LA ENERGÍA Tema 10. La Energía

Transcripción

1 LA ENERGÍA Tema 10 La Energía Es una magnitud física que asociamos con la capacidad que tienen los cuerpos de producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. En el stema Internacional se mide en julios (J). Características tiene forma, ni peso, ni color, ni volumen, ni olor. Puede ser almacenada.- la química en pilas o baterías, y la eléctrica en condensadores. Puede ser transportada.- le eléctrica mediante cables, la electromagnética mediante ondas. Puede transformarse a formas de energías más útiles. Se transfiere y pasa fácilmente de unos cuerpos a otros. Se conserva.- Principio de conservación de la energía: la energía no se gasta, no se puede crear ni destruir, solo se transforma o se transmite de un cuerpo a otro. Se degrada.- parte de la energía se pierde en la transformación de un tipo de energía en otra. puede almacenarse Formas de presentarse Energía mecánica: es la suma de dos energías: -Energía cinética: la poseen los cuerpos en movimiento -Energía potencial: la que tiene un cuerpo a cierta altura sobre el suelo Energía eléctrica, como la que producen las centrales Energía interna, como la que poseen los cuerpos debido al movimiento de sus moléculas o átomos. Energía electromagnética, como la que poseen las radiaciones luminosas y las ondas de radio y televisión. Energía química, que se manifiesta en las reacciones químicas Energía nuclear, en los núcleos de los elementos químicos Energía térmica, debida al movimiento de las partículas Fuentes de energía Fuentes renovables Una fuente de energía es todo aquel medio natural o artificial del que podemos extraer algún tipo de energía y luego utilizarla. Según su disponibilidad, podemos clasificarlas en: fuentes no renovables de energía: aquellas que existen en cantidades limitadas, por lo que se agotan según se van utilizando. Son el carbón el petróleo, el gas natural y el uranio fuentes renovables de energía: aquellas que existen en cantidades ilimitadas y, por tanto, no se agotan. Hidráulica. Se obtiene a partir del agua. En las centrales hidroeléctricas se transforma en energía eléctrica. Solar. Llega a la Tierra como radiación electromagnética procedente del Sol. Se puede utilizar por vía térmica o fotovoltaica. Eólica. Producida por el viento. Se capta a través de aerogeneradores, que transforman esta energía en eléctrica. Biomasa. Se obtiene a partir de materia orgánica. Geotérmica. Proviene del calor interno de la Tierra. Maremotriz. Se obtiene de las mareas.

2 - Fuentes no renovables de energía Su empleo produce problemas de contaminación atmosférica y un incremento del efecto invernadero, debido a las emisiones de CO₂ y otros gases. Carbón Definición: Es una roca sedimentaria que procede de grandes bosques enterrados hace Tipos: Existen cuatro tipos de carbón: antracita, hulla, lignito y turba. Extracción: Se puede extraer en minas a cielo abierto, o desde yacimientos profundos mediante minas subterráneas. Usos que se le da al carbón: como combustible en las centrales térmicas; como uso doméstico en calefacciones o cocinas; como materia prima para obtener productos como plásticos, etc. Petróleo Definición: Es una roca sedimentaria que procede de restos marinos enterrados hace Usos: Es la fuente de energía más utilizada en la actualidad. Posee mayor poder calorífico que el carbón. Extracción: en forma de crudo y se somete para su utilización a una destilación en la que se obtienen diferentes derivados del petróleo: sólidos (alquitrán o betún), líquidos (gasolina, fuel, queroseno) y gases (metano, butano, etc.). Transporte: Se transporta por oleoductos o en barcos petroleros. Gas natural Definición: El gas natural es una mezcla de gases en la que predomina el metano. Usos: Se emplea tal y como se obtiene de la naturaleza, en cocinas, para la calefacción, como combustible y en centrales térmicas como sustituto del carbón. Extracción: Se forma en los lugares donde hay petróleo. Transporte: Debe ser licuado para transportarlo (por gasoductos o buques cisterna) y almacenarlo. Uranio Definición: Es un elemento químico que forma parte de algunos minerales cuyos átomos son inestables y pueden romperse o fisionarse. Usos: Producción de electricidad en las centrales nucleares, es el combustible para la energía nuclear. Extracción y transporte: En las centrales nucleares se extrae la energía de los átomos. Son necesarias grandes medidas de seguridad, ya que los escapes radiactivos y los residuos nucleares son muy dañinos para la salud. - Fuentes renovables de energía Es una energía limpia, respetuosa con el medio ambiente, inagotable y con misiones casi nulas de CO₂ y de otros gases contaminantes..- El futuro de la energía Para paliar los efectos que conlleva el mal uso de los recursos energéticos es preciso: Desarrollo de tecnologías que permitan utilizar la energía de otras fuentes renovables Concienciación ciudadana para conseguir hábitos de ahorro y de eficiencia energética

