Qué es la Energía Térmica o Calorífica: Definición y Ejemplos
La materia se forma de las moléculas o partículas que vibran o se mueven constantemente. Un incremento en el temperamento de la masa hace que las partes vibren com mayor rápidez. La energía térmica consiste en la energía que procede del calor de la masa. Mientras mayor es el caliente del cuerpo, mayor movimiento tienen sus partículas y por ende su energía térmica es mucho mayor.
Por el movimiento vibratorio de sus elementos, un envase de agua hirviendo tiene forma de energía cinética en base a su energía calorífica. Si viertes unas cucharadas de miel en el agua hirviendo, una porción de este calor se traspasa del del agua a las moléculas de la miel. Como consecuencia de todo, el envase con agua es más fría gracias a que perdió energía térmica al mezclarse con la miel.
Definición de la energía térmica o calorífica
No podemos entrar en el concepto de energía térmica sin antes referirnos un poco hacia la temperatura, que a pesar de la confusión que muchos podamos tener, calor y temperatura tienen términos muy diferentes.
La temperatura de un elemento tiene que ver con el frío o el calor, la cual es medida en grados centígrados (°C). La temperatura también puede ser medida en una escala Fahrenheit, llamada así por el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit (1686 – 1736) y representada visualmente con la letra «F». Se indica con la letra «F». En la escala Fahrenheit, el agua se congela a 32 °F y hierve a 212 °F, mientras que en escala Celsius, el agua se congela a 0°C y hierve a 100°C.
El termómetro es un instrumento o herramienta que se utiliza para medir el calor de un elemento. En el ejemplo a continuación veremos cómo se relacionan la energía calorífica y la temperatura:
Una piscina a 40°C tiene una temperatura más baja que una taza de café a 90°C. Sin embargo, la piscina contiene mucha más agua. Por lo tanto, la piscina tiene más energía térmica que la taza de café aunque esté más caliente que el agua de la piscina.
¿En qué consiste la energía térmica?
Alguna vez te has puesto a pensar sobre que realmente hace que algún objeto esté caliente. La respuesta es más simple de lo que piensas, ya que el calor de algún elemento aumenta cuando las partículas que lo componen se mueven de manera más rápida.
La energía calórica o térmica es la energía que tiene un objeto o sistema debido al movimiento de moléculas que tenga dentro de sí mismo. Es uno de los diferentes tipos de energía, donde la «energía» puede definirse como «la capacidad de trabajar».
El trabajo es el movimiento de un objeto debido a una fuerza aplicada. Un sistema simplemente es la acumulación de elementos dentro de unos límites. Por lo tanto, la energía calorífica puede ser descrita como la capacidad de algo para trabajar debido al movimiento de sus partículas.
La energía calorífica provoca que un objeto el cual tenga temperatura interna que pueda ser medida, cuanto más rápido se muevan las partículas dentro de este sistema, mayor será la temperatura que se registre. Debido a que la energía térmica se debe al movimiento de las partículas, es una forma de energía del movimiento.
Fórmula de la energía térmica
La energía térmica es responsable de la temperatura de un sistema y se considera parte de la energía total como resultado de la suma entre la energía potencial y la cinética, en la muchos suelen llamarle energía interna.
La referencia para la energía térmica es la letra Q. Puede ser directamente proporcional a la masa de una sustancia, al calor específico y a la diferencia de temperatura. La unidad de medida de la energía calórica es el Julio o Joules (J), y la fórmula que la representa es la siguiente:
- Q = Energía térmica
- M = Masa de la sustancia
- C = Calor específico
- ΔT = Diferencia de temperatura
Ejemplos y aplicaciones de energía térmica
Un elemento calentado en una estufa contiene energía térmica y cuanto más se enciende la estufa, más energía interna contiene. A nivel muy básico, esta energía térmica es el movimiento de las moléculas que componen el aluminio del elemento de la estufa. Cuanto más rápidas son las moléculas, más energía térmica interna contienen.
Ahora, insertemos un envase con agua sobre el elemento calentado y veamos que sucede. Específicamente, la energía térmica de la estufa hace que las partículas de la olla y eventualmente el agua se muevan más rápido. La energía interna del elemento calentado se transfiere a la olla y, en última instancia, al agua dentro de esta.
Esta transmisión de energía térmica que va desde la estufa hasta la olla y eventualmente al agua se conoce como calor. En este contexto, calor es el término que utilizado para referirse específicamente a la transferencia de energía calorífica de un objeto o sistema a otro, siendo la transferencia la clave y la energía térmica es la que se produce dentro de un objeto o sistema debido al movimiento de sus partículas. Por lo tanto calor y energía térmica significan cosas diferentes.
Para brindar un mejor entendimiento, a continuación te presentamos algunos datos ejemplificativos sobre la energía calórica o térmica.
- Una taza de 8 onzas con café a 60 grados, tiene mayor cantidad de calor energético que una taza de café de 8 onzas a 50 grados.
- Si a un envase con jugo le agregamos hielo, su temperatura general disminuye, y por lo tanto, la energía térmica del jugo logra que el hielo se desvanezca.
- Una estufa de cocinar desprende energía calórica al quemar gas propano.
- La energía térmica del sol calienta nuestra atmósfera.
- La energía térmica de una estufa caliente se transfiere a una olla de metal y hace que las moléculas de agua se muevan más rápido aumentando la temperatura del agua.