7 LA ENERGÍA Y SUS FUENTES

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1 7 LA ENERGÍA Y SUS FUENTES EJERCICIOS PROPUESTOS 7.1 Explica qué transformaciones de energía se producen cuando una bombilla se conecta a la red eléctrica. Y cuando se conecta un ventilador? Energía eléctrica de la red energía luminosa (radiante) de la bombilla energía disipada caloríficamente Energía eléctrica de la red energía cinética de las aspas del ventilador energía disipada caloríficamente 7.2 Qué transformaciones de energía se producen cuando un arquero tensa su arco y lanza una flecha? Y cuando la flecha se clava en la diana? Energía química de los músculos del arquero energía elástica del arco energía cinética de la flecha energía disipada caloríficamente por rozamientos. Energía cinética de la flecha trabajo de deformación de la diana energía disipada caloríficamente 7.3 Calcula el rendimiento de un motor que realiza un trabajo de 80 J por cada 200 J de energía que consume. La energía suministrada al motor es 200 J y el trabajo realizado o energía útil es 80 J. Por tanto, el rendimiento es: Energía útil 80 r % Energía suministrada Qué porcentaje de la energía suministrada al motor en el ejercicio anterior se disipa caloríficamente? Podría disipar un 0%? Como la energía útil es el 40%, la energía disipada es el 60%. E suministrada E útil E disipada E disipada E suministrada E útil Ninguna máquina tiene un rendimiento del 100% porque siempre disipa caloríficamente una parte de la energía que se le suministra, por ello, nunca se podría conseguir un porcentaje del 0% de disipación calorífica. 7.5 Enumera cinco procesos de la vida diaria en los que se producen pérdidas de energía por disipación calorífica. La cocción de los alimentos, el funcionamiento del motor de un vehículo, el funcionamiento de un ordenador, la combustión del gas doméstico para calefacción, el encendido de una bombilla, etc. 7.6 Explica en qué consiste el problema energético y su relación con la degradación de la energía. Es posible que un sistema que reciba cualquier forma de energía pueda cederla íntegramente mediante calor. Pero no es posible que un sistema que reciba energía mediante calor, pueda transferirla íntegramente como otra forma de energía. 7.7 A qué se llama móvil perpetuo? Si el rendimiento energético de una máquina fuese del 100%, esta máquina podría funcionar ininterrumpidamente sin consumo de energía. Esta sería un móvil perpetuo. 7.8 Por qué el carbón desplazó a la madera como combustible en el siglo XIX? El carbón fue sustituyendo a la madera como combustible más utilizado debido a su mayor poder energético ( kj/kg frente a kj/kg).

2 7.9 Indica algunos inconvenientes del carbón y del petróleo como fuentes de energía. El carbón y el petróleo son combustibles muy contaminantes y contribuyen a la lluvia ácida y al efecto invernadero Señala qué ventajas tendrían los reactores nucleares de fusión. La fusión proporciona mayor energía que la fisión nuclear, para una misma masa de combustible. Los reactores generarían una energía prácticamente inagotable y poco contaminante que podría resolver en el futuro los problemas energéticos de la humanidad Explica cómo generan las estrellas, entre ellas el Sol, su energía radiante. Las estrellas y, por supuesto, el Sol, generan su energía mediante reacciones de fusión nuclear Qué actividades humanas han incrementado la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera en los últimos doscientos años? El desarrollo industrial y la demanda creciente de energía han llevado a la quema de grandes cantidades de combustibles fósiles, con el consiguiente incremento de la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera Enumera las consecuencias del aumento de GEI a la atmósfera. Qué medidas se están tomando a nivel mundial para atenuar estas consecuencias? El aumento de la temperatura media terrestre por el incremento de las emisiones de GEI puede causar aumento de precipitaciones en las zonas húmedas, aumento de aridez en las zonas secas y fusión de los hielos polares, con la consiguiente inundación de zonas costeras. A nivel mundial, está vigente el Protocolo de Kyoto, que obliga a los países firmantes a reducir las emisiones de GEI. Para ello, se está promoviendo la utilización de fuentes renovables de energía Explica las transformaciones de energía que se producen en una instalación de energía solar térmica de baja temperatura. La energía radiante del Sol se transfiere a un fluido contenido en un colector solar. El fluido se calienta y puede transferir energía mediante calor al entorno. Se usa para conseguir agua caliente y para calentar edificios pequeños Señala qué fuentes renovables de energía dependen directa o indirectamente del Sol. La energía de la biomasa, la energía solar térmica, la energía solar fotovoltaica, la energía hidráulica, la energía eólica y, en parte, la energía mareomotriz Señala qué ventajas y qué inconvenientes tiene el incremento del consumo energético. Las ventajas del incremento del consumo energético son la mejora de la calidad de vida y el incremento del desarrollo económico. Sus inconvenientes son los efectos medioambientales negativos, el agotamiento de las fuentes de energía no renovables y la dependencia energética de determinadas regiones Explica el concepto de diversificación de las fuentes energéticas. La diversificación energética consiste en ir limitando el uso de las fuentes tradicionales de energía, que son las utilizadas habitualmente en un país, para potenciar otras fuentes de energía alternativas menos contaminantes.

3 7.18 El consumo energético previsto para España en el año 2010 es, aproximadamente, de 150 millones de tep. Calcula su valor en kilovatios-hora. E tep 1, tep E 1, (tep) 4, (J/tep) 6, J 1 ( kw h) E 6, (J) 1, , kw h 6 (J) 7.19 Qué diferencia existe entre fuente de energía renovable y fuente de energía alternativa? Fuente de energía renovable es aquella cuyas reservas se consumen a un ritmo menor del que son renovadas por la naturaleza. Fuente de energía alternativa es aquella que no se utiliza habitualmente en un país, y que puede sustituir a las fuentes de energía tradicionales. CIENCIA APLICADA 7.20 Explica por qué se dice que las pilas de combustible hacen lo contrario que la electrólisis. En la electrólisis, una molécula de agua se descompone en hidrógeno y oxígeno; en una pila de combustible, por el contrario, el hidrógeno se combina con el oxígeno para formar agua Enumera las principales ventajas de las pilas de combustible. Son poco contaminantes, contribuyen a la diversificación energética y pueden usarse en aplicaciones muy variadas. EJERCICIOS DE APLICACIÓN 7.22 Describe las transformaciones energéticas que se producen en los siguientes dispositivos. a) Un muelle comprimido que lanza una bola al expandirse. b) Una máquina de vapor que quema carbón. c) Un pequeño motor eléctrico a pilas. Energía elástica del muelle energía cinética de la bola Energía química del carbón energía térmica del agua energía térmica cinética del vapor energía cinética de la máquina Energía química de la pila energía eléctrica energía cinética del motor 7.23 Justifica si estas afirmaciones son verdaderas o falsas. a) Algunas máquinas alcanzan un rendimiento del 100%. b) La energía disipada caloríficamente en una transformación energética se denomina energía útil. c) El petróleo tiene mayor poder energético que el gas natural. d) El uranio es una fuente de energía renovable. a) Falsa. Ninguna máquina alcanza un rendimiento del 100% porque siempre hay pérdidas caloríficas. b) Falsa. Energía útil es la energía aportada que no se disipa caloríficamente. c) Falsa. 1 m 3 de gas proporciona, aproximadamente, la misma energía que 0,9 kg de petróleo. d) Falsa. Las reservas de uranio son limitadas Describe las diferentes partes y el funcionamiento de una central solar térmica de alta temperatura. Una central solar térmica de alta temperatura consta de un sistema de espejos para concentrar la radiación solar sobre un fluido a alta temperatura. El fluido caliente se aprovecha para transferir energía a las turbinas que mueven los generadores eléctricos.

