DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE ENERGÍA

Formas de obtener energía eléctrica.
 Las fuentes de energía no renovables que el hombre ha empleado hasta la actualidad son:

·         Los combustibles fósiles,

·         Los minerales radioactivos.

Las fuentes de energía renovables que se utilizan actualmente son:

·         El sol,

·         El viento,

·         El agua,

·         Los volcanes, géiseres y aguas termales,

·         Organismos vivos,

·         El hidrógeno.

 A través de la historia del hombre, este dispuso en un principio como fuentes de energía, de sus propias fuerzas musculares, de la de ciertos animales, de viento, y de las aguas en movimiento, incluso cabe decir que durante grandes épocas solo la madera podía considerarse una fuente de energía térmica. A partir del siglo XVIII empezó a utilizarse la hulla (carbón fósil, obtenido de vegetales que han sufrido una transformación a través de las eras geológicas), primero en Inglaterra, Francia y Alemania, y más tarde en todos los demás países.
Fuentes de energías alternativas.
 características:

·         El recurso energético se encuentra en todo el planeta, lo que permite garantizar la utilización continuada (por ejemplo, el viento y el sol);

·         Las tecnologías de conversión de estas fuentes de energía, como la solar y la eólica, para producir energía eléctrica requieren construcciones relativamente simples;

·         Tienen bajos costos de operación

·         La relativa sencillez de los procesos tecnológicos asociados permite que sean accesibles a los países pobres y de escaso desarrollo industrial;

·         Pueden contribuir al desarrollo regional tanto en zonas agrarias como urbanas;

·         Tienen un reducidísimo impacto ambiental;

·         No se encuentran afectadas por problemas de escasez o agotamiento a largo plazo.

Algunas de las más importantes fuentes de energía alternativa son:
Energía solar: el sol proyecta hacia el espacio un flujo energético de radiaciones electromagnéticas de todas las longitudes de onda. Esta irradiación puede determinarse midiendo la cantidad de luz y calor que llegan a nuestro planeta en un tiempo dado, siempre que se establezca la cantidad de energía reflejada y absorbida por la atmósfera planetaria.
Energía eólica: es la que se obtiene por medio del viento, es decir mediante la utilización de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire. En la actualidad se utiliza para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.
Energía mareomotriz: es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del sol, sobre las masas de agua de los mares.

Energía geotérmica: es una energía procedente de los fenómenos térmicos del interior de la corteza terrestre.
Las plantas geotérmicas aprovechan el calor generado por la tierra. En lugares especiales como son capas rocosas porosas y capas rocosas impermeables que atrapan agua y vapor de agua a altas temperaturas y presión y que impiden que estos salgan a la superficie. Si se combinan estas condiciones se produce un yacimiento energético.
Energía biomasa: mediante procesos químicos adecuados de los organismos vivos se obtiene la energía de la biomasa (la biomasa se define como el peso seco de los organismos, una vez que se ha extraído todo el contenido de agua)
Fuentes de energía comunes o convencionales.
Son aquellas fuentes no renovables, es decir, que se originan en procesos naturales que requieren condiciones muy especiales y demoran millones de años en completarse. Es el caso del carbón, el petróleo, el gas natural o mineral, los cuales una vez empleados para obtener energía no se regeneran.
Energía termonucleares: es una energía que contiene los átomos constituyentes de la materia, parte de la cual puede liberarse o ser utilizada.
El generador se mueve con la fuerza ejercida por el vapor de agua que en este caso se obtiene calentando el agua con la energía liberada en forma de calor por el núcleo de un átomo al romperse. Se produce gran cantidad de calor y radiación a partir de fenómenos que ocurren en los átomos. Algunas de las centrales nucleares más importantes de nuestro país son: Atucha 1 y Embalse de Río Tercero.
Energía termoeléctrica: la energía es producida a partir del calor generado al quemar carbón, gas natural o un derivado del petróleo llamado fueloil.
La energía térmica se libera a la caldera donde se queman los combustibles, y pasa a una red de cañerías por las que circula el agua.
Al aumentar su temperatura, el agua se convierte en vapor el cual hace girar a gran velocidad una turbina (son máquinas que poseen palas que, al ser movidas, hacen girar el eje del alternador y provocan el pasaje de una corriente eléctrica), y un dispositivo generador de electricidad unido a ella. El generador se mueve con vapor de agua, que se obtiene calentando el agua con gas, con carbón o con derivados del petróleo.
Energía hidroeléctrica: es aquella que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura hasta un nivel inferior, lo que provoca el movimiento de las ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales y la instalación de grandes turbinas.
El aprovechamiento de la energía del agua para generar electricidad es una forma clásica de obtener energía. Alrededor del 20% de la electricidad usada en el mundo procede de esta fuente.
Crisis energética actual:

La energía de activación  en química y biología es la energía que necesita un sistema antes de poder iniciar un determinado proceso. La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química dada. Para que ocurra una reacción entre dos moléculas, éstas deben colisionar en la orientación correcta y poseer una cantidad de energía mínima. 

