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Tipos de Energía

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Energía electromagnética

La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio o tiempo que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades del campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades del campo.

Energía mecánica

La energía mecánica puede manifestarse de diversas maneras.La energía mecánica se puede definir como la capacidad de producir un trabajo mecánico el cual posee un cuerpo debido a causas de origen mecánico, como su posición o su velocidad. Existen dos formas de energía mecánica que son la energía cinética y la energía potencial.1

Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo:

{displaystyle E_{mec}=E_{c}+E_{p}+E_{e}={mbox{cte.}},}.

Donde:{displaystyle E_{c},}, es la energía cinética del sistema.{displaystyle E_{p},}, es la energía potencial gravitacional del sistema.{displaystyle E_{e},}, es la energía potencial elástica del sistema.

Es importante notar que la energía mecánica así definida permanece constante si únicamente actúan fuerzas conservativas sobre las partículas. Sin embargo,existen ejemplos de sistemas de partículas donde la energía mecánica no se conserva:
Sistemas de partículas cargadas en movimiento. En ese caso los campos magnéticos no derivan de un potencial y la energía mecánica no se conserva, ya que parte de la energía mecánica «se transforma» en energía del campo electromagnético y viceversa.
Sistemas termodinámicos que experimentan cambios de estado. En estos sistemas la energía mecánica puede transformarse en energía térmica o energía interna. Cuando hay producción de energía térmica, en general, existirá disipación y el sistema habrá experimentado un cambio reversible (aunque no en todos los casos). Por lo que en general estos sistemas aún pudiendo experimentar cambios reversibles sin disipación tampoco conservarán la energía mecánica debido a que la única variable conservada es la energía interna.
Mecánica de medios continuos disipativos que involucran fluidos disipativos o sólidos anelásticos (plasticidad, viscoelasticidad, etc), que involucran la aparición de deformaciones irreversibles y por tanto disipación, aparición de calor o cambios internos irreversibles, donde la variación de entropía no es nula.
Forma integral[editar]

Para un medio continuo material la conservación de la energía (de origen mecánico o termodinámico) implica que para cualquier porción de materia de dicho medio continuo se satisface la siguiente relación:

(1){displaystyle {frac {d}{dt}}int _{phi _{t}(U)}rho left(e+{frac {1}{2}}|mathbf {v} |^{2}right)dV=int _{phi _{t}(U)}rho left(mathbf {b} cdot mathbf {v} +rright)dV+int _{partial phi _{t}(U)}(mathbf {t} cdot mathbf {v} +h)dA}

El primer término es la variación de la energía interna y la energía cinética de la porción de materia, el primer término del segundo miembro la potencia volumétrica y el segundo término la potencia transmitida a través de la superficie de la porción de materia:{displaystyle U,phi _{t}(U)subset mathbb {R} ^{3},} región ocupada por la porción de materia en el instante inicial y un instante posterior t.{displaystyle rho ,e,mathbf {v} }, densidad másica, energía interna por unidad volumen del medio continuo y campo de velocidades.{displaystyle mathbf {b} ,mathbf {t} }, densidad de fuerza y tensión mecánica.{displaystyle r,h=mathbf {q} cdot mathbf {n} }, calor generado por unidad de volumen y calor transmitido por flujo de calor a través de la frontera de la porción.

Si la energía mecánica se conserva estrictamente en una situación la igualdad anterior se reduce a:

(2){displaystyle {frac {d}{dt}}int _{phi _{t}(U)}{frac {rho }{2}}|mathbf {v} |^{2}dV=int _{phi _{t}(U)}rho left(mathbf {b} cdot mathbf {v} right)dV+int _{partial phi _{t}(U)}(mathbf {t} cdot mathbf {v} )dA}

Si las propiedades del medio continuo varían suavemente (i.e., son representables por funciones diferenciables) la ecuación (1) admite una forma diferencial:

{displaystyle rho {frac {de}{dt}}+mathrm {div} mathbf {q} -rho r={boldsymbol {sigma }}:mathbf {d} }

Si la energía interna permanece invariable y no hay flujos térmicos o generación de color por disipación se tiene:

{displaystyle 0={boldsymbol {sigma }}:mathbf {d} }
Tecnologías asociadas a la energía mecánica[editar]

Algunos tipos de energía mecánica son:
Energía hidráulica: Se deja caer agua y se aprovecha la energía potencial obtenida. Se utiliza para generar energía eléctrica y para mover molinos de harina.
Energía eólica: Producida por los vientos generados en la atmósfera terrestre. Se utiliza para generar energía eléctrica, como mecanismo de extracción de aguas subterráneas o de ciertos tipos de molinos para la agricultura. Es un tipo de energía cinética.
Energía mareomotriz: Producto del movimiento de las mareas y las olas del mar, es un tipo de energía cinética.

En los procesos industriales que requieren el trabajo del ser humano, como en las líneas de ensamble semiautomáticas en que una parte del trabajo la realiza una máquina (impulsada por un tipo de energía diferente a la mecánica como por ejemplo la que produce un motor eléctrico que mueve mecanismos aunque su fuente de energía no es mecánica, sino eléctrica) y la otra parte necesariamente para algunos procesos debe ser manual.

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