4 7.25 Un motor recibe una energía eléctrica de 1500 J y realiza un trabajo útil de 1050 J. Calcula qué energía se ha disipado mediante calor. Energía disipada energía suministrada energía útil J 7.26 Una central térmica consume una energía de 3 millones de julios para producir 1,2 millones de julios de energía eléctrica. Calcula el rendimiento energético de esta central. r Energía útil, % Energía suministrada Enumera seis fuentes renovables de energía e indica la principal ventaja de cada una. Energía de la biomasa: autóctona. Energía solar térmica: inagotable. Energía solar fotovoltaica: favorece el desarrollo tecnológico. Energía hidráulica: autóctona. Energía eólica: autóctona. Energía mareomotriz: poco contaminante Señala los principales efectos ambientales negativos del actual modelo de desarrollo económico. El actual modelo de desarrollo económico, basado en el uso de los combustibles fósiles y de la energía nuclear, ha tenido efectos ambientales negativos. Algunos de ellos han sido la contaminación atmosférica, la lluvia ácida, el efecto invernadero y el almacenamiento de residuos radiactivos de larga duración. PROBLEMAS DE SÍNTESIS 7.29 Una máquina de vapor disipa caloríficamente J cuando se le aporta una energía de 60 kj. a) Halla la energía aprovechada por la máquina. b) Determina su rendimiento energético. a) Energía útil energía suministrada energía disipada J 35 kj Energía útil b) r 100 = % Energía suministrada El rendimiento de la turbina de una central termoeléctrica es del 40%, mientras que el de la turbina de una central hidroeléctrica es del 85%. Qué cantidad de energía se necesita en cada caso para generar 1 kw h de energía eléctrica? Energía útil r = 100 Energía suministrada Central termoeléctrica: Energía suministrada 100 Energ ía útil ,5 kw h r 4 0 Central hidroeléctrica: Energía suministrada 100 Energ ía útil ,18 kw h r 8 5

5 7.31 Si 1000 m 3 de gas natural equivalen a 0,9 tep, calcula: a) A cuántos m 3 de gas equivale 1 tep. b) La energía que puede aportar 1 m 3 de gas. c) A cuántos m 3 de gas equivale 1 tec. Datos. 1 tep 4, J; 1 tec 2, J a) 1 tep 1 (tep) ( m ) 1111,11 m 0, 9 (tep) 3 b) 1 m 3 de gas equivale a tep. La energía que puede aportar es: c) 1 tec 1 (tec) 2, (J) 1 (m 3 ) 1 (tec) 3, ,19 m (J) 3 E (tep) 4, (J) 3, J 1 (tep) 7.32 Elabora un esquema con la clasificación de las diversas fuentes de energía. Fuentes de energía No renovables Renovables Madera Carbón Combustibles fósiles Petróleo Gas natural Fisión nuclear Nuclear Fusión nuclear Biomasa Térmica de baja temperatura Solar Térmica de alta temperatura Fotovoltaica Hidráulica Eólica Mareomotriz 7.33 Razona si estas afirmaciones son verdaderas o falsas. a) La energía disipada mediante calor puede medirse en kilovatios-hora. b) El gas natural es una fuente de energía no renovable, pero poco contaminante. c) Si un motor tiene un rendimiento energético del 25%, disipa caloríficamente más de la mitad de la energía que se le suministra. Verdadera. El kilovatio-hora es unidad de energía. Verdadera. No es renovable, pero contamina menos que otros combustibles fósiles. Verdadera. Este motor disipa caloríficamente el 75% de la energía suministrada.

6 7.34 En la dirección de Internet puedes consultar un informe del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía sobre la energía solar fotovoltaica. En qué zonas de España sería, en principio, más rentable una instalación solar? Y en qué zonas sería menos rentable? Las zonas más rentables serían todo el sur de España, y las menos rentables, Galicia y todo el litoral cantábrico Consulta esta guía sobre el ahorro energético y escribe una lista con seis medidas de ahorro de energía en el funcionamiento de las instalaciones de calefacción y de agua caliente. 1.ª Mantener la temperatura de las habitaciones en torno a los 20 ºC. 2.ª Purgar regularmente el aire contenido en los radiadores. 3.ª No cubrir los radiadores. 4.ª No abrir las ventanas más de diez minutos para renovar el aire de las habitaciones. 5.ª Cerrar persianas y cortinas por la noche. 6.ª No mantener la calefacción encendida por la noche, salvo en zonas muy frías Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) Las fuentes no renovables de energía son muy contaminantes. b) Las fuentes renovables de energía no tienen apenas impacto sobre el medio ambiente. c) Las fuentes renovables de energía utilizan tecnologías tradicionales muy sencillas. d) Las energías alternativas se obtienen fundamentalmente de las fuentes renovables de energía. e) Los reactores nucleares de fusión aportan una parte importante de la energía consumida en muchos países desarrollados. a) Falsa. Hay fuentes no renovables de energía que son poco contaminantes, como el gas natural. b) Falsa. Hay fuentes renovables de energía que tienen un fuerte impacto ambiental, como las presas para el aprovechamiento de la energía hidráulica. c) Falsa. Muchas fuentes renovables de energía requieren el uso de tecnologías muy complejas, como la energía solar fotovoltaica. d) Falsa. Energías alternativas son las que se han utilizado tradicionalmente poco en una región, pero pueden ser renovables o no renovables. e) Falsa. Todavía no se ha logrado construir reactores nucleares de fusión El consumo energético mensual de una casa es 600 kw h. Calcula cuántos kilogramos de combustible necesitaría al mes si utilizara: a) Madera (poder energético: kj/kg). b) Lignito (poder energético: kj/kg). c) Petróleo (poder energético: kj/kg). d) Butano (poder energético: kj/kg). Consumo mensual de la casa: E 600 kw h 600 (kw h) 3, (J/kW h) 2, J 2, kj. a) Si utiliza como combustible madera: m 2 6, ( kj) 154,3 kg ( kj/ kg) b) Si utiliza como combustible lignito: m 2 6, ( kj) 127 kg ( kj/ kg) c) Si utiliza como combustible petróleo: m 2 6, ( kj) 54 kg ( kj/ kg) d) Si utiliza como combustible butano: m 2 6, ( kj) 46,9 kg ( kj/ kg)