3 ENERGÍA Carbón Petróleo Gas natural Uranio Hidráulica Solar Eólica Biomasa Geotérmica Maremotriz REN OVA BLE? Es una roca sedimentaria que procede de grandes bosques enterrados hace Es una roca sedimentaria que procede de restos marinos enterrados hace millones de años. El gas natural es una mezcla de gases en la que predomina el metano. Es un elemento químico que forma parte de algunos minerales cuyos átomos son inestables y pueden romperse o fisionarse. Se manifiesta en reacciones nucleares de dos tipos: Fisión: un núcleo atómico se rompe en dos o más fracciones Fusión: cuando se unen dos núcleos de átomos ligeros y producen uno más pesado. Se obtiene de las aguas que se almacenan en los embalses. El agua retenida por la presa cae a gran velocidad y al pasar por una turbina, se transforma la energía cinética del agua en movimiento, en energía eléctrica. La energía procede del Sol. Se utilizan placas solares, para captar la energía del Sol que podemos transformar en energía eléctrica o en calor. Es una forma de energía cinética producida por el movimiento del viento. Puede ser usada directamente o transformada en otras formas de energía. Los aerogeneradores son los aparatos que aprovechan esta energía Es la que se obtiene por la transformación natural o artificial de materia orgánica de los restos de los seres vivos. Se produce mediante el cultivo de especies de rápido crecimiento; aprovechando los residuos de actividades domésticas, agrícolas, ganaderas o forestales; o transformando química o biológicamente ciertas especies vegetales. Es la energía que proviene del interior de la Tierra. Se introduce agua a través de pozos donde ha existido actividad volcánica reciente. El calor de la tierra calienta el agua para el uso de la calefacción. Es la energía que se obtiene del movimiento de subida y bajada de las mareas, que hacen girar las turbinas para generar energía eléctrica. VENTAJAS Gran rendimiento Uso como combustible Uso como materia prima Combustión muy eficaz Mucho poder calorífico Es una gran fuente de energía Poder calorífico alto Combustión limpia Hay reservas abundantes Las centrales nucleares no producen contaminantes atmosféricos genera residuos contamina Coste de explotación bajo Es inagotable Es limpia y no contamina Mantenimiento barato se agota y es gratuito Bajos coste de instalación Alto rendimiento Pocos residuos Los biocombustibles son menos contaminantes El uso de residuos elimina costes produce residuos Es inagotable Es rentable para producir energía eléctrica Fuente de energía limpia produce residuos Es prácticamente inagotable INCONVENIENTES Uso contaminante Produce residuos Transporte peligroso Es contaminante Produce efecto invernadero Es venenoso Perjudicial para la salud Perjudicial para el medio ambiente Transporte costoso Riesgo de rotura de presas La cantidad de agua depende del tiempo Su disponibilidad es variable se puede almacenar Un gran uso altera el paisaje Es aleatoria e intermitente Es difícil de almacenar Afecta a radares o antenas Bajo rendimiento energético Difícil almacenamiento Su quema produce gases contaminantes Hallar yacimientos es costoso Explotación y mantenimiento costosos Altera los ecosistemas Bajo rendimiento energético Alta tecnología y muy costosa

