necessitat essencial per a l'home. Representa un dels factors fonamentals del desenvolupament econòmic i del progrés tècnic moderns.

Fins a l'inici de la revolució industrial l'home feia servir com a fonts energètiques com:

  • La força muscular.
  • La força de l'aigua.
  • La força de vent per a la producció de treball mecànic.
  • Combustibles vegetals per a l'obtenció de calor. 

Aquests eren fins llavors els únics recursos utilitzats per la seva obtenció. Amb el temps es van anar perfeccionant per aconseguir rendiments més elevats. Com ho van fer? Utilització més racional dels animals, perfeccionament de les tècniques de navegació a vela, invenció de la roda hidràulica, etc.

Avui, els recursos més utilitzades són els salts d'aigua, els combustibles fòssils i la fissió nuclear. Amb menor importància apareixen l'energia solar, l'energia eòlica, la geotèrmica i la de les marees.

Màquina de vapor i motors tèrmiques

El principi d'el desenvolupament per a les tècniques d'explotació energètica va ser en l'aparició de la màquina de vapor i la transformació de la roda hidràulica en turbina.

Més tard, la construcció dels primers motors de combustió va donar l'empenta definitiva a l'ús de la potència mecànica a partir de la calor.

Combustibles fósiles

La font més important està constituïda pels combustibles fòssils que ha patit un creixement exponencial en els últims anys. El rendiment màxim és molt inferior a l'obtingut mitjançant la potència hidràulica però la seva elevada concentració energètica explica el considerable desenvolupament sofert.

La calor obtingut dels combustibles fòssils s'aprofita directament o bé és convertit en energia mecànica. Per exemple en motors, turbines, etc. També s'usa per a obtenció d' electricitat.

Energia nuclear

És la tercera forma energètica més utilitzada. La potència nuclear s'obté generalment per la fissió dels nuclis de substàncies com l'urani, el plutoni, el tori, etc ...

La tecnologia de les reaccions de fusió nuclear no és encara prou desenvolupada per permetre l'explotació industrial i és emprada únicament en laboratoris experimentals i aplicacions bèl·liques.

Amb la fissió nuclear s'obté. Aconsegueix temperatures molt més elevades que les aconseguides amb combustibles convencionals. No obstant això, els rendiments que actualment es poden obtenir són encara molt baixos (de l'ordre d'un 30%).

La tecnologia nuclear s'utilitza sobretot en la producció d'electricitat i en la propulsió de vaixells. L'electricitat obtinguda en una central nuclear té un cost raonable només en el cas de grans reactors, que proporcionen potències molt elevades.

Resum

L'energia és la capacitat de produir un treball, llum, calor, etc. Les seves principals característiques són:

  • És un element essencial per a la vida.
  • Es pot presentar el diferents formes i tipus: electricitat, calor, etc.
  • Es pot transformar.
  • Depenent de si prové de recursos inesgotables pot ser renovable o no renovable.
Autor:

Data de publicació: 10 de desembre de 2009
Última revisió: 14 de maig de 2020