Observa que únicamente realiza trabajo la componente de la fuerza que lleva la dirección del desplazamiento (F. cosα) LA ENERGÍA

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1 L ENERGÍ En nuestra vida diaria necesitamos de energía para movernos y hacer las tareas ordinarias, pero también utilizamos grandes cantidades de energía para mantener nuestro estado de bienestar: Para calentarnos, para el funcionamiento de todos los electrodomésticos, para comunicarnos, para los transportes, etc. Por estos motivos es necesario que conozcamos las distintas clases de energía y sus fuentes. Cómo transformarla en energía eléctrica porque es la energía más sencilla de transportar y utilizar. Por último estudiaremos el impacto sobre el medio ambiente y las medidas para el ahorro de energía. Observa que únicamente realiza trabajo la componente de la fuerza que lleva la dirección del desplazamiento (F. cosα) Ejemplo: a) Calcular el trabajo que hacemos para levantar verticalmente, con velocidad constante, un cuerpo de Kg hasta una altura de 3 metros. b) Calcular el trabajo realizado por el peso c) Calcular el trabajo realizado por la fuerza resultante. TRJO DE UN FUERZ CONSTNTE PR LLEVR UN CUERPO DE UN PUNTO OTRO. El trabajo es una de las formas de transferencia de energía entre los cuerpos. El trabajo que hace una fuerza constante para llevar un cuerpo desde un punto hasta otro es igual al producto del módulo de la fuerza por el desplazamiento y por el coseno del ángulo que forman la fuerza y el desplazamiento. F. constan te F s cosα Unidades. El trabajo en el SI se mide en N m que recibe el nombre de julio (J). Observaciones: Como puede deducirse de la expresión anterior, el trabajo realizado por una fuerza puede ser nulo por tres motivos: () Si la fuerza es nula, () Si el desplazamiento es nulo y (3) Si cosα0, es decir, si la fuerza y el desplazamiento forman ángulo de 90º. En la expresión del trabajo lo que aparece no es la fuerza, sino es el módulo de la fuerza. Por tanto nunca incluiremos el signo ya que el menos indica el sentido y solo debe tenerse en cuenta cuando la fuerza se escriba como vector. Ejemplo: Un niño tira de un camión de juguete aplicando una fuerza de 0N mediante una cuerda que forma un ángulo de 60º con la horizontal. Calcular el trabajo que realiza cuando lo arrastra 0m. a) Fíjate bien que cuando en el enunciado dice levantar con velocidad constante eso es un dato muy importante, porque, de acuerdo con las leyes de Newton, quiere decir que la suma de las fuerzas sobre el cuerpo es nula. Por tanto, si el cuerpo está sometido a la fuerza pesomg, la fuerza que deberemos hacer para subirlo con velocidad constante debe tener el mismo módulo Fmg, la misma dirección y sentido contrario. Para aplicar la expresión F s cosα tendremos en cuenta que: el módulo de la fuerza que ejercemos es igual al peso del cuerpo, es decir, F FuerzaF mg, que el espacio que recorre es s3m y que el ángulo que forma la fuerza que hacemos y el desplazamiento es de 0º FFuerzaF s cos α mg s cos α 0 3 cos0 60J FuerzaF b) Para aplicar la expresión F s cosα a la fuerza peso tendremos en cuenta que, al igual que antes, el módulo del peso es F Peso mg, el espacio recorrido es s3m, pero ahora (puesto que se mueve hacia arriba) el ángulo que forma el desplazamiento y la fuerza peso es de 80º Peso F Peso s cos α mg s cos α 0 3 cos80 60J c) El trabajo total puede obtenerse de dos formas: Como la fuerza es constante podemos aplicar la definición particular de trabajo: F s cosα 0 0 cos60 00J Como suma de todos los trabajos realizados por cada una de las fuerzas ( 60) 0 TOTL r Como el trabajo que hace la fuerza resultante. Como F 0 TOTL 0 Re sul tan te