7 7.38 La tabla siguiente recoge la distribución del consumo de energía (en ktep) de los hogares españoles durante el año Calefacción 4200 Agua caliente 1820 Electrodomésticos 1380 Cocina 850 Iluminación 640 Aire acondicionado 20 a) Calcula el porcentaje del consumo final de energía en los hogares que corresponde a cada apartado de la tabla. b) Representa en un diagrama de sectores los porcentajes calculados en el apartado anterior. a) Consumo total (en ktep): E ktep. Porcentaje correspondiente a: Calefacción: ,14% 8910 Agua caliente ,43% 8910 Electrodomésticos ,49% Cocina 100 9,54% Iluminación 100 7,18% Aire acondicionado 100 0,22% b) Diagrama de sectores: Calefacción: 4 7, Agua caliente 2 0, Electrodomésticos 1 5, Cocina 9, Iluminación 7, Aire acondicionado 0, Calefacción 170 Agua caliente 74 Electrodomésticos 56 Cocina 34 Iluminación 26 Aire acondicionado Calcula el rendimiento de un motor que aporta una energía mecánica de J cuando consume 150 L de una gasolina de kj/kg de poder calorífico. Dato. Densidad de la gasolina 730 kg/m 3 Masa de 150 L de gasolina: m 0,150 (m 3 ) 730 (kg/m 3 ) 110 kg. Energía consumida: E 110 (kg) (kj/kg) 4, kj 4, J. 9 Energía útil 2 10 Rendimiento del motor: r ,6%. Energía suministrada,7 10

8 7.40 Es España un país energéticamente dependiente? Explica qué medidas básicas se deberían tomar para reducir la dependencia energética. España es un país con una fuerte dependencia energética; la mayor parte de la energía consumida procede del petróleo y del gas natural que se importan del exterior. Por ello es necesario incrementar el ahorro energético, potenciar las fuentes renovables de energía autóctonas, diversificar el consumo energético y buscar fuentes alternativas de energía. PARA PENSAR MÁS 7.41 En un determinado lugar, la radiación solar aporta 400 julios por segundo a cada metro cuadrado de la superficie terrestre. Calcula qué energía incide sobre un colector plano de 15 cm de ancho y 90 cm de largo expuesto durante 8 h a esa radiación solar. Superficie del colector: S 0,15 0,90 0,135 m 2. Tiempo de exposición: t 8 (h) 3600 (s/h) 2, s. Energía recibida en 8 h: E 400 (J s 1 m 2 ) 2, (s) 0,135 (m 2 ) 1, J Una bombilla convencional de 100 W cuesta aproximadamente 1 y tiene una duración de 1000 h. Una lámpara de bajo consumo de 20 W proporciona la misma iluminación, cuesta unos 10 y dura 8000 horas. Calcula: a) Si el precio aproximado de la energía eléctrica es de 0,10 /kw h, cuánto cuesta mantener 8000 horas de iluminación equivalente con bombillas convencionales de 100 W y con lámparas de bajo consumo de 20 W? b) Cuál es el ahorro energético conseguido durante esas 8000 h? a) Para mantener 8000 h de iluminación con bombillas convencionales se necesita utilizar sucesivamente 8 bombillas: Coste de las 8 bombillas: C Coste de la electricidad consumida: C 2 0,100 (kw) 8000 (h) 0,1 ( /kw h) 80. Coste total: C C 1 C Para mantener 8000 h de iluminación con bombillas de bajo consumo se necesita solo una bombilla: Coste de la bombilla: C Coste de la electricidad consumida: C 2 0,020 (kw) 8000 (h) 0,1 ( /kw h) 16. Coste total: C C 1 C b) Ahorro energético en 8000 h: E E 1 E 2 0,100 (kw) 8000 (h) 0,020 (kw) 8000 (h) 800 (kw h) 160 (kw h) 640 kw h

9 7.43 La previsión de consumo de energías renovables en España para el año 2010 es la siguiente (en miles de tep). Minihidráulica * Biocarburantes Hidráulica ** Residuos urbanos Eólica Solar térmica Biomasa Solar fotovoltaica Biogás Solar termoeléctrica * Centrales < 10 MW ** Centrales > 10 MW Geotérmica a) Representa los datos anteriores mediante un diagrama de barras. b) Halla la contribución (en porcentaje) de cada fuente al consumo final de energías renovables. c) Si el consumo de energía previsto para España durante el año 2010 es de tep, calcula el porcentaje de este consumo que se cubrirá con energías renovables. a) Miles de tep b) Consumo total de energías renovables: Minihidráulica Hidráulica Eólica Biomasa Biogás Biocarburantes Residuos urbanos Solar térmica Solar fotovoltaica Solar termoeléctrica Geotérmica E ktep 580 Porcentaje correspondiente a la energía minihidráulica: 100 2,9% Porcentaje correspondiente a la energía hidráulica: ,6% Porcentaje correspondiente a la energía eólica: ,3% Porcentaje correspondiente a la biomasa: ,5% Porcentaje correspondiente al biogás: 100 2,2% Porcentaje correspondiente a los biocarburantes: ,9% Porcentaje correspondiente a los residuos urbanos: 100 2% Porcentaje correspondiente a la energía solar térmica: 100 1,9% Porcentaje correspondiente a la energía solar fotovoltaica: 100 0,2% Porcentaje correspondiente a la energía solar termoeléctrica: 100 2,5% Porcentaje correspondiente a la energía geotérmica: 100 0,01% ktep c) Porcentaje de energías renovables en el consumo final de energía: ,1% ktep

10 TRABAJO EN EL LABORATORIO 1 Por qué crees que el tubo de cobre debe tener forma de serpentín? Sería suficiente un tubo recto? La forma de serpentín implica una longitud mayor que si fuera recto, por lo que el rendimiento será mayor en el primer caso. 2 Justifica la conveniencia de pintar de negro el interior del colector solar. El color negro absorbe toda la radiación solar y, por tanto, su energía se aprovecha al máximo.

