Unitat 0 comencem

15/09/2013 Unitat 0. Comencem 1

UNITAT 0

COMENCEM


Extret de: http://tecnobloc.wordpress.com/tecnologia-industrial-1/

http://tecnobloc.wordpress.com/tecnologia-industrial-1/


ENERGIA, TREBALL I POTÈNCIA

• Si considerem que l’univers està format per matèria i energia, la matèria

serà la substància dels elements de l’Univers, i l’energia és allò que

dóna vida a la substància, és a dir, allò que produeix els canvis en la

matèria.

ENERGIA

• L’energia (E) és, doncs, la capacitat que tenen els cossos

per realitzar treball. La seva unitat és el Joule (J).



TREBALL

• Pel que fa al treball, sovint anomenem treball a la realització de

qualsevol activitat que comporta un esforç físic o intel·lectual. Ara bé,

des del punt de vista físic, per poder parla de treball és necessari que

l’esforç aplicat a un cos li produeixi un desplaçament.

• El treball (W) desenvolupat per una força que actua sobre

un cos és el producte del component de la força F al llarg

del desplaçament pel desplaçament s que pateix el cos. La

seva unitat és el Joule (J) (Newton · metre).



TREBALL

• Matemàticament:

cosαsFW

• Per a una mateixa força i un mateix desplaçament cal considerar:

– Si α = 0º cos 0º = 1 W = F · s el treball és màxim.

– Si 0º <α< 90º cos α > 0 W > 0 s’anomena treball motor.

– Si α = 90º cos 90º = 0 W = 0 el treball és nul.

– Si 90º<α<180º cos α < 0 W < 0 s’anomena treball resistent.



TREBALL



POTÈNCIA

• La potència (P) és el treball realitzat en cada unitat de

temps. La seva unitat és el Watt (W) (Joule/segon).

vFtsF

tW

P

• D’altra banda, la potència que desenvolupa

una força F que actua sobre un cos en la

mateixa direcció que el seu desplaçament és:



POTÈNCIA


ENERGIA MECÀNICA, CINÈTICA I POTENCIAL

ENERGIA CINÈTICA

• Si un cos està en repòs i el volem posar en moviment, cal que li

apliquem una força durant el recorregut, és a dir, cal fer treball. De la

mateixa manera, tots els cossos que es mouen posseeixen energia i per

tant capacitat de realitzar treball.

• L’energia que tenen els cossos a causa del seu moviment

s’anomena energia cinètica (Ec). La seva unitat és el

Joule (J).

2c vm

21

E


ENERGIA CINÈTICA

2c vm

21

E



ENERGIA POTENCIAL

• Si considerem l’energia emmagatzemada en un pantà a una

determinada altura, es pot comprovar que és un dipòsit d’energia. Si

obrim les comportes l’aigua adquireix velocitat, i per tant, Ec a partir de

la que obtenir treball.

Sembla evident que, segons el principi de conservació de l’energia,

aquesta energia que apareix ja hi era en l’aigua (ja que l’energia ni es

crea ni es destrueix, només es transforma).

• L’energia que té un cos a causa de la seva posició

respecte del centre de la terra s’anomena energia

potencial gravitatòria (Ep), i depèn de la massa del cos i

de l’altura a què es trobi. La seva unitat és el Joule (J).

hgmEp



ENERGIA MECÀNICA

pcm EEE

• Si només hi actuen forces conservatives, com el pes del cos, l’energia

mecànica no varia, d’acord amb el principi de la conservació de

l’energia.

• La suma de l’energia cinètica i l’energia potencial d’un cos

s’anomena energia mecànica (Em). La seva unitat és el

Joule (J).

• Si hi actuessin forces no conservatives, com el fregament, aleshores hi

hauria una pèrdua d’energia mecànica en forma de calor.

EEEEEE final m.final c.final p.inicial c.inicial p.inicial m.



TRANSFORMACIÓ DE L’Ep EN Ec




ENERGIA MECÀNICA,

CINÈTICA I POTENCIAL


• El fenomen energètic és únic, per tant no seria correcte parlar de

diferents tipus d’energia, sinó que parlarem de diferents manifestacions

energètiques. Destacarem:

Energia mecànica.

Energia tèrmica.

Energia interna.

Energia química.

Energia elèctrica.

Energia nuclear.

Energia radiant.

Energia sonora.