2 POTENCI Dos máquinas pueden realizar el mismo trabajo, una en poco tiempo y la otra tardando más. Para identificar a la mejor se define la potencia como el trabajo realizado en la unidad de tiempo, así: P t teniendo en cuenta la definición de trabajo podemos encontrar otra expresión análoga: Fs P F v t t Unidades. La potencia en el SI se mide en watios (). Ejemplo a) Calcular el trabajo realizado para elevar una masa de 50 Kg hasta una altura de 5m. b) Si para subir el cuerpo hemos empleado un motor eléctrico de 500 watios y tardó 5 minutos en subirlo Qué trabajo realizó el motor? c) Calcular el trabajo perdido y el rendimiento del motor. El trabajo que realmente hace el motor es: a) El trabajo que realmente hace falta para subir los 50Kg a la altura de 5m (trabajo útil): util F s cosα mg s cos J motor P t 500 (5 60) 50000J El trabajo perdido, que se transformará en calor es: El rendimiento del motor sería: 87500J perdido motor util ENERGÍ CINÉTIC La energía cinética es la energía que tienen los cuerpos que están en movimiento. Es proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad. Ec m v Teorema del trabajo y la energía cinética Dice que el trabajo realizado por la fuerza F (resultante de todas las fuerzas, incluida la de rozamiento si existe) para llevar el cuerpo desde un punto hasta otro es igual a la variación de energía cinética entre esos puntos. Se conoce como teorema de las fuerzas vivas.,todaslas fuerzas Ec Ec Ec Ejemplo: Si dejamos caer un cuerpo de Kg desde una altura de 5m Qué energía cinética tendrá al llegar al suelo? Posiblemente la reacción de algún alumno sea calcular el valor de la velocidad al llegar al suelo y luego aplicar la fórmula de la energía cinética. Eso estaría bien, pero vamos a resolverlo aplicando el teorema de las fuerzas vivas. Como el peso puede considerarse constante podemos aplicar la definición particular de trabajo. El trabajo realizado, en este caso, por la fuerza peso que tiene la misma dirección y sentido del desplazamiento, es: F s cosα mg s cos julios plicando el teorema del trabajo y la energía cinética y teniendo en cuenta que la energía cinética en el punto (arriba) es nula porque parte del reposo, sería: Ec Ec,Todaslasfuerzas Ec 00julios Ejemplo: Un hombre conduce a una velocidad de 36 km/h. De pronto acelera con una aceleración de 6 m/s durante 57 metros. Calcular la velocidad máxima que alcanzará. util 6500 Rendimiento ,7% motor Ya hemos resuelto este mismo ejercicio utilizando las ecuaciones de la cinemática. s v o t + ½ a t 57 0 * t + 3 * t t 3 seg. 3 4

3 v v o + a t v * 3 8 m/s (00,8 Km/h) hora vamos a resolver el mismo ejercicio aplicando el teorema de las fuerzas vivas.,todaslasfuerzas Ec Ec F s cos α m v m v Teniendo en cuenta que F m a ma s cos α m v m v simplificando la masa: a s cos α v v 6 57 cos 0 v 0 v 8 m/s Ejemplo: Una bala de 50 g y velocidad 00 m/s penetra 0 cm en una pared. Suponiendo una deceleración uniforme. Calcula la fuerza constante que le opone la pared. También hemos resuelto este ejercio por métodos dinámicos. hora lo resolveremos por métodos energéticos: ENERGÍ POTENCIL Es la energía que tiene un cuerpo como consecuencia de su posición en un campo de fuerzas conservativo como el gravitatorio, el eléctrico o un muelle. Por ejemplo, una maceta en lo alto de un balcón como consecuencia de su posición en un campo de fuerzas conservativo como el gravitatorio, tiene una cierta energía acumulada que en cualquier momento puede convertir en trabajo o en otra forma de energía. Lo mismo podríamos decir para el caso de un resorte que se encuentra desplazado respecto de su posición de equilibrio, dado que las fuerzas elásticas también son conservativas. Por definición, el trabajo que hace una fuerza conservativa para llevar un cuerpo desde un punto hasta otro es igual a menos la variación de energía potencial entre esos puntos :,F.Conservativa Ep Ep Ep El signo menos indica que la fuerza conservativa hace trabajo espontáneo o real (trabajo positivo) cuando desplaza el cuerpo desde los puntos de mayor energía potencial a los puntos con menor energía potencial. Propiedades de la energía potencial:. Es la energía que posee un cuerpo debida a la posición que ocupa en un campo de fuerzas conservativas.,todaslasfuerzas F s cos α m v Ec Ec m v Teniendo en cuenta que la bala se frena al entrar en la pared aceleración y, por tanto, la fuerza que la pared ejerce sobre la bala tienen sentido contrario a la velocidad α 80 F 0, cos80 0, F 0 4 N Observación: La fuerza sale con signo positivo porque, como ya hemos insistido varias veces, en la expresión del trabajo F es