Un ejemplo particular es el que se da en la combustión de una sustancia. Por sí solos el combustible y el comburente no producen fuego, es necesario un primer aporte de energía para iniciar la combustión auto sostenida. Una pequeña cantidad de calor aportada puede bastar que se desencadene una combustión, haciendo la energía calórica aportada las veces de energía de activación y por eso a veces a la energía de activación se la llama fuente de cosagracion. 

§  Químico: La energía química exotérmica desprende calor, que puede ser empleado como fuente de ignición.

§  Eléctrico: El paso de una corriente eléctrica o un chispazo produce calor.

§  Nuclear: La fusión y la fisión nuclear producen calor.

§  Mecánico: Por compresión o fricción, la fuerza mecánica de dos cuerpos puede producir calor.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA - LAS LEYES DEL PODER DEL CALOR
La Segunda Ley de la Termodinámica es una de la tres Leyes de la Termodinámica. El término "termodinámica" viene de dos palabras raíces: "termo," que significa calor, y "dinámica," que significa poder. Por esto, las Leyes de la Termodinámica son las leyes del "Poder del Calor." Hasta donde sabemos, estas leyes son absolutas. Todas las cosas en el universo observable son afectadas y obedecen las Leyes de la Termodinámica. 

La Primera Ley de la Termodinámica, comúnmente conocida como la Ley de la Conservación de la Materia/Energía, establece que la materia/energía no puede ser creada, ni tampoco puede ser destruida. La cantidad de materia/energía permanece igual. Puede cambiar de sólida, a líquido, a gas, a plasma, y comenzar de nuevo, pero la cantidad total de materia/energía en el universo permanece constante.

La fuente fundamental de energía en casi todos los ecosistemas es la radiante energía del sol; la energía y la materia orgánica pasan a lo largo de la cadena alimentaria del ecosistema. Los organismos son clasificados según el número de transferencias energéticas que pasan a través de una red alimentaria (véase la ilustración). La producción fotoautotrófica de materia orgánica representa la primera transferencia energética en los ecosistemas, y recibe la clasificación de producción primaria. El consumo de una planta por un herbívoro es la segunda transferencia energética, por lo que los herbívoros ocupan el segundo nivel trófico, también conocido como producción secundaria. Los organismos consumidores que se encuentran a una, dos o tres transferencias desde los autótrofos son clasificados como consumidores primarios, secundarios y terciarios. Al moverse a través de una red alimentaria, la energía se pierde durante cada transferencia en forma de calor, según lo describe la segunda ley de termodinámica. Por consiguiente, el número total de transferencias de energía rara vez excede de cuatro o cinco; con la pérdida de energía durante cada transferencia, es poca la energía disponible para mantener organismos en los niveles superiores de cualquier red alimentaria.

PRINCIPIO DE MÍNIMA ENERGÍA

Hasta aquí formulamos toda nuestra teoría a partir del principio de entropía máxima. En muchos casos resulta conveniente utilizar una reformulación en esquemas matemáticamente equivalentes. En el formalismo adecuado, los problemas termodinámicos pueden tornarse notablemente sencillos; por el contrario, los problemas simples pueden volverse muy complicados al emplear el esquema incorrecto.

Si bien hablamos ya de dos representaciones equivalentes (entropía y energía), sólo formulamos el principio de extremo para el caso de la entropía. Como las dos representaciones son equivalentes, debe haber un principio extremal análogo en la representación energía: veremos a continuación que éste es el principio de energía mínima.

Es fácil anticipar esta equivalencia si imaginamos la representación de un sistema compuesto en el espacio de configuraciones termodinámicas.

 Observemos en primer término que la superficie representada en este gráfico satisface todos los requisitos termodinámicos que esperamos. Si se establece un corte a  constante, la curva definida en la hipersuperficie debe tener pendiente positiva, pues

ESPONTANEIDAD DE UNA REACCIÓN

Para determinar si una reacción es o no espontánea, es necesario estudiar su termodinámica. Esta rama de la ciencia permite calcular la cantidad de trabajo útil producido por una reacción.

Además muestra a los dos factores competitivos que determinan la espontaneidad de una reacción

                      La Entalpía

                      La Entropía

PAPEL DE LA ENZIMA

Las enzimas son proteínas altamente especializadas que tienen como función la catálisis o regulación de la velocidad de las reacciones químicas que se llevan a cabo en los seres vivos.

Desempeñan el siguiente papel: Regular la velocidad de la reacción.


Casi todas las reacciones químicas de las células son catalizadas por enzimas, con la particularidad de que cada enzima solo cataliza una reacción, por lo que existirían tantas enzimas como reacciones, y no se consumen en el proceso. Los catalizadores no biológicos son inespecíficos.

(En una reacción catalizada por enzima (E), los reactivos se denomina sustratos (S) , es decir la sustancia sobre la que actúa la enzima. El sustrato es modificado químicamente y se convierte en uno o más productos (P). La 

reacción es reversible.)