UNIDAD 7: ENERGÍA

1. Energía tipos y propiedades.2. Fuentes de energía.

RenovablesNo renovables

3. La energía y su transformación.La energía

Se transformaSe transfiereSe degradaSe conserva

La energía es la capacidad de los cuerpos de producir cambios en si mismos.

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

1. Energía tipos y propiedades

Algunas formas de energía.1. Energía interna

Energía químicaEnergía térmica = CALOR

2. Energía eléctrica

3. Energía radiante

4. Energía nuclear

5. Energía mecánicaEnergía cinética: Es debida al movimiento de los cuerpos Ec = ½ m·v2

Energía potencial gravitatoria: Es debida la la posición de los cuerpos

Ep = m·g·h

1. Energía interna : está asociada a los cuerpos en función de su estructura, su composición química y su temperatura.

Energía química: se libera en lasreacciones químicas cuando se rompen los enlaces de los átomos. (alimentos)

Energía térmica (CALOR): es una energía en tránsito porque se transfiere de los cuerpos más calientes hacia los que tienen menor temperatura. La energía térmica hace que las partículas se muevan.

1. Energía eléctrica: es la energía que producen las cargas eléctricas en movimiento.

3. Energía radiante: es la energía electromagnética que recibimos del Sol. Se puede propagar en el vacío.

4. Energía nuclear: es la energía almacenadaen los núcleos de los átomos y se libera en lasreacciones nucleares de fisión y de fusión

5. Energía mecánicaEnergía cinética:

Es debida al movimiento de los cuerpos

Ec = ½ m·v2

Cuando a un cuerpo, inicialmente en reposo sobre un plano horizontal, se le aplica una fuerza horizontal y constante, el cuerpo se desplaza una distancia (s) adquiriendo cierta velocidad v. La fuerza aplicada ha realizado un trabajo que se transforma en “energía cinética”.

Completa la tabla siguiente:

Masa (kg) Velocidad (m/s) Energía cinética (J)Caso 1 10 10Caso 2 20 800  

Caso 3 8 3600

Energía potencial gravitatoria: Es debida la posición de los cuerpos

Ep = m·g·h

Sabiendo que g = 9,8 m/s2, completa la tabla siguiente:

Ep =0

Ep =m·g·h

Masa (kg) Altura (m) Energía potencial (J)

10 5

20 5

10 10

30 15

10 1.960

PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

LA ENERGÍA MECÁNICA  : es la suma de la energía cinética y la energía potencial.

Si no hay rozamientos la energía mecánica se mantiene 

Constante Em  =  Ec  +  Ep = cte

EmA = EmB = Emc

EpA = 2∙9,8∙20=392 J

EcA = 0 

EmA = 392 J

EmB = 392 J;  EmC = 392 J

EpB = 2∙9,8∙15=294 J

EcB = Em ‐EpB = 392 J – 294 J = 98 J

EpC = 0 J

EcC = Em ‐EpC = 392 J – 0 = 392 J

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma

m= 2 kg

Transferencia de energía: TRABAJO

TRABAJO (W): es la energía que se trasfiere a un cuerpo cuando al aplicarle una fuerza F, éste se desplaza una .distancia d.

W = F ∙ d                   Unidad de medida: julio (J)Ejemplo:   ¿Qué trabajo realiza una fuerza horizontal aplicada sobre un cuerpo si los 

desplazamientos son de 5, 8 y 12 m respectivamente y no hay rozamiento?

5 kg

F=40 N

W=

W=

W=

5 m

8 m

12 m

F(N)

d(m)

F(N)

d(m)

F(N)

d(m)

Representa las gráficas F-d de los tres casosestudiados.

Es una magnitud física que relaciona el trabajo efectuado con el tiempo invertido en ello 

Una grúa eleva verticalmente un bloque de 100 kg hasta una altura de 20 m en 5 s 

a) ¿Qué potencia desarrolla? 

b) Si tardase 9 s  en subir el bloque 20 m ¿cuál sería su potencia?

c) Si elevase el  bloque hasta 50 m de altura en 10 s ¿cuánto vale su potencia?

POTENCIA

Unidad de medida: el vatio (w)P=W/t 1w = 1J/s

20 m

50 m

Es una magnitud física que relaciona el trabajo efectuado con el tiempo invertido en ello 

Una grúa eleva verticalmente un bloque de 100 kg hasta una altura de 20 m en 5 s 

a) ¿Qué potencia desarrolla? 

b) Si tardase 9 s  en subir el bloque 20 m ¿cuál sería su potencia?

c) Si elevase el  bloque hasta 50 m de altura en 10 s ¿cuánto vale su potencia?