el módulo de la fuerza y por tanto no tiene signo. Por otro lado ya hemos tenido en cuenta que F tiene sentido contrario a la velocidad al considerar que el ángulo que forman fuerza y desplazamiento es de 80º. 5. La Ep es una magnitud asociada a la interacción entre dos cuerpos. Quiere decir que una masa no tiene Ep a menos que esté cerca de otra masa como la tierra, es decir, que un cuerpo, por el simple hecho de moverse tiene asociada una energía cinética, pero no tiene porqué tener energía potencial 3. La fórmula de la energía potencial depende del tipo de fuerza conservativa. Para el caso de la energía potencial gravitatoria: Ep m g h,f.conservativa CampoGravitatorio puntospróximosa la Tierra Ep Ep mgh mg h 4. No tiene ningún sentido hablar de energía potencial en un punto o energía potencial absoluta. De acuerdo con su definición como el trabajo realizado por la fuerza conservativa para llevar un cuerpo de un punto hasta otro vemos claramente que solamente puede hablarse de variación de energía potencial entre dos puntos. No obstante, puede definirse energía potencial absoluta asignando valor cero a la energía potencial de un punto cualquiera. La elección del punto cuya Ep0 es absolutamente arbitraria. En los problemas de mecánica es corriente asignarle cero a la energía potencial en la superficie de la tierra (aunque sea más riguroso asignar Ep 0 ). sí, la energía potencial de un gato en lo alto de un balcón sería: Ep mgh como demostraremos más adelante. 6

4 5. En un campo de fuerzas conservativas el trabajo que hacemos nosotros para llevar, contra las fuerzas del campo y sin aceleración, un cuerpo desde un punto hasta otro no se pierde, sino que queda acumulado en forma de energía potencial. sí podemos decir que el trabajo que hacemos nosotros para llevar un cuerpo desde un punto hasta otro, contra las fuerzas del campo y sin aceleración, es igual a la variación de energía potencial entre esos puntos,nosotros Ep Ep Ep,F.Conserv.Campo Ejemplo: a) Calcular el trabajo que hacemos para levantar verticalmente, con velocidad constante, un cuerpo de Kg hasta una altura de 3 metros. b) Calcular el trabajo realizado por el peso PRINCIPIO DE CONSERVCIÓN DE L ENERGÍ MECÁNIC Se le llama energía mecánica (E) a la suma de la Ec y Ep. El principio de conservación de la energía mecánica dice: Si sobre un cuerpo solamente actúan fuerzas conservativas entonces se conserva la energía mecánica. o lo que es igual: Ec + Ep 0 Ec + Ep Ec + Ep E const Dicho de otra forma: Si todas las fuerzas que actúan sobre la partícula son conservativas, la suma de la energía cinética y potencial es igual para cualquier punto. Este teorema que viene a decir que la Ec y Ep pueden variar de unos puntos a otros, pero que su suma (la energía mecánica) permanece constante, dicho de otra forma, como Ec + Ep 0 si aumenta la energía cinética ( Ec ) eso implica que disminuya la potencial ( Ep ), como ocurre cuando un cuerpo cae en caída libre o desliza por un plano inclinado sin rozamiento. Este ejercicio ya lo hemos resuelto más arriba aplicando la definición de trabajo. hora lo vamos a resolver teniendo en cuenta la definición de energía potencial y aplicándola al caso de le energía potencial gravitatoria. Para comprenderlo mejor imagina un coche que se mueve, sin rozamiento, por una montaña rusa. Las energías cinética y potencial podrían tener los siguientes valores en los puntos,, C y D: a) Teniendo en cuenta que, por definición, el trabajo que hacemos nosotros para llevar un cuerpo desde un punto hasta otro, contra las fuerzas del campo y sin aceleración, es igual a la variación de energía potencial: Ep Ep Ep mgh mgh *0*3 60 J, nosotros b) Teniendo en cuenta que, por definición, el trabajo que hace una fuerza conservativa (el peso) para llevar un cuerpo desde un punto hasta otro es igual a menos la variación de energía potencial entre esos puntos:,f.conserv. Peso Ep Ep Ep mgh mgh * *0*3 60 J Ejemplo: Si dejamos caer un cuerpo de Kg desde una altura de 5m Qué energía cinética tendrá al llegar al suelo? 7 Ya hemos resuelto este mismo ejercicio aplicando el de las fuerzas vivas. hora vamos a resolverlo aplicando el principio de conservación de la energía mecánica: Puesto que el cuerpo está sujeto exclusivamente a la fuerza peso, que es una fuerza conservativa, se conserva la energía mecánica: Ec + Ep 0. Quiere decir que al caer el cuerpo hay una disminución de su energía potencial ( Ep ) exactamente igual al aumento de su energía cinética ( Ec ) 8

