ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR

Transcripción

1 ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR

2 CONCEPTO DE POTENCIA La potencia es la energía (trabajo) empleada por unidad de tiempo empleado (por cada segundo). Así: POTENCIA (P) = TRABAJO (W) / TIEMPO (T) P=W/t =F.e/t = m a e/t (kp m/s)

3 UNIDADES DE S.I Unidades de energía: S.I. Julio (J) caloría (cal): 1 cal = 4,18 J 1 Kcal = 1000 cal = 4180 J ergio (erg): 1 erg = 10-7 J kilovatiohora (kw h): 1 kw h = 3, J

4 Calor específico (cal/g ºC)

5 UNIDADES DEL S.I. -de-unidades.html

6 Problema 1: En una casa hay encendido 3 horas diarias los siguientes electrodomésticos: 3 bombillas de 60 watios cada una. 1 estufa de 1200 watios. Calcular el consumo mensual suponiendo que el kwh. Cuesta 0,27 euros.

7 Problema 2: Un montañero de 75 kg. Pasea diariamente durante 8 horas portando 6 kg. sobre sus espaldas a una velocidad de 5 km/h. Se pide calcular la cantidad de calorias, en alimento, que debe reponer para compensar el esfuerzo realizado.

8 Problema 3: Queremos calentar hasta la ebullición un vaso de agua de 100 ml que se encuentra a 14ºC. En el un microondas de 800 watios de potencia. Cuánto tiempo necesitaremos para que empieze a hervir? Y si estuviese congelada el agua a -5ºC?

9 ALTERNADORES Y GENERADORES ELÉCTRICOS

10 ALTERNADOR Definición: Dispositivo destinado a transformar energía mecánica en energía eléctrica, ejemplos:

11 4.1. ALTERNADORES Estator:La rotación del inductor hace que su campo magnético, formado por imanes fijos, se haga variable en el tiempo, y el paso de este campo variable por los polos del inducido genera en él una corriente alterna que se recoge en los terminales de la máquina.

12 4.1. ALTERNADORES Rotor: es el inductor, es el elemento giratorio del alternador, recibe la fuerza mecánica de rotación.

13 PARTES DEL ALTERNADOR: Recoge la corriente alterna (CA) en sus terminales y la transforma en corriente continúa (CC), almacenándola en la batería.

14 DINAMOS transforma el flujo magnético en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua.

15 Problema 4: El cable remolcador de un telesilla tiene una pendiente de 35º. El cable que arrastra las sillas se desplaza a una velocidad de 8km/h, transportando simultáneamente 70 esquiadores cuyo peso medio es de 80kg. Se pide: A) Trabajo en kj desarrollado durante una hora. Potencia en CV requerida para el motor que acciona el cable (1CV=0736kw)

16 MOTORES Tienen un funcionamiento inverso a los alternadores, es decir, transforman la energía eléctrica en mecánica.

17 TERMODINÁMICA Termo procede del calor, que significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", La termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento.

18 PRINCIPIOS TERMODINÁMICOS 1º)La energía total de un sistema aislado no se modifica, pero puede transformarse de unas formas a otras.

19 SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA: En un sistema en equilibrio la materia y la energía no se pueden crear ni destruir, solo se transforman. El estado de equilibrio de un sistema queda definido por medio de la energía interna del sistema, su volumen y su composición molar. Cualquier otro parámetro, como la temperatura y la presión, queda en función de dichos parámetros.

20 MÁQUINAS TÉRMICAS Las máquinas térmica o motores térmicos son aparatos que transforman la energía térmica proporcionada por un combustible (carbón, petróleo o derivados de éste...) en trabajo o en energía mecánica (en movimiento).

21 MÁQUINAS TÉRMICAS: BOMBA DE CALOR

22 MÁQUINA TERMICA: MÁQUINA DE VAPOR.

23 MÁQUINAS TÉRMICAS:REFRIGERADOR

24 Problema 5: En una central hidroeléctrica el salto de agua es de 50 m. El agua sale de la turbina a una velocidad de 5m/s por una tubería de 1 m. de diametro. Si la eficiencia neta de transformación de la energía potencial inicial es de un 70%. Se pide: A) Caudal de salida de agua B) La potencia generada

25 Problema 6: Una casa de campo utiliza 6 bombillas de 40 w. durante 8h. Diarias, un frigorífico de bajo consumo de 50w. Durante 12 h. y un TV de 50w. Durante 6h. Cacular el número de de m 2 de paneles fotovoltaicos que son necesarios para abastecer el consumo anterior. Datos: radiación solar media recibida 1000 w/ m 2 ; rendimiento del panel = 20 %; Horas de insolación diarias 7.

26 Problema 7 Un motor eléctrico de corriente contínua se conecta a una línea de 220 v. y 35 A. Este motor eleva un ascensor de 2500 kg. a una altura de 21 m. en 180 segundos. Determina: A) Trabajo útil realizado B) Potencia absorvida C) Potencia útil D) Rendimiento

27 Problema 8 Una atracción de feria eleva una masa de 1600 kg. A 12 m. alcanzando una velocidad de 2m/s mediante la acción de un motor eléctrico durante 16 s. Si el rendimiento es del 61%, determina: A) Trabajo realizado por el motor B) Potencia útil C) Potencia absorbida por el motor

28 Problema 9 Un automóvil de 1100 kg. arranca y acelera hasta alcanzar la velocidad de 120 km/h en 13 segundos. Si el rendimiento del motor es del 21 % y el calor de la combustión de la gasolina de kj/kg, determina: A) Trabajo útil realizado durante el recorrido. B) Potencia útil. C) Potencia suministrada por el motor. D) Consumo de gasolina

29 Problema 10 Un vehículo de 1220 kg. De masa impulsado por un motor diesel acelera de 0 a 100 km/h. en 10 segundos. Si en los 10 s. de aceleración el motor consume 55 g. de combustible y el poder calorífico del combustible utilizado es de J/g, determinar: A) La energía suministrada por el motor que se convierte en trabajo mecánico B) La energía total liberada por el motor C) El rendimiento del motor