11 8 ENERGÍA Y TRABAJO EJERCICIOS PROPUESTOS 8.1 Qué transferencias de energía se producen cuando el viento incide sobre las velas de un barco? Parte de la energía cinética del viento se transfiere a las velas del barco. El trabajo realizado por las velas se transfiere al barco como energía cinética. En todo el proceso hay disipación calorífica de energía. 8.2 Cómo se transfiere la energía desde el Sol hasta la Tierra? Por la radiación o energía radiante, que se propaga mediante ondas electromagnéticas. 8.3 Argumenta si un coche parado en la carretera tiene energía potencial. En términos relativos, tiene energía potencial si está a cierta altura sobre el nivel de referencia aceptado por convenio como energía potencial cero. En términos absolutos, la tendrá siempre. 8.4 Describe las transformaciones energéticas que ocurren cuando un alpinista escala una montaña. La energía química consumida por su organismo se transforma en energía elástica en sus músculos, que impulsan el cuerpo en la subida, adquiriendo más energía potencial a medida que gana altura. Parte de la energía se disipa en forma de calor a través de la piel del alpinista. 8.5 Indica cuál es la unidad de medida de la energía potencial gravitatoria y por qué. El julio (J), que es la unidad de medida en el SI para todo tipo de energía. 8.6 La energía potencial de un objeto sobre el suelo es cero? No, pues todos los cuerpos que ocupan una posición sobre la superficie de la Tierra tienen energía potencial. 8.7 Un paquete de 2 kg sube desde el suelo hasta una estantería de 2 m de altura. a) Halla el aumento de su energía potencial. b) Quién pierde esa energía? a) E P mg h 2 9,8 2 39,2 J b) Pierde energía la persona que realiza el trabajo. 8.8 Describe cinco situaciones de la vida cotidiana en las que un cuerpo o sistema experimente un aumento y una disminución de su energía cinética. Aumento de energía cinética: una motocicleta que acelera, un bolígrafo que cae, un ascensor que baja partiendo del reposo, un carrito que se deja caer por una rampa, un atleta al iniciar una carrera, etc. Disminución de energía cinética: un automóvil que frena, una pelota lanzada hacia arriba, un carrito que se empuja por una rampa hacia arriba, un coche de juguete que se empuja sobre el suelo, un saltador de trampolín cuando entra en el agua, etc.

12 8.9 Calcula la energía cinética de un camión de 3000 kg que lleva una velocidad media de 72 km/h. Cuánto debe variar la velocidad para que su energía cinética sea el doble? v 72 km/h 20 m/s E C 1 2 mv2 0, J 600 kj Para que la E C sea el doble: E C , J; E C 1 2 mv2 v 2 E C m 2 1 3, ,3 m/s Una persona se desliza sin rozamiento por un tobogán desde su punto más alto, a 5 m sobre el suelo. Calcula qué velocidad, expresada en km/h, llevará cuando llegue al punto más bajo. Su energía mecánica se conserva: E C1 E P1 E C2 E P2 E MT 1 2 mv2 1 mgh mv2 2 mgh 2. La velocidad inicial es cero (v 1 0) y la altura final es cero también (h 2 0). Por tanto: mgh mv2 2 gh v2 2 9, (s/ h) v2 2 v 2 2 9,8 5 9,9 m/s 9,9 (m/s) 35,6 km/h (m/ km) 8.11 Describe las variaciones de energía cinética y de energía potencial gravitatoria del coche de la figura. Cuando el coche está en el punto más alto de su trayectoria tiene energía potencial, pero no tiene energía cinética, porque su velocidad es 0 en ese momento. A medida que cae, va ganando energía cinética y perdiendo energía potencial en la misma cuantía; al pasar por el punto más bajo de su recorrido, tiene la máxima velocidad y la máxima energía cinética; en ese momento tiene la mínima energía potencial. Cuando sobrepasa el punto más bajo, comienza a perder energía cinética y a ganar energía potencial. Al alcanzar el punto más alto, su energía cinética se ha reducido a 0; comienza entonces a caer de nuevo y el intercambio de energías se repite periódicamente Describe cinco situaciones de la vida cotidiana en las que un cuerpo o sistema experimente una variación de su energía potencial gravitatoria. Un automóvil que sube una pendiente, una persona que baja una escalera, un ascensor que sube y baja, un bolígrafo que cae, un pájaro que vuela, etc Una vagoneta desciende por una montaña rusa, gana o pierde energía potencial? Y energía cinética? Pierde energía potencial y gana energía cinética Explica por qué el rendimiento de las máquinas es siempre inferior a la unidad. Las máquinas no transforman íntegramente en trabajo útil la energía que se les suministra. Debido a los rozamientos, parte de la energía suministrada a la máquina se pierde mediante calor Qué quiere decir que el rendimiento de un motor es del 35%? El motor transfiere como energía útil el 35% de la energía que se le suministra. El 65% restante se disipa caloríficamente.

13 8.16 El motor de combustión interna y los mecanismos de una grúa tienen un rendimiento del 45%. Calcula qué energía consumirá para subir un peso de 80 kg hasta una altura de 25 m. Trabajo realizado: W E P mg h 80 9, J. Trabajo útil r(%) 100 E W r J Energía suministrada Calcula la potencia de un atleta que levanta una pesa de 120 kg desde el suelo hasta una altura de 2 metros en 1,2 segundos. Trabajo realizado: W E P mg h 120 9, J. Potencia: P W t W 1,96 kw. 1, Expresa en kilovatios la potencia de un automóvil de 180 CV. P 180 CV 180 (CV) 7 35 ( W) W 132,3 kw 1 (CV) CIENCIA APLICADA 8.19 Qué porcentaje del consumo neto de energía se cubre en España con la energía eólica? Aproximadamente, el 6,5% Qué zonas son las más adecuadas para la instalación de parques eólicos? Zonas llanas con vientos regulares de alta velocidad. EJERCICIOS DE APLICACIÓN 8.21 Un deportista de 75 kg trepa por una cuerda hasta una altura de 6 metros. Calcula el incremento de energía potencial gravitatoria que ha experimentado. E P mg h 75 9, J 8.22 Una motocicleta y un automóvil circulan a la misma velocidad. La masa del automóvil es 20 veces mayor que la de la motocicleta. Cuántas veces es mayor la energía cinética de uno que la del otro? Motocicleta: E C 1 2 mv2. Automóvil: E C 1 2 (20m)v mv2 20 E C. La energía cinética del automóvil es 20 veces la energía cinética de la motocicleta.