5 Ec + Ep Ec + Ep Teniendo en cuenta que arriba (punto ) la velocidad es cero Ec 0 Tomando el nivel cero de energía potencial en el suelo Ep 0 Ec + Ep Ec + Ep m gh Ec Ec J Observa que aplicando el principio de conservación de la energía mecánica podemos calcular muy fácilmente la velocidad de llegada del cuerpo al suelo: Despejando v v Ec + Ep Ec + Ep m gh mv g h m/s Ejemplo: Una niña se tira por un tobogán desde una altura de metros. Con qué velocidad llegaría abajo si despreciamos el rozamiento? ENERGÍ Y CLOR TEMPERTUR Sabemos que la materia está formada por pequeñas partículas que están en continuo movimiento y, por tanto, tienen una cierta energía cinética. La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas de un cuerpo. Medida de la temperatura: Escala Celsius. Esta escala, muy utilizada, se obtiene cogiendo un termómetro cualquiera y asignándole 0ºC a la temperatura a la que congela el agua pura y posteriormente asignándole 00ºC a la temperatura a la que hierve a presión de atm. Realmente fue un acierto tomar como referencia el agua para calibrar el termómetro, porque es un líquido muy común, pero podría haberse elegido otro y la escala sería distinta. Escala absoluta o Kelvin. Esta es la escala internacional, y por así decirlo sería la escala en que mide la naturaleza. Puesto que la temperatura mide la energía cinética media de las partículas, el cero absoluto 0ºK, corresponde a la temperatura a la que las partículas dejan de moverse y no hay temperatura inferior. La relación entre la escala Celsius y la Kelvin es 73: ºK 73 + ºC, por tanto los 0ºC son 73 ºK, los 00ºC son 373ºK y 0ºC son 63ºK. CLOR O ENERGÍ TÉRMIC El calor es una energía "que se transfiere espontáneamente" entre dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura, hasta que ambos alcanzan el equilibrio térmico, es decir tienen la misma temperatura. No confundas el calor con la temperatura porque son cosas diferentes. Físicamente un cuerpo siempre tiene temperatura, pero no tiene calor a menos que lo pongamos en contacto con otro cuerpo a distinta temperatura. Idéntico al ejercicio anterior. Teniendo en cuenta que no hay rozamiento y el resto de las fuerzas son conservativas, podemos aplicar el teorema de conservación de la energía mecánica. La energía potencial que la niña tiene arriba se transformará en cinética cuando llegue abajo. Es decir, de acuerdo con la conservación de la energía mecánica Ec + Ep 0 la disminución de energía potencial ( Ep ) debe ser exactamente igual al aumento de su energía cinética ( Ec ) Ec + Ep Ec + Ep v g h 0 mgh + mv mgh + 4,47m / s mv Como vemos, al no haber rozamientos el resultado es el mismo que si la niña cayera en caída libre desde esa altura. Lógico porque al tratarse de fuerzas conservativas el trabajo que realizan al llevar el cuerpo de un punto a otro es independiente del camino seguido. El calor que gana el cuerpo que está a menor temperatura es igual, aunque de signo contrario, al que pierde el que estaba a mayor temperatura es: Q m ce T donde, m es la masa del cuerpo, c e es una constante característica del cuerpo llamada calor específico, e T es la variación de temperatura, es decir, la temperatura final o de equilibrio menos la inicial. Cuando se ponen en contacto dos cuerpos a distinta temperatura el calor transferido de uno a otro guarda la relación: Q ganado + Q perdido 0 El criterio de signos de la IUPC considera positivo al calor ganando y negativo al calor perdido, que también se llama criterio egoísta. De acuerdo con ello, el calor ganado por el cuerpo que estaba a menos temperatura y el calor perdido por el que estaba a más temperatura son iguales, pero de signo contrario y por eso suman cero. 9 0