4 Tema 11.- El calor y la temperatura 1.- Conceptos de calor y temperatura Calor: es la energía térmica que se transfiere de un cuerpo a otro, cuando están en contacto y a diferente temperatura. Su unidad en el SI es el julio (J), aunque se mantiene como unidad de uso habitual la caloría (cal). 1J = 0,24 cal Equilibrio térmico: es cuando las temperaturas de dos cuerpos se igualan Temperatura La temperatura de un cuerpo mide la cantidad de energía interna que posee. Esta energía interna es la suma de las energías cinéticas de todas las partículas en movimiento de un cuerpo. Cuánto más deprisa se muevan las partículas, más temperatura tiene un cuerpo. Caliente y frío Decimos que un cuerpo está frío cuando su temperatura es menor que la nuestra. Decimos que un cuerpo está caliente cuando su temperatura es mayor que la nuestra. 2.- Los efectos del calor sobre los cuerpos Dilatación: es el aumento de volumen de un cuerpo cuando recibe energía en forma de calor, las partículas que lo componen se mueven más deprisa y ocupan más espacio. Sólidos Son los que menos se dilatan Sus partículas están muy unidas Líquidos Se dilatan más que los sólidos y menos que los gases Sus partículas débilmente unidas Gases Son los que más se dilatan Sus partículas están muy separadas unas de otras Contracción: es la disminución de volumen de un cuerpo cuando cede calor, porque sus partículas se mueven menos y se enfría. Cambios de estado Es una modificación en la forma en que se disponen las partículas que forman una sustancia. Los cambios de estado pueden ser: Progresivos: si se producen suministrando un calor a un cuerpo (fusión, vaporización o sublimación) Regresivos: si se realizan con desprendimiento de calor por el cuerpo (solidificación, condensación, y sublimación regresiva). Temperatura de fusión: es la temperatura a la que una sustancia sólida se funde y pasa al estado líquido Temperatura de ebullición: es la temperatura a la que una sustancia hierve y pasa del estado líquido al gaseoso Mientras tiene lugar el cambio de estado no aumenta la temperatura del cuerpo, esta energía se emplea en deshacer las uniones entre las partículas

5 3.- LA MEDIDA DE LA TEMPERATURA La temperatura se puede medir utilizando escalas termométricas. Existen tres: Escala Celsius ( C):Mide la temperatura en grados Celsius ( C). Los puntos de referencia son: 0 C (temperatura de fusión del agua) y 100 C (temperatura de ebullición del agua). Por debajo de cero es bajo cero. Escala Fahrenheit ( F): El intervalo se divide en 100 partes, cada parte es 1 C Mide la temperatura en grados Fahrenheit ( F). Los puntos de referencia son: 32 F (temperatura de fusión del agua) y 212 C (temperatura de ebullición del agua). El intervalo se divide en 180 partes, cada parte es 1 F. Fahrenheit a Celsius Escala absoluta o Kelvin (K): Mide la temperatura en Kelvin (K). Los puntos de referencia son: 273 F (temperatura de fusión del agua) y 373 C (temperatura de ebullición del agua). El intervalo se divide en 100 partes, cada parte es 1K 4.- EL TERMÓMETRO k= Cº Se utiliza para medir la temperatura. Funciona basándose en el efecto que produce la temperatura en alguna característica de un cuerpo (mercurio, alcohol, etc.) 5.- LA PROPAGACIÓN DEL CALOR El calor puede pasar de un cuerpo a otro de tres formas distintas: Conducción.- es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor a través de los sólidos. Convección.- es el mecanismo mediante el cual se propaga el calor en los líquidos y los gases (Fluidos) Radiación.- es el mecanismo de transmisión de calor que ocurre sin que participe un medio material (calor del Sol) 6.- CONDUCTORES Y AISLANTES TÉRMICOS Conductores térmicos.- Son materiales que conducen bien el calor de un punto a otro. (los metales en general) Aislantes térmicos.- Son materiales que no conducen bien el calor (madera, plástico) 7.- La piel como órgano de percepción del calor La piel contiene una gran cantidad de receptores sensoriales, por medio de los cuales percibimos sensaciones. Termorreceptores: son los receptores encargados de detectar cambios súbitos de temperatura. Tanto de bajada como de aumento de temperatura. Existen dos tipos de termorreceptores : corpúsculos de Ruffini.- detectan sensaciones de calor (abundan en la cara) corpúsculos de Krause.- detectan sensaciones de frío (abundan en la espalda).