14 8.23 Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) El trabajo es una forma de energía. b) El kilovatio-hora es una unidad de trabajo. c) Si un cuerpo no se mueve, su energía potencial gravitatoria es cero. d) La energía cinética de un cuerpo depende de su masa. e) La energía cinética incrementa el trabajo que tiene un cuerpo. a) Falsa. El trabajo es un procedimiento para transferir energía. b) Verdadera. La energía transferida mediante trabajo se puede expresar en kilovatios-hora, que es una unidad de energía. c) Falsa. Un cuerpo en reposo a una cierta altura tiene energía potencial gravitatoria. d) Verdadera. E C 1 2 mv2. e) Falsa. No se puede hablar del trabajo que tiene un cuerpo Dos patinadores de igual masa se deslizan uno a doble velocidad que el otro. Cuántas veces es mayor la energía cinética de uno que la del otro? Primer patinador: E C 1 2 mv2. Segundo patinador: E C 1 2 m (2v) mv2 4E C. La energía cinética de uno es 4 veces la energía cinética del otro Una persona de 60 kg, que carga con un carrito de la compra con 15 kg de mercancías, sube dos pisos de una casa de 3 m de altura cada uno. Halla el trabajo que ha realizado. W E P mg h (60 15) 9,8 (2 3) 4410 J 8.26 Un automóvil de 750 kg circula a una velocidad de 108 km/h. Calcula: a) Su energía cinética. b) El trabajo que hay que realizar sobre él para aumentar su velocidad a 126 km/h. a) v 108 km/h 30 m/s; E C 1 2 mv J b) v 126 km/h 35 m/s; E C 1 2 mv J El trabajo es igual al incremento de energía cinética: W E C E C J Un motor eléctrico consume una energía de 2500 J para realizar un trabajo útil de 1000 J. Calcula su rendimiento. Trabajo útil r(%) % Energía suministrada Una máquina elevadora lleva la indicación 100 CV. Calcula qué trabajo puede realizar en cada hora de funcionamiento. P 100 CV 100 (CV) 7 35 ( W) W 1 (CV) t 1 h 3600 s; W Pt , J

15 PROBLEMAS DE SÍNTESIS 8.29 Se sube una caja de 30 kg una altura de 1 metro desde el suelo. a) Calcula el trabajo realizado para elevarla directamente y el aplicado para subirla utilizando una tabla de 2,5 metros. b) Indica qué ventaja tiene subirla por la tabla. a) El trabajo necesario es igual al incremento de la energía potencial de la caja, que es el mismo en los dos procedimientos: W E P mg h 30 9, J b) Para subirla mediante la tabla se necesita una fuerza menor, aunque el recorrido sea más largo Un ciclista parte del reposo y va aumentando gradualmente su velocidad. Señala cuál de las siguientes gráficas representa la variación de su energía cinética con la velocidad: A) y B) y C) y x D) y x x x La gráfica C. En el instante inicial, la velocidad y la energía cinética son nulas, por lo que la gráfica se inicia en el origen de coordenadas. La energía cinética aumenta con el cuadrado de la velocidad, por lo que la gráfica debe ser una parábola Se lanza al río una piedra de 200 g con una velocidad inicial de 2 m/s vertical hacia abajo desde un puente de 12 m de altura. Calcula: a) La energía potencial, la energía cinética y la energía mecánica total de la piedra en el momento del lanzamiento. b) Su energía potencial y su energía mecánica total cuando se encuentra a una altura de 5 metros sobre el río. c) Su energía cinética y su velocidad en ese momento. d) La energía potencial, la energía cinética y la energía mecánica total en el momento de llegar al río. e) Su velocidad en ese instante. a) E P mgh 0,2 9, ,52 J E C 1 2 mv ,2 22 0,4 J E M E P E C 23,52 0,4 23,92 J b) E P mgh 0,2 9,8 5 9,8 J E M 23,92 J, porque la energía mecánica total se conserva. c) E C E MT E P 23,92 9,8 14,12 J E C 1 2 mv 2 v 2 E C m 2 14,12 0,2 11,9 m/s d) E P mgh 0,2 9,8 0 0 E M E P E C E C 23,92 J e) E C 1 2 mv 2 v 2 E C m ,92,2 15,5 m/s

16 8.32 Una persona de 60 kg sube una escalera con un rendimiento del 25%. Calcula qué energía consume para avanzar 25 peldaños de 16 centímetros cada uno. Aumento de la energía potencial: E P mg h 60 9,8 (25 0,16) 2352 J. Trabajo útil r(%) 100 E W r J Energía suministrada Se ha subido una caja de 60 kg a una altura de 2 metros mediante una rampa de 12 metros de longitud; para ello se ha aplicado una fuerza de 300 N paralela a la rampa. Calcula el rendimiento energético conseguido. La energía suministrada es el trabajo realizado sobre la caja a lo largo de la rampa: E W R F e J El trabajo útil ha sido el incremento de energía potencial de la caja: W E P mg h 60 9, J Trabajo útil r(%) ,7% Energía suministrada Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Si dos cuerpos poseen la misma masa, tienen la misma energía potencial gravitatoria. b) Si dos cuerpos tienen la misma velocidad, poseen la misma energía cinética. c) La energía total del universo se mantiene constante. d) Todas las máquinas tienen un rendimiento inferior al 100%. e) La potencia mecánica mide el trabajo total que puede realizar una máquina. a) Falsa. La energía potencial gravitatoria también depende de la posición. b) Falsa. La energía cinética también depende de la masa. c) Verdadera. Así lo enuncia el principio de conservación de la energía. d) Verdadera. En todas las máquinas parte de la energía suministrada se disipa caloríficamente. e) Falsa. La potencia mecánica mide el trabajo realizado en la unidad de tiempo Un automóvil de 600 kg de masa acelera de 0 a 100 km/h en 12 segundos. Calcula: a) La variación de energía cinética del automóvil en ese tiempo. b) El trabajo útil realizado por el motor. c) El trabajo total desarrollado por el motor si el rendimiento ha sido del 25%. d) La potencia ejercida por el vehículo, expresada en CV. a) v 100 km/h 27,8 m/s E c inicial 0; E c final 1 2 mv ,82 2, J E c E c final E c inicial 2, J b) W E c E c final E c inicial 2, J Trabajo útil c) r(%) 100 E W r 2, , J Energía suministrada El trabajo total desarrollado por el motor para suministrar la energía necesaria es: W T E 9, J. d) Este trabajo total ha sido suministrado en 12 s: P W T 9, (CV) 7,73 10 t 12 4 W 7, (W) 105 CV 7 35 ( W)