6 Observaciones: Como hemos dicho el calor específico c e es propio de cada cuerpo. Podría definirse como el calor necesario para que una masa de Kg aumente su temperatura ºC. Sustancia Calor Espec c e en J/Kg K ire 00 Punto de C,LatenteFus. Fusión ºC L f en J/Kg Punto de C,LatenteVap. Ebullición ºC L v en J/Kg gua , ,6 0 6 gua Hielo 30 lcohol etílico 400 4, , luminio , ,4 0 7 rena 90 Cobre , , Hierro , , Mercurio , , Oro , , Plata , , Plomo 8 330, , Vidrio 840 Observa que el calor ganado o perdido por un cuerpo se define como Q m ce T, es el producto de tres variables. sí resulta obvio que si a varios cuerpos de la misma masa le aportamos el mismo calor, aquel de menor c e tendrá mayor T. Por eso, cuando le da el mismo sol al agua, que tiene c e grande, aumenta poco su temperatura, pero si le da el mismo calor a la arena o a una chapa de hierro, que tienen c e pequeño, su temperatura aumenta mucho y nos queman. Unidades de Calor. El calor en el SI, como todas las energías se mide en Julios, aunque en algunos ámbitos es muy corriente medirlo también en Calorías. Para pasar de Julios a Calorías no hay más que multiplicar los Julios por 0,4. Ejemplo Calcular el calor que es necesario transferir a un vaso con 00mL de agua a 0ºC para aumentar su temperatura hasta 80ºC, Exprésalo en julios y calorías. Datos: ρ agua gr/ml; c e 480 J/Kg ºK En primer lugar debemos calcular la masa de agua: m V ρ 00mL gr/ml 00 g 0,Kg hora teniendo en cuenta que: C 0, 480 (80 0) 5080 J (en calorías sería 5080*0,4 609, calorías 6 Kcal) Observa que el calor resulta positivo porque es calor ganado por el agua. Ejemplo: En un vaso con 0,Kg de agua a 80ºC se introduce una bola de hierro de 0,05Kg a 0ºC. Calcular la temperatura de equilibrio. Datos: c e,agua 480 J/Kg ºK; : c e,hierro 450 J/Kg ºK Lo mejor es ordenar los datos en una tabla como la siguiente masa Calor específico Tª Final Tª Inicial Hierro 0,05Kg 450 J/Kg ºK T 0ºC gua 0,Kg 480 J/Kg ºK T 80ºC Teniendo en cuenta que, de acuerdo al criterio de signos el calor ganado por el hiero + calor perdido por el agua es igual a cero: m hiero c e,hierro T hierro + m agua c e,agua T agua 0 0, (T 0) + 0, 480 (T 80) 0 De donde T 76,9ºC Ejemplo: En un vaso con 0,Kg de agua a 80ºC se introduce un cilindro de aluminio de 0,Kg a 0ºC. Calcular el calor específico del aluminio sabiendo que la temperatura de equilibrio es de 74ºC. Datos: c e,agua 480 J/Kg ºK; : masa Calor específico Tª Final Tª Inicial luminio 0,Kg c e 74 0ºC gua 0,Kg 480 J/Kg ºK 74 80ºC CMIOS DE ESTDO m l c e,l T l + m agua c e,agua T agua 0 0, c e (74 0) + 0, 480 (74 80) 0 De donde c e,l 99 J/Kg ºK Se llama Punto de Fusión o Solidificación a la temperatura a la que se produce el cambio de estado de sólido a líquido o viceversa. El Punto de Ebullición o Condensación es la temperatura a la que se produce el cambio de estado de líquido a gas o viceversa. En las sustancias puras mientras dura el cambio de estado la temperatura permanece constante En un cambio de estado coexisten las dos fases, por ejemplo hay a la vez sólido y líquido. En un vaso con agua y hielo en equilibrio la temperatura es 0ºC. Los puntos de fusión y de ebullición son característicos de cada sustancia pura, aunque la presión influye bastante en el punto de ebullición. (El agua hierve a 00 ºC a presión de atm, pero hierve de 0-0 ºC en una olla exprés) El hecho de que durante el cambio de estado la temperatura no varíe es muy revelador. Vamos a ver porqué: Cuando aportamos calor a agua a 5ºC ese calor lo emplea en aumentar la energía cinética de sus partículas, es decir, en aumentar su temperatura, de acuerdo con Q m c e T y el resultado es que se pone por ejemplo a 80ºC. Sin embargo mientras se está produciendo el cambio de estado a 0ºC o a 00ºC aunque aportemos calor la temperatura no cambia, porque esa energía no se emplea en aumentar

