UNIDAD 7: ENERGÍA 1. Energía tipos y propiedades. 2. Fuentes de energía. 3. La energía y su transformación. La energía. Renovables No renovables

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1 UNIDAD 7: ENERGÍA 1. Energía tipos y propiedades. 2. Fuentes de energía. Renovables No renovables 3. La energía y su transformación. La energía Se transforma Se transfiere Se degrada Se 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.

2 1. Energía tipos y propiedades Algunas formas de energía. 1. Energía interna Energía química Energía térmica = CALOR 2. Energía eléctrica 3. Energía radiante 4. Energía nuclear 5. Energía mecánica Energía cinética: Es debida al movimiento de los cuerpos Ec = ½ m v 2 Energía potencial gravitatoria: Es debida la la posición de los cuerpos Ep = m g h

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

4 3. Energía radiante: es la energía electromagnética que recibimos del Sol. Se puede propagar en el vacío. 4. Energía nuclear: es la energía almacenada en los núcleos de los átomos y se libera en las reacciones nucleares de fisión y de fusión

5 5. Energía mecánica Energía cinética: Es debida al movimiento de los cuerpos Ec = ½ m v 2 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 Caso Caso

6 Energía potencial gravitatoria: Es debida la posición de los cuerpos Ep =m g h Ep = m g h Ep =0 Sabiendo que g = 9,8 m/s 2, completa la tabla siguiente: Masa (kg) Altura (m) Energía potencial (J)

7 PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma LA ENERGÍA MECÁNICA : es la suma de la energía cinética y la energía potencial. Constante m= 2 kg Si no hay rozamientos la energía mecánica se mantiene Em = Ec + Ep = cte Em A = Em B = Em c Ep A = 2 9,8 20=392 J Ec A = 0 Em A = 392 J Em B = 392 J; Em C = 392 J Ep B = 2 9,8 15=294 J Ec B = Em Ep B = 392 J 294 J = 98 J Ep C = 0 J Ec C = Em Ep C = 392 J 0 = 392 J

8 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 5 m 8 m 12 m W= W= W= Representa las gráficas F-d de los tres casos estudiados. F(N) F(N) F(N) d(m) d(m) d(m)

9 POTENCIA Es una magnitud física que relaciona el trabajo efectuado con el tiempo invertido en ello Unidad de medida: el vatio (w) P=W/t 1w = 1J/s 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? 50 m 20 m

10 POTENCIA Es una magnitud física que relaciona el trabajo efectuado con el tiempo invertido en ello Unidad de medida: el vatio (w) P=W/t 1w = 1J/s 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? 50 m a) P = W/t W = 100 9,8 20 = J P = J / 5s = w b) P = J / 9 s = 2.177,7 w 20 m c) W = 100 9,8 50 = J P = J / 10s = w

11 FUENTES DE ENERGÍA Recurso natural Medio que existe en la naturaleza y se incorpora a la producción 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 consumen Recuperables: Suelo, seres vivos, energía hidráulica y biomasa Inagotables: 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.

12 Las fuentes de energía renovables Son 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

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14 2. La electricidad se genera por medio de células fotoeléctricas: Éstas son dispositivos electrónicos que transforman la luz en electricidad mediante el efecto fotoeléctrico. Luz e e e - Cuando luz de elevada energía incide sobre un metal se emiten electrones que generan una corriente eléctrica. e e e e - e e - e e e e - e e e e e - e e - e e e - e Metal n panel fotovoltaico está constituido or varias células fotoeléctricas onectadas entre sí. Metal e - e - Detector de corriente

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

16 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. Características o No contamina o Es inagotable o El agua se reutiliza o Regula el caudal del río o La instalación es cara o El mantenimiento es barato

17 4. ENERGÍA MAREOMOTRIZ: se aprovechan las mareas para generar electricidad Características o No contamina o Es renovable o No da residuos o El mantenimiento es barato - inundaciones - alteran ecosistemas - funciona sólo 4 veces al día

18 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 CO 2 + H 2 O ([CH 2 O] + H 2 O) + O 2 Fotosíntesis Luz solar BIOCOMBUSTIBLES - Leña - Bioalcohol - Biodiesel - Biogás - Bloque sólido

19 RECURSOS NO RENOVABLES El carbón El gas natural El petróleo Energía nuclear 1. EL CARBÓN: es una sustancia sólida constituida por carbono Tipos de carbón: Turba, lignito, sub bituminosos, hulla y antracita PROBLEMAS Produce gases tóxicos: CO 2, SO 2, SO 3, NO 2, etc.) Genera smog

20 CENTRAL TÉRMICA

21 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 SO 2 -No CO 2 -No No x - No smog -Buen rendimiento -Es barato

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

23 4. ENERGÍA NUCLEAR Es la energía que se libera en las reacciones de FISIÓN (ruptura) y de FUSIÓN (unión). E = m c 2 FISIÓN Es la ruptura del núcleo de un elemento pesado al ser bombardeado por neutrones. Desprende mucha energía FUSIÓN Es la unión de dos núcleos de elementos ligeros para formar un núcleo mayor.

24 Central nuclear de fisión

25 Reactor nuclear de fusión