POTENCIA

Unidad de medida: el vatio (w)P=W/t 1w = 1J/s

20 m

50 m

a) P = W/t W = 100 · 9,8 · 20 = 19.600 JP = 19.600 J / 5s = 3.920 w

b) P = 19.600 J / 9 s = 2.177,7 w

c) W = 100 · 9,8 · 50 = 49.000 JP = 49.000 J / 10s = 4.900 w

Recurso natural

El desarrollo de la civilización industrial amenaza con la desaparición y el empobrecimiento de los recursos naturales.

TIPOS DE RECURSOS NATURALES:

Renovables: se regeneran al mismo tiempo que se consumenRecuperables: Suelo, seres vivos, energía hidráulica y biomasaInagotables: Aire, agua, energía solar, energía eólica y energía 

mareomotriz.

No renovables: se agotan por su consumo o no se renuevan al mismo ritmo con que se utilizan.

Carbón, gas natural, petróleo y energía nuclear.

Medio que existe en la naturaleza y se incorpora a la producción

FUENTES DE ENERGÍA

Las fuentes de energía renovablesSon inagotables y continuas

1. ENERGÍA SOLAR : La recibimos del sol y es fuente de calor y electricidad. Colectores y células fotoeléctricas.

1. El calor se capta mediante colectores térmicos- Uso doméstico- Uso industrial- Uso agrícola

2. La electricidad se genera por medio de células fotoeléctricas:Éstas son dispositivos electrónicos que transforman la luz en electricidad mediante el  “efecto fotoeléctrico”. 

Cuando luz de elevada energía incide sobre un metal se emiten electrones que generan una corriente eléctrica.

n panel fotovoltaico está constituido or varias células fotoeléctricasonectadas entre sí.

e‐ e‐ e-

Luz

e‐ e‐ e‐ e- e‐ e-

e‐ e‐ e‐ e- e‐

e‐ e‐ e‐ e- e‐ e-

e‐ e‐ e- e‐Metal

Metal

Detector de corriente

e-

e-

2. ENERGÍA EÓLICA: la genera el viento y puede transformarse en energía eléctrica mediante turbinas.

CaracterísticasDepende del flujo del viento y tiene las siguientes ventajas:

- Continua e inagotable- No contamina el medio ambiente- Es barata

AEROGENERADOR- Torre de 55 m- Turbia- Generador- Multiplicador

3. ENERGÍA HIDRÁULICA: se obtiene de las aguas de los ríos almacenadas en grandes embalses.

El agua cae desde cierta altura e incide en una turbina que rota y genera energía eléctrica por medio de generadores.

Característicaso No contaminao Es inagotableo El agua se reutilizao Regula el caudal del ríoo La instalación es carao El mantenimiento es barato

4. ENERGÍA MAREOMOTRIZ: se aprovechan las mareas para generar electricidad

Característicaso No contaminao Es renovableo No da residuoso El mantenimiento es barato

- inundaciones- alteran ecosistemas- funciona sólo 4 veces

al día

5. BIOMASA (masa biológica): es la energía limpia que proviene de la madera, de residuos agrícolas y forestales, de las algas y de la basura.

Se usa como combustible por un proceso contrario al de la fotosíntesis.

Combustión    Calor

CO2  +  H2O      ([CH2O]     +   H2O)   +    O2

Fotosíntesis Luz solar

BIOCOMBUSTIBLES- Leña- Bioalcohol- Biodiesel- Biogás- Bloque sólido

RECURSOS NO RENOVABLES

1. EL CARBÓN: es una sustancia sólida constituida por carbonoTipos de carbón:

Turba, lignito, sub‐bituminosos, hulla y antracita

PROBLEMAS

‐ Produce gases 

tóxicos: 

CO2,

SO2, 

SO3, 

NO2, etc.)

‐ Genera “smog”

•El carbón•El gas natural•El petróleo•Energía nuclear

•El carbón•El gas natural•El petróleo•Energía nuclear

CENTRAL TÉRMICA

2. EL GAS NATURAL:  

Es una mezcla de hidrocarburos cuya composición depende del yacimiento.

Es una energía muy utilizada que puede transportarse por gaseoductos.

Ventajas:-Poco contaminante

- No SO2- No CO2- No Nox- No smog

-Buen rendimiento

-Es barato

3. EL PETRÓLEO:  Es una mezcla de hidrocarburos, oxígeno, nitrógeno, azufre y otros.Se encuentra en el subsuelo.

Reservas mundiales de petróleo

4. ENERGÍA NUCLEAR  Es la energía que se libera en las reacciones de FISIÓN (ruptura) y de FUSIÓN (unión).

E = m∙c2

FISIÓNEs la ruptura del núcleo de un elemento pesado al ser bombardeado por neutrones. Desprende mucha energía

FUSIÓNEs la unión de dos núcleos de elementos ligeros para formar un núcleo mayor.

Central nuclear de fisión

Reactor nuclear de fusión