7 la energía cinética, sino que se emplea en aumentar la energía potencial de las partículas hasta vencer las fuerzas que las mantienen unidas, de ahí que pasen a un estado diferente. El calor necesario para fundir o evaporar kilogramo de sustancia que se encuentra a la temperatura del cambio de estado se llama calor latente de cambio de estado y es característico de cada sustancia, siendo distinto el calor latente de fusión o solidificación (L f ) del calor latente de evaporación o condensación (L v ) así: Q fusión m L f Q vaporización m L v Vamos a ver el proceso que ocurre cuando calentamos hielo desde 0ºC hasta vapor a 0ºC Ejemplo: Calcular el calor necesario para calentar Kg de hielo desde 0ºC hasta agua a 80ºC Los datos necesarios los tomas de la tabla. Como hay un cambio de estado de por medio no podemos hacerlo de un tirón, sino que tendremos que hacerlo por partes: Calor de hielo 5º a hielo a 0ºC: Q m c e T *30*(0 ( 5)),3 0 4 J Calor para fundirlo: Q m L f *3, , J Calor de agua a 0ºC a agua a 80ºC: Q m c e T *480*(80 0) 6, J Calor total empleado es la suma: Q, J Ejemplo: Contesta a las siguientes cuestiones: a) Porqué cuando hace viento da la impresión de que la temperatura es menor. (sensación térmica) b) Porqué cuando nos sentamos en un sillón de lona nos parece más caliente que si nos sentamos en el suelo. c) Porqué los lamas del Tibet pueden beber el té a la temperatura de ebullición. d) Es correcto decir que El calor latente de fusión es la energía necesaria para fundir kg de sustancia en estado sólido. a) La temperatura del aire es la que es en ese momento, con independencia de que haya o no viento, como puede probarse con un termómetro. Sin embargo el viento hace que nos golpee mayor masa de aire y por lo tanto el calor que le cedemos al aire es mayor. Sentimos más frío. b) El sillón y el suelo están en equilibrio térmico, es decir, están a la misma temperatura y por tanto entre ambos y nosotros se va a transferir la misma energía, lo que pasa es que el suelo es buen conductor del calor, por lo que transfiere energía más rápidamente y por eso nos da sensación de de que está más frío que el sillón. c) Independientemente de que los lamas sean unos monjes muy entrenados, pero resulta de que el Tibet tiene una altura de 4900m. esa altura la presión es más pequeña que a nivel del mar y como el punto de ebullición disminuye con la presión, resulta que en el Tibet el agua hierve a poco más de 70ºC. Con un poco de práctica se puede conseguir, pero a los lamas, que no son tontos, ni se les ocurriría hacer lo mismo en la playa. d) No. Debería especificar que ese kg ya 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 desde la que esté al Punto de Fusión. Es lo que hemos visto en el ejemplo anterior. 3 CLSES DE ENERGÍ Hay muchas clases de energía, pero todas ellas pueden agruparse básicamente en dos clases: cinética y potencial. la suma de la energía cinética y potencial se le llama energía mecánica. Las siguientes energías son formas de energía cinética: Energía eléctrica: es la energía debida al movimiento de cargas eléctricas (electrones) Energía eólica es la energía debida a movimiento de las moléculas del aire Energía térmica: es la energía que tienen los cuerpos como consecuencia del movimiento de los átomos y moléculas que los forman Energía mareomotriz: es debida al movimiento de agua en las mareas. Las siguientes energías son formas de energía potencial: Energía potencial gravitatoria: es la que está almacenada en los cuerpos como consecuencia de su altura, por ejemplo una piedra en un tejado o el agua de una presa. Energía hidráulica: es la energía que está almacenada en el agua de una presa por razón de su altura, así que es un caso particular de energía potencial gravitatoria. Energía potencial elástica: es la energía almacenada en una goma o un muelle cuando está comprimido o expandido Energía potencial eléctrica: es la que tiene almacenada una carga debido a su posición respecto de otra carga. Este tipo de energía es la que da lugar a la corriente eléctrica. Energía nuclear: es la energía almacenada en el núcleo del átomo. En las plantas energía nuclear se rompen núcleos de elementos pesados (fisión) liberándose mucha energía en este proceso Energía química: la energía almacenada en los alimentos, madera, carbón, petróleo, o en una pila. En todos los casos cuando tienen lugar una reacción química se libera la energía almacenada. Energía solar: es la energía que se libera en el Sol. Se debe a las reacciones nucleares que tienen lugar en el Sol. Energía de Luz o Radiante: es la energía asociada a las ondas electromagnéticas (ondas de radio, TV, microondas, infrarrojos, el visible, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma) 4