MANIFESTACIONS ENERGÈTIQUES


• Si ens fixem en una pilota que va rebotant

reiteradament contra el terra veurem que cada

cop assoleix una alçada inferior fins que

finalment s’atura. Pot semblar que perd energia

a cada rebot, però coneixent el principi de

conservació de l’energia sabem que això no pot

ser. El que passa realment és que l’energia que

aparentment es perd produeix una vibració, és

a dir, fa augmentar el moviment de les

molècules de la pilota.

• L’energia que té un cos com a conseqüència de la suma

de l’energia total que posseeixen les seves molècules

s’anomena energia interna.

ENERGIA TÈRMICA I ENERGIA INTERNA



• Tornant al cas de la pilota, com a conseqüència de l’augment del

moviment, augmenta la seva energia interna i, per tant, no es perd

energia com podria semblar. Això es manifesta amb un augment de T

dels cossos en qüestió. Per tant la temperatura d’un cos és la

manifestació de la seva energia tèrmica.

• Si T d’un cos velocitat i separació de les seves molècules

el cos s’escalfa i es dilata.

• Quan l’energia tèrmica es transfereix d’un cos a un altre s’anomena

calor, i sempre es transfereix del cos més calent al més fred.




• La calor entre els cossos

es pot transferir per:

Conducció.

Convecció.

Radiació.






Conducció

Pròpia dels sòlids.

Es dóna per contacte directe entre cossos a temperatures diferents.

La calor sempre va del cos calent al fred fins que s’igualen les

temperatures.




Convecció

Pròpia dels fluids (tant líquids com gasos).

La part calenta del fluid té menys densitat i passa a la zona més alta;

el fluid més fred queda a la part més baixa.

Aquesta circulació s’anomena corrent de convecció.




Radiació

Es produeix en els cossos en forma d’ones electromagnètiques, que

travessen els medis que els són transparents, com l’aire, sense

gairebé escalfar-los, però quan incideixen sobre cossos que els són

opacs, com el nostre cos, les parets d’una habitació, els transfereixen

l’energia que transporten i n’augmenten la T.

L’emissió és més important com més alta és la T del cos.



• L’energia química és l’energia que té l’origen en els

enllaços entre els àtoms que formen les molècules.

L’energia química és l’energia que manté units els àtoms a

les molècules.

ENERGIA QUÍMICA

• L’energia elèctrica és l’energia que proporciona el corrent

elèctric. Un corrent elèctric és un flux de càrregues

elèctriques en moviment, per exemple, el pas d’electrons

per un circuit elèctric. Es sol mesurar en kWh.

• També podem dir que és l’Ec i l’Ep dels electrons en circular

en forma de corrent a través d’un circuit

ENERGIA ELÈCTRICA


• Qualsevol modificació del nucli, ja sigui per reaccions de fissió o de

fusió, comporta la transferència d’enormes quantitats d’energia en forma

d’energia radiant, tèrmica i cinètica de les partícules que es desprenen

com a conseqüència d’una pèrdua de massa.

• Aquesta energia es determina segons la famosa expressió proposada

per Einstein:


• L’energia nuclear és l’energia que manté juntes les

partícules del nucli dels àtoms en un espai molt reduït.

ENERGIA NUCLEAR

2cmE



• L’energia radiant és l’energia que transporten les ones

electromagnètiques, com la llum, les ones de radio, les

radiacions ultraviolades,...

ENERGIA RADIANT

• L’energia sonora és l’energia cinètica del moviment de

vibració que es desplaça a través de les molècules d‘aire.

ENERGIA SONORA

• No necessita suport material per a la seva transmissió, i la font principal

és el sol.


• Hem vist que l’energia ni es crea ni es destrueix, només es transforma.

Tot seguit podem veure alguns exemples d'aquestes transformacions:

TRANSFORMACIONS ENERGÈTIQUES


• Totes les transformacions són impossibles de realitzar al 100%. En

qualsevol transformació d’energia, hi ha una part d’aquesta que es

transfereix en forma de calor no útil per la transformació desitjada, i

aquesta part es considera una pèrdua.


RENDIMENT

• Les transformacions

d’energia es dues a

terme a les màquines:

puc WWW


• També podem considerar les energies transferides per unitat de temps,

que és més habitual a les màquines, i parlar de potència d’entrada o

consumida (Pc), potència de sortida o útil (Pu) i potència perduda

(Pp).


c

u

W

Wη

c

p

c

pc

W

W1

W

WWη

RENDIMENT

• El rendiment (η) d’una màquina és la relació que hi ha

entre el treball o energia consumits (Wc) i el treball o

energia útils o lliurat (Wu):

100W

Wη(%)

c

u

Unitat 0 comencem

Technology

Transcript of Unitat 0 comencem