17 8.36 El motor de una grúa lleva la indicación 12 kw y tarda 15 segundos en elevar un peso de 300 kg a una altura de 12 metros. Calcula: a) El trabajo útil realizado por el motor. b) La energía que ha consumido. c) Su rendimiento. d) La energía disipada como calor. a) W F e (m g) e (300 9,8) J b) La energía consumida funcionando con una potencia de 12 kw es: E Pt , J. Trabajo útil c) r(%) ,6% Energía suministrada 1, d) Energía disipada Energía suministrada Trabajo útil; E Q 1, , J Un automóvil de 800 kg de masa que circula a 90 km/h sufre un impacto contra una pared. Calcula: a) La energía cinética del automóvil antes del choque. b) La pérdida de energía cinética que experimenta en el choque. c) La altura desde la que debe caer para llegar al suelo con la velocidad de 90 km/h. a) v 90 km/h 25 m/s E c 1 2 mv , J b) Pérdida de energía: E c E c inicial E c final 2, , J. c) v 2 v 02 2gh; v 2 2gh; ,8 h; h 31,9 m 8.38 Comprueba tus conocimientos sobre trabajo, potencia y energía realizando la evaluación propuesta en la dirección 1. C 2. A 3. C 4. B 5. C 6. A 7. A 8. A 9. C 10. D

18 8.39 Una grúa eleva una carga de 200 kg desde el suelo hasta una altura de 12 metros a una velocidad constante de 1,2 m/s. Calcula qué potencia desarrolla la grúa expresada en kw. W F h mgh 200 9, J Tiempo empleado para un mru: t h v s. 1, 2 Potencia: P W t W 2,35 kw. 10 PARA PENSAR MÁS 8.40 La vagoneta de una montaña rusa, con una masa total de 200 kg, inicia con velocidad nula la bajada en el punto más alto (A) a 18 m de altura. Cuando alcanza el punto más bajo de la pendiente (B), se encuentra a 3 m de altura e inicia un giro completo en un tramo vertical circular de 6 m de diámetro. A C B Calcula: a) Las energías cinética, potencial y mecánica totales de la vagoneta en el punto A. b) Las energías cinética, potencial y mecánica totales de la vagoneta en el punto B. c) Su velocidad en el punto B, expresada en km/h. d) La energía cinética de la vagoneta en el punto más alto (C) del tramo circular. e) La velocidad de la vagoneta en este punto. a) E PA mgh 200 9, J E CA 1 2 mv2 A 0 J E M E PA E CA J b) La energía mecánica total de la vagoneta se conserva: E M E PB E CB J. E PB mgh 200 9, J E CB E MT E PB J c) E CB 1 2 mv 2 B v B 2 m E CB ,1 m/s 61,7 km/h d) La energía mecánica total se conserva: E M E PC E CC J. E PC mgh 200 9,8 (3 6) J E CC E MT E PC J e) E CC 1 2 mv 2 C v C 2 m E CC ,3 m/s 47,9 km/h

19 8.41 Una bomba de 1,8 kw de potencia extrae agua de un pozo de 15 metros de profundidad a razón de 300 litros por minuto. Calcula: a) El trabajo útil realizado cada minuto. b) La energía consumida cada minuto. c) Su rendimiento. a) Peso de un litro de agua (m 1 kg): P mg 9,8 N. Trabajo útil necesario para elevar un litro de agua: W P h 9, J. En un minuto se elevan 300 L de agua; el trabajo útil será: W min 300 W J. b) La energía consumida en un minuto (60 s) es: E Pt 1800 (W) 60 (s) J. Trabajo útil c) r(%) ,8% Energía suministrada Un automóvil circula con una velocidad constante v por una carretera horizontal. Su motor aplica una fuerza F para equilibrar las fuerzas de rozamiento. F M F R a) Qué trabajo realiza el motor mientras el automóvil recorre una distancia e? b) Qué trabajo ejercen las fuerzas de rozamiento? c) Calcula qué fuerza aplica el motor de un automóvil si se necesita una potencia de 50 CV para mantener una velocidad constante de 90 km/h por una carretera horizontal. a) W F m e b) Las fuerzas de rozamiento realizan un trabajo resistente igual, pero negativo: W (F R e). c) v 90 km/h 25 m/s P 50 CV 50 (CV) 7 35 ( W) W 1 (CV) La potencia será: P W t F e F e Fv. t t Y la fuerza: F P v N. 25

20 TRABAJO EN EL LABORATORIO 1 En la experiencia has medido longitudes y fuerzas. Qué errores puedes haber cometido al medir? Lo más corriente es que se cometan errores accidentales por factores de tipo personal o externos al observador, que modifiquen la apreciación del resultado, aunque también es posible que se cometan errores sistemáticos, por un uso inadecuado o un funcionamiento incorrecto de los aparatos de medida. 2 Por qué es conveniente que la masa de la polea móvil sea mucho menor que la del peso subido? Porque la masa de la polea supone un peso añadido al que queremos elevar. 3 Se aprovecha todo el trabajo realizado sobre la polea en elevar el peso? No, porque también hay que elevar la polea.