8 TRNSFORMCIONES DE L ENERGÍ La energía no se crea ni se destruye, tan sólo se transforma de una forma de energía a otra forma de energía o a trabajo. DEGRDCIÓN DE L ENERGÍ Hemos visto que la energía se transforma y se transforma de unas formas a otras formas de energía. No obstante en cada cambio energético la energía se transforma en otro tipo más difícil de utilizar, por eso se dice que la energía se degrada. La forma más degradada de energía es el calor. Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor, sin embargo no ocurre al revés, por eso el calor es una forma degradada de energía. Ejemplo: Diversos cambios de energía que terminan en energía degradada. La energía del Sol es utilizada por las plantas para construir moléculas complejas como la glucosa. Esas moléculas las comemos y haciéndolas reaccionar con el oxígeno de la respiración obtenemos la energía química necesaria para mover los músculos. Con nuestros músculos, por ejemplo, podemos cargar una pistola de juguete comprimiendo el muelle, es decir transformando la energía de los músculos en energía potencial elástica. Si disparamos la pistola hacia arriba, la energía potencial elástica se transforma en cinética, pero a medida que la bola sube su velocidad se hace menor, así que la energía cinética que tiene se va transformando en potencial gravitatoria. Cuando la bola alcanza su altura máxima toda la energía es potencial, pero en seguida comienza a descender, y ahora ocurre al revés: La energía potencial gravitatoria se convierte en cinética. Cuando llega al suelo y lo golpea una parte de la energía puede transformarse en trabajo, si la bola se deforma o si deforma el suelo, el resto se transforma en calor. Fin de la historia. El calor se invierte en aumentar la temperatura de todas las partículas en contacto con la bola y esas partículas, a su vez, transfieren calor a las restantes hasta que todas tienen la misma temperatura. Podemos decir que finalmente esa energía se transformó en cinética de todas las partículas que rodean a la bola, pero esa energía no sabemos usarla. Diremos que la energía se ha degradado. FUENTES DE ENERGÍ Son aquellas de las que el hombre puede obtener la energía para luego utilizarla. Las reacciones nucleares de fusión de hidrógeno, como las que se producen en el Sol, liberan muchísima energía, que además sería muy barata y limpia, sin embargo hoy día no sabemos cómo hacerlas de forma controlada y segura. Por tanto, hoy día la fusión de hidrógeno no es una fuente de energía, aunque posiblemente sea la del futuro. CLSIFICCIÓN DE LS FUENTES DE ENERGÍ Las fuentes de energía se clasifican: según su origen en: renovables y no renovables según su utilización en convencionales y alternativas Según su origen Las Fuentes de energía renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden volver a utilizar, bien porque se regeneran fácilmente (biomasa) o porque son una fuente inagotable (solar) Son fuentes de energía renovables: Solar (Sol) Hidráulica (embalses) Eólica (viento) iomasa (madera, estiércol) Mareomotriz (mareas) Según su utilización Las Fuentes de energía convencionales son aquellas que proporcionan la mayoría de la energía en los diferentes países. Son fuentes de energía convencionales: Hidráulica (embalses) Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) La energía nuclear (uranio) Las Fuentes de energía no renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, bien porque ya no se regeneran nunca (uranio), o porque su velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración (carbón). Son fuentes de energía no renovables: Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) La energía nuclear (uranio) Las Fuentes de energía alternativas son aquellas cuya utilización está menos extendida pero que cada vez adquieren más importancia. Son fuentes de energía alternativas: Solar (Sol) Eólica (viento) iomasa (madera, estiércol) Mareomotriz (mareas) Geotérmica (usa el calor de la Tierra) 5 6