LA ENERGÍA EXTERNA DEL PLANETA

EN ESTA UNIDAD TRATAREMOS DE:

-          EL SOL COMO ORIGEN DE LA ENERGÍA QUE LLEGA A NUESTRO PLANETA

-          LA TIERRA COMO SISTEMA MATERIAL QUE RECIBE DICHA ENERGÍA

-          LA TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA DEL SOL EN LA SUPERFICIE TERRESTRE

-          LA TRANSFORMACIÓN DE LOS RECURSOS ENERGÉTICOS

 

Desde la antigüedad muchas de las especies humanas (por lo menos las más evolucionadas) eran conscientes de la importancia de la estrella que llamamos SOL en el ciclo de su vida. Muchas de las culturas conocidas rendían un culto especial al Sol.

EL SOL Y LA TIERRA: DOS SISTEMAS A DISTINTA TEMPERATURA

-          El Sol es una inmensa esfera de gases que desprende gran cantidad de energía en forma de radiaciones (rayos) y se encuentra a muy alta temperatura

-          La Tierra es un astro frío.

HAY UN FLUJO DE ENERGÍA CALORÍFICA DEL CUERPO QUE TIENE MÁS TEMPERATURA, EL SOL, AL QUE TIENE MENOS, LA TIERRA.

Una parte muy pequeña de la energía que emite el Sol en todas direcciones llega a la Tierra de forma desigual. Esta energía es la responsable de:

1- Que el agua se encuentre en los tres estados: sólido, líquido y gas.

2- Que haya vientos, olas y corrientes marinas

3- Que haya fenómenos meteorológicos

4- Que se haya podido originar la vida.

5- Y, lo que más nos interesa, que se mantenga

 

ORIGEN DE LA ENERGÍA SOLAR

Hasta ahora estudiamos dos tipos de cambios debidos a la energía:

-          Los Cambios Físicos con los que la naturaleza de la materia se mantiene cambiando sólo su forma, temperatura, situación, estado, etc.

-          Los Cambios Químicos con los que la naturaleza de la materia cambia apareciendo sustancias nuevas, porque las partículas de la materia, los átomos, se reorganizaban formando nuevos compuestos, aunque los átomos, individualmente seguían siendo los mismos.

Hay un tercer cambio: Los Cambios Nucleares o Reacciones Nucleares, en virtud de las cuales son los propios átomos los que cambian, pasando a ser átomos de distinta clase, es decir formándose átomos nuevos. Esto es lo que pasa en el Sol

En el Sol se producen reacciones nucleares de fusión o fusión nuclear

Fusión nuclear

            FUSIÓN = UNIÓN (fundirse en uno)

            Es la unión de dos núcleos de dos átomos para formar uno solo.

Recuerda esto

¿CÓMO SON LOS ÁTOMOS?

Hoy sabemos que el átomo no es indivisible: tiene una estructura interna, es decir, partículas más pequeñas en su interior:

Núcleo: Parte central del átomo. Su tamaño es pequeñísimo  y contiene casi toda la masa. Está formado por protones y neutrones.

Corteza: Ocupa casi todo el volumen del átomo. Está formada por los electrones.
Los electrones se distribuyen en capas alrededor del núcleo.

 

Como vemos, los átomos están formados por:

·  Un núcleo muy pequeño, que contiene casi toda la masa del átomo y está formada por los protones y los neutrones.

·  Una corteza electrónica, formada por los electrones.


Hay más de un centenar de átomos distintos, tantos como elementos. Para identificar un átomo utilizamos el número atómico (Z), que es el número de protones del átomo.

ÁTOMOS DIFERENTES TIENEN DISTINTO Z (nº de protones en el núcleo)

 

            El Sol es una gran masa de gas Hidrógeno cuyos átomos chocan unos con otros uniéndose sus núcleos y formando átomos de Helio.

            Este proceso desprende una gran cantidad de energía

1 H  +  1 H    1 He  + energía

-          Un átomo de Hidrógeno tiene 1 protón en el núcleo

-          Un átomo de Helio tiene 2 protones en el núcleo

 

Fisión nuclear

            Otra reacción nuclear de los átomos es la FISIÓN NUCLEAR.

            FISIÓN = ESCISIÓN = ROTURA

            Es la rotura del núcleo de un átomo en dos partes. No es tan sencillo como esto pero nos vale de explicación.

-          El físico italiano Fermi fue el primero en observar este hecho con el Uranio U.

-          El núcleo del átomo de Uranio se divide en dos más sencillos: Antimonio (Sb) y Culombio (Cb). Estos átomos se van degradando, porque no son estables, para acabar convirtiéndose en Cesio (Cs) y en Rutenio (Ru), respectivamente, a costa de la pérdida de masa en forma de energía. Ésta es grandísima.

 

LOS RAYOS DEL SOL

 

                LA RADIACIÓN SOLAR

-          Gran parte de la energía del Sol llega a la Tierra en forma de radiaciones o “rayos” que agruparemos así:

1.      Unos rayos con más energía, rayos gamma γ, rayos equis X y rayos ultravioleta UV

2.      Luz visible o luz blanca, formada por la combinación del conocido espectro de la luz: el arco iris

3.      Otros rayos con menos energía, rayos infrarrojos, microondas y ondas de radio

 

 

PAPEL DE LA ATMÓSFERA

            La atmósfera está formada por cuatro capas, de abajo a arriba:

-          TROPOSFERA, capa donde se desarrolla la vida y llega la radiación visible

-          ESTRATOSFERA, donde se absorbe la radiación UV

-          IONOSFERA y EXOSFERA, donde se absorben las radiaciones más peligrosas, los rayos X y los rayos γ

EL EFECTO INVERNADERO

Es lo que permite que podamos vivir sobre la superficie de la Tierra disfrutando de una temperatura media de unos 15ºC

¿Cómo se produce?

·        Las radiaciones que llegan a la Tierra rebotan en su superficie, pero la atmósfera impide que vuelvan a salir al espacio exterior. Es como si entras en un coche que está al sol, fuera hay una temperatura, pero dentro es mucho más alta; los cristales del coche hacen el mismo efecto que las capas interiores de la atmósfera

·        En los planetas y satélites donde no hay atmósfera la variación de temperatura del día a la noche es muy grande, siendo muy alta durante el día y muy baja por la noche

·        La mala prensa del efecto invernadero está justificada en la posible acumulación de otros gases (CO2, CO, etc, producto de combustiones) que aumenten dicho efecto, aumentando así la temperatura global de la Tierra, a semejanza de lo que ocurre en Venus, donde la temperatura media es de unos 250ºC

 

 

PAPEL DE LA HIDROSFERA

            Los océanos funcionan como acumuladores térmicos que regulan la temperatura de la superficie de nuestro planeta

                        1- Porque no se calientan de forma uniforme (más en el Ecuador que en los Polos)

                        2- Por la rotación de la Tierra, que provoca corrientes

                        3- Por la atracción del Sol y la Luna que provoca las mareas

                        Además son muy eficaces, porque debido a su calor específico, tardan más en calentarse que las rocas de la superficie, pero también tardan más en enfriarse, o sea, que van desprendiendo el calor poco a poco

 

                        LAS CORRIENTES

                                   a- Corrientes profundas

El agua de los Polos, que está más fría se hunde y va por el fondo del océano hacia el Ecuador, porque el agua de aquí está más caliente y se eleva, ocasionando unas corrientes de convección a escala oceánica

                                   b- Corrientes superficiales

                                               Son originadas por los vientos, causantes, a su vez, de las olas