21 9 ENERGÍA Y CALOR EJERCICIOS PROPUESTOS 9.1 Qué le sucede al movimiento térmico de las partículas de un cuerpo cuando aumenta su temperatura? Al aumentar la temperatura, se mueven con mayor velocidad y aumenta su energía cinética. 9.2 Se añade un cubito de hielo a una taza de café caliente para enfriarlo. Cuándo se alcanza el equilibrio térmico? Cuando las temperaturas de la mezcla del café y el hielo sean la misma. 9.3 Mediante qué procedimiento se transfiere energía desde el Sol hasta la Tierra? Por la radiación, que es la propagación de energía mediante ondas electromagnéticas sin necesidad de ningún medio material. 9.4 Por qué el aire próximo al techo es más cálido que el que está cerca del suelo en una habitación? Las masas de aire que reciben energía aumentan de volumen, se hacen menos densas y ascienden. Las masas frías son más densas y bajan ocupando las zonas libres. Por ello, en una habitación, el aire próximo al techo está más caliente que el que está cerca del suelo. 9.5 Explica por qué una alfombra parece más caliente que un piso de cerámica, aunque ambos estén a la misma temperatura. El piso de cerámica es mejor conductor del calor que la alfombra, por lo que la transferencia de energía es más rápida de la cerámica a nuestro cuerpo, que desde la alfombra, y la sensación es que está más fría que la alfombra. 9.6 Expresa el valor de la temperatura del cero absoluto en la escala Fahrenheit. El cero absoluto (0 K) corresponde a una temperatura de 273 C, que en la escala Fahrenheit corresponde a: C F F 32 F 459 F Por qué es incorrecto decir que la capacidad calorífica del agua es siempre mayor que la del aluminio? La capacidad calorífica de un cuerpo depende de su masa. Por ello, la capacidad calorífica de una masa de agua puede ser mayor, igual o menor que la de otra masa de aluminio. 9.8 Un calentador transfiere J de energía a 2 litros de agua. Qué aumento de temperatura habrá experimentado el líquido? Como conocemos la energía transferida como calor, aplicamos directamente la fórmula para despejar el incremento de temperatura E m c e (t f t i ) T; T 7,2 C

22 9.9 Justifica si la siguiente definición es correcta o no: El calor latente de fusión es la energía necesaria para fundir 1 kg de sustancia en estado sólido. No es correcta. Debería especificar que ese kg está a la temperatura de fusión, ya que si se encuentra a una temperatura inferior, parte de la energía suministrada se invierte en elevar la temperatura, no en el proceso de fusión En cuál de estos procesos se necesita más energía? a) La fusión de 1 kg de hielo a 0 C. b) La vaporización de 1 kg de agua a 100 C. Basta con conocer en ambos casos el valor del calor latente de cada cambio de estado, puesto que se trata de 1 kg. a) L f 3, J/kg b) L v 2, J/kg Se necesita más energía para vaporizar 1 kg de agua a 100 C Cita ejemplos en los que la presión de un gas aumente al calentarlo a volumen constante. Al cocinar los alimentos en una olla a presión, el calentamiento produce el aumento de presión. También cuando el rozamiento con el asfalto calienta el aire de los neumáticos, aumenta su presión Dibuja la gráfica p-v para un gas que mantiene constante su temperatura. Tenemos que dibujar la gráfica de la función: p pv cte p c te V V 9.13 Describe las transformaciones energéticas que se producen cuando funciona una turbina de vapor. 1.º Energía química combustible. 2.º Energía cinética energía térmica del vapor. 3.º Energía cinética de rotación de la turbina. 4.º Trabajo útil. Todas las transferencias energéticas anteriores conllevan pérdidas por disipaciones caloríficas El foco caliente de una máquina térmica cede 2000 J y es capaz de realizar un trabajo de 500 J. Si la temperatura del foco caliente es de 2000 K, cuál es la del foco frío? Calculamos en primer lugar el rendimiento a partir del trabajo y el calor cedido por la máquina. W 500 r 0,25 Q Tiene un rendimiento del 25%. Sustituimos este dato en la ecuación que nos permite calcular el rendimiento a partir de las temperaturas. r T 1 T T 0,25 2 0, T2 T T K 9.15 Razona si esta afirmación es correcta: Toda la energía transferida como calor a una máquina térmica se puede transformar en trabajo. Es falsa, ya que una gran parte de la energía que consumen se emplea en calentar las piezas de la máquina y el entorno. El rendimiento de las máquinas térmicas oscila entre el 10% y el 40%.

23 9.16 Mejora el rendimiento de una máquina térmica si se aumenta la diferencia entre las temperaturas de sus focos caliente y frío? El rendimiento es proporcional a la diferencia de temperaturas entre los focos: r T 1 T 1 T 2 Por tanto, el rendimiento de una máquina térmica puede mejorarse si se consigue aumentar la diferencia entre las temperaturas de sus focos caliente y frío. CIENCIA APLICADA 9.17 Por qué se dice que las bombas de calor poseen un rendimiento muy alto funcionando como calefactores? Porque prácticamente toda la energía que consumen se aprovecha para calentar A qué se llama una bomba de calor aire-aire? Es el frigorífico una bomba de este tipo? Una bomba de calor se denomina aire-aire cuando en el ciclo de funcionamiento la energía se absorbe del aire y se desprende también sobre el aire. El frigorífico es un ejemplo de bomba de calor aire-aire. EJERCICIOS DE APLICACIÓN 9.19 Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) El agua funde a 0 F. b) El calor latente de fusión del agua es igual que su calor latente de condensación. c) Todos los cuerpos se dilatan al calentarlos. d) Solo se utilizan las máquinas térmicas que obtengan un rendimiento mayor del 50%. a) Incorrecta. El agua funde a 0 C (o a 32 F) en condiciones normales. b) Incorrecta. El calor latente de fusión del agua no es igual que su calor latente de vaporización, que sí es igual al de condensación. c) Incorrecta. El agua se contrae al calentarla entre 0 C y 4 C. d) Incorrecta. La mayoría de las máquinas térmicas utilizadas tienen rendimientos por debajo del 50% Por qué hay que dejar varios minutos en contacto el termómetro con el cuerpo humano para medir su temperatura? Porque se necesita un cierto tiempo, para que la transferencia de energía consiga el equilibrio térmico (igualdad de temperaturas) entre el termómetro y el cuerpo Las temperaturas máxima y mínima en una ciudad un día de verano han sido de 38 C y de 18 C, respectivamente. Expresa estos valores en las escalas absoluta y Fahrenheit. Para pasar a la escala absoluta simplemente hay que sumar 273. T(K) 273 t ( C) T(K) C 311 K T(K) C 291 K Aplicamos la ecuación de cambio de escalas: t( C) t( F) t( F) 32 t( F) 100,4 F t( F) 32 t( F) 64,4 F 5 9

