3. Aplicaciones energéticas de las reacciones químicas
Combustibles
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| Imagen 17 Seldon, Dominio público |
Se trata de sustancias que desprenden una gran cantidad de energía en forma de calor cuando reaccionan con oxígeno. La madera y el carbón se utilizaron desde las primeras máquinas de vapor, por lo que los países con minas de carbón y grandes explotaciones forestales fueron los que más rápidamente se desarrollaron. Actualmente se utilizan gases como el gas ciudad (que es fundamentalmente metano) y gases licuados como propano y butano, además de gasolina, gasoil, etc, usados en automoción.
Para comparar diferentes combustibles se utiliza su entalpía específica, que es el calor desprendido por mol de sustancia. El hidrógeno tiene una entalpía específica de -143 kJ/g, mientras que la del butano es de -46 kJ/g: el hidrógeno produce casi tres veces más energía que el butano.
Por esa razón se están desarrollando proyectos para extender el uso del hidrógeno como combustible. Además, presenta la ventaja adicional de que no produce CO2 al quemarse, y así no contribuye a aumentar el efecto invernadero. Quedan por resolver los problemas relacionados con la producción de hidrógeno y su almacenamiento, ya que es un gas muy explosivo en contacto con el aire.
Valor energético de los alimentos
Mantener la vida necesita energía, y no solamente para poder interaccionar con el entorno, sino aunque solo sea para mantener la temperatura corporal: como es más alta que la del entorno, el animal cede energía, y tiene que obtenerla de alguna forma.
Los alimentos son esa fuente de energía necesaria. Hay obligación legal de especificar en las etiquetas su contenido energético, que se suele indicar en kcal o kJ por gramo (recuerda que una caloría equivale a 4,18 julios).
Por ejemplo, un gramo de mantequilla proporciona 34 kJ por gramo consumido. Como la cantidad de energía necesaria para una persona de edad y peso medios es de unas 2200 Kcal (sobre 9200 kJ), con 270 g de mantequilla queda cubierta esa necesidad energética, pero no la alimentaria.
La gasolina proporciona aproximadamente la misma cantidad de energía por gramo de combustible, pero para producir energía se tiene que quemar, mientras que la mantequilla de transforma químicamente en el estómago, sin quemarse.
Pre-conocimiento
Calentando y enfriando
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| Imagen 18 Easy way, Uso no comercial |
Para el tratamiento de lesiones deportivas se utilizan bolsas de plástico como las de la imagen.
Se trata de bolsas que tienen dos recipientes, que se ponen en contacto cuando la bolsa se manipula como se indica en las instrucciones. En uno de los recipientes hay agua y en el otro una sal, de manera que cuando la sal se disuelve se desprende calor, como sucede con el cloruro de calcio, o se produce una disminución de temperatura, como es el caso del nitrato de amonio. Los procesos de disolución se producen sin tener que forzarlos, pero uno es exotérmico y el otro endotérmico.
Según sea el tratamiento, se utiliza un tipo u otro de bolsa.
Ejemplo o ejercicio resuelto
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| Imagen 19 Magnus colossus, Creative commons |
Después de todo lo que has visto, ¿sabrías explicar cómo funciona un botijo?