24 9.22 Será agradable bañarse en una playa inglesa si la temperatura del agua del mar es de 77 F? Calculamos esa temperatura en grados centígrados. Por tanto, 25 C es una temperatura agradable para bañarse. t( C) t( F) 32 t( C) t( C) 25 C Para preparar una infusión, se calientan 200 cm 3 de agua desde una temperatura ambiente de 20 C hasta 100 C. Qué cantidad de energía se necesita? Dato. Calor específico del agua: 4180 J kg 1 K 1. La masa de 200 cm 3 de agua es 200 g (0,2 kg). Q m c e (t f t i ) 0, (100 20) J 66,88 kj 9.24 Qué variación de longitud experimenta un clavo de acero de 15 cm entre un día de invierno con una temperatura media de 3 C y otro de verano con 28 C? Dato. Coeficiente de dilatación lineal del acero: 1, C 1. Aplicamos la ecuación que nos proporciona la dilatación lineal: L L 0 (t t 0 ) 1, ,15 (28 3) 4, m L 4, mm 9.25 Explica por qué la presión de los neumáticos de un automóvil debe medirse con las ruedas frías antes de iniciar un viaje. Los neumáticos se calientan durante el viaje, con lo que la presión en su interior aumenta y el dato que se mide en esas condiciones es engañoso. PROBLEMAS DE SÍNTESIS 9.26 Al calentar la misma masa de dos sustancias sólidas diferentes, se ha obtenido la gráfica de la figura. a) Qué sustancia funde a menor temperatura? b) Cuál de ellas cuenta con un mayor calor específico en estado líquido? Temperatura Sustancia 1 c) Cuál de ellas dispone de un mayor calor latente de fusión? Sustancia 2 Energía a) Funde a menor temperatura la sustancia 2. b) La sustancia 2 tiene un mayor calor específico en estado líquido, porque para un mismo incremento de energía el aumento de temperatura es menor. c) La sustancia 2 tiene un mayor calor latente de fusión, porque se necesita más energía para completar la fusión.

25 9.27 Un radiador de calefacción de aluminio vacío con una capacidad de 3 L de agua y una masa de 7 kg posee inicialmente una temperatura de 14 C. Se llena con agua que se encuentra a una temperatura de 60 C. Calcula cuál será la temperatura final del radiador. Datos. c e (aluminio) 896 J/(kg K). c e (agua) 4180 J/(kg K). La energía cedida por el agua al enfriarse desde 60 C hasta la temperatura final es: E m c e T (60 t) La energía absorbida por el radiador al calentarse desde 14 C hasta la temperatura final es: E m c e T (t 14) Igualando ambas expresiones: (60 t) (t 14); t 44,7 C 9.28 Una bañera contiene 25 L de agua a 21 C. Cuánto tiempo habrá que mantener abierto el grifo de agua caliente, que vierte 3 L por minuto a 65 C, para lograr una temperatura final de 36 C? La energía cedida por el agua caliente al enfriarse desde 65 C hasta 36 C es: E mc e T mc e (65 36) 29 m c e La energía absorbida por el agua fría al calentarse desde 21 C hasta 36 C es: Igualando ambas expresiones: E m c e T 25 c e (36 21) 375 c e 29 m c e 375 c e m 12,93 kg Si el grifo vierte por minuto 3 L de agua, el tiempo necesario para que vierta 12,93 L es: t 12,93 4,31 min La presión de los neumáticos de un automóvil es de 2,1 atm a 12 C. Después de circular un cierto tiempo, su temperatura puede haberse elevado a 32 C. Calcula cuál es entonces el valor de la presión suponiendo que el volumen de la cámara se mantiene constante. Si el volumen permanece constante: p T p p T 2, ; p 2,25 atm Un rail de hierro tiene una longitud de 25,13 m medido a una temperatura de 0 C. Determina lo que varía su longitud en las siguientes condiciones: a) En un día de primavera a 25 C. b) En una noche de helada a 10 C. Aplicamos la ecuación de la dilatación lineal con los datos del problema: L L 0 (t t 0 ). a) L 1, , , m b) L 1, ,13 ( 10) 2, m

26 9.31 Se introduce un calentador eléctrico de 800 W en un vaso con 250 cm 3 de agua a 22 C. Al cabo de 200 segundos, el agua comienza a hervir. Cuál ha sido el rendimiento obtenido? Qué cantidad de energía se ha disipado caloríficamente en el ambiente? Energía suministrada: E Pt J. Energía utilizada para calentar el agua: E m c e T 0, (100 22) J. El rendimiento obtenido ha sido: Energía útil r(%) ,9% Energía suministrada Energía disipada al ambiente: E E E J Una máquina térmica realiza un rendimiento del 20%. Absorbe 20 kw h de un foco caliente y cede energía como calor al ambiente, que actúa como foco frío a 3 C de temperatura. Calcula: a) La energía que cede como calor el foco caliente a la máquina. b) El trabajo que realiza la máquina. c) La energía disipada caloríficamente al entorno. d) La temperatura a la que se encuentra el foco caliente. a) Energía cedida por el foco caliente: E 1 20 kw h 20 (kw h) 3, (J/kW h) 7, J. W W b) r 0,2 W 1, , J 7 E1 c) E 2 E 1 W 7, , , J d) T ( 3) 270 K r T 1 T 2 T 0, ; T T 1 T 1 337,5 K; T 1 337, ,5 C Razona si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) La temperatura mide la cantidad de calor de un cuerpo. b) El agua de una piscina a 22 C dispone de más energía interna que la de un vaso a 88 C. c) Los coeficientes de dilatación cúbica del agua líquida y del vapor de agua son iguales. d) Si el rendimiento de un motor aumenta, su potencia también aumenta. a) Falsa. No se puede hablar de la cantidad de calor de un cuerpo. b) Verdadera. La energía interna depende de la masa y el agua de una piscina tiene mucha más masa que un vaso. c) Falsa. Los coeficientes de dilatación de líquidos y gases son muy diferentes incluso para una misma sustancia. d) Falsa. La potencia de un motor es una característica del mismo. Si el rendimiento de un motor aumenta, aumenta la potencia útil que proporciona, pero no su potencia de funcionamiento Qué repercusiones ocasiona para la vida acuática la densidad anómala del agua? Si las temperaturas bajan y las aguas superficiales se hielan, el agua más densa, en torno a 4 C, permanece en el fondo y hace posible la vida acuática. De ocurrir al revés, al congelarse en primer lugar el agua del fondo, acabaría con la fauna marina y a continuación con los peces, que no tendrían alimento Profundiza en los conceptos de capacidad calorífica y calor específico en la dirección de internet al pie. Por qué se dice que el equilibrio térmico es un fenómeno análogo a lo que sucede con los vasos comunicantes? Igual que en el fenómeno de los vasos comunicantes el líquido pasa de un recipiente a otro hasta igualarse las alturas, en el equilibrio térmico pasa energía de un cuerpo a otro hasta igualarse las temperaturas.