Matilde Ungerovich. March 20, 2017

Transcripción

1 Energía Matilde Ungerovich March 20, 2017

2 Energía Está en todos lados, es la base de la vida Puede calentar una casa, derretir hielo, manejar la atmósfera, etc Qué es la energía? Cuál es su fuente? Cómo calienta al planeta? Cómo maneja la atmósfera? Cómo se transforma de un tipo a otro?

3 Energía, Temperatura y Calor Energía: capacidad de realizar trabajo sobre un objeto Se realiza trabajo sobre un objeto cuando el objeto se empuja, tira o eleva Cuando realizamos trabajo sobre un objeto, le damos energía, que puede utilizar para realizar trabajo sobre otro objeto La energía almacenada en un objeto determina cuánto trabajo el objeto es capaz de realizar Algunos tipos de energía: potencial y cinética Energía potencial: mgh Energía cinética: 0.5*mv*v La energía cinética de los átomos y moléculas de un objeto se llama calor

4 Energía, Temperatura y Calor Si pudieramos ver los átomos y moléculas del aire, los veríamos moverse en todas las direcciones La temperatura de una parcela de aire, es el promedio de la energía cinética de los átomos y moléculas de la parcela Mayores velocidades corresponden con mayores temperaturas Qué parcela tiene más energía cinética? una parcela a 100 m una parcela a m una parcela a m

5 Energía, Temperatura y Calor El calor es energía en el proceso de transferencia desde un objeto a otro, debido a una diferencia de temperatura Por ejemplo, al poner en contacto un objeto frío con uno cálido Luego de transferido el calor, se almacena como energía interna

6 cero absoluto= -273 o C grados Kelvin= K= o C-273 grados Farenheit= Temperatura o F = 9 o C

7 Calor Calor específico: es la cantidad de energía necesaria para aumentar la temperatura de 1 gramo en 1 o C Por ejemplo, el calor específico del agua es 1 caloría, por lo cual, es necesario dar 1 caloría de calor al agua para aumentar la T de 1gr en 1 o C Si le damos 1 caloría a 1 gr de granito, aumentará 5 o C. Cuál es su calor específico?

8 Calor Calor latente: cantidad de energía necesaria para generar un cambio de estado en una sustancia Calor sensible: calor que se utiliza para cambiar la temperatura de un objeto Durante el cambio de estado, no hay cambio de temperatura Por qué el agua en un vaso con agua y hielo es más fría que el agua en un vaso sin hielo?

9 Calor En cuáles de los cambios de estado la sustancia recibe y en cuáles libera energía? Qué pasa con la atmósfera cuando se forma una nube?

10 Transferencia de calor en la atmósfera Conducción: transferencia de calor de molécula a molécula Convección: transferencia de calor por movimiento de aire Radiación: transferencia de energía en forma de ondas. La energía se libera cuando las ondas son absorbidas por algun objeto

11 Radiación

12 ONDAS Radiación

13 Radiación ONDAS Longitud de onda, es la distancia entre 2 crestas

14 Radiación ONDAS Longitud de onda, es la distancia entre 2 crestas La longitud de onda, define las características de la onda

15 Radiación

16 Radiación Todos los objetos con T mayor a 0 absoluto emiten radiación

17 Radiación Todos los objetos con T mayor a 0 absoluto emiten radiación La longitud de onda en la cual un cuerpo emite más radiación, depende de su temperatura. La longitud de onda de la onda, define si la percibimos como sonido, luz, etc Ley de Wien: Long-Max= constante/t

18 Radiación Todos los objetos con T mayor a 0 absoluto emiten radiación La longitud de onda en la cual un cuerpo emite más radiación, depende de su temperatura. La longitud de onda de la onda, define si la percibimos como sonido, luz, etc Ley de Wien: Long-Max= constante/t A mayor temperatura de un objeto, más energía se emite (considerando todas las longitudes de onda) Ley de Stefan Boltzman:E = constante T 4

19 Radiación Todos los objetos con T mayor a 0 absoluto emiten radiación La longitud de onda en la cual un cuerpo emite más radiación, depende de su temperatura. La longitud de onda de la onda, define si la percibimos como sonido, luz, etc Ley de Wien: Long-Max= constante/t A mayor temperatura de un objeto, más energía se emite (considerando todas las longitudes de onda) Ley de Stefan Boltzman:E = constante T 4 Emite más el Sol o la Tierra? Cuál de las radiaciones emitidas por los 2 cuerpos es mayoritariamente larga?

20 Radiación Todos los objetos con T mayor a 0 absoluto emiten radiación La longitud de onda en la cual un cuerpo emite más radiación, depende de su temperatura. La longitud de onda de la onda, define si la percibimos como sonido, luz, etc Ley de Wien: Long-Max= constante/t A mayor temperatura de un objeto, más energía se emite (considerando todas las longitudes de onda) Ley de Stefan Boltzman:E = constante T 4 Emite más el Sol o la Tierra? Cuál de las radiaciones emitidas por los 2 cuerpos es mayoritariamente larga? El Sol emite en onda corta (visible), mientras que la Tierra en onda larga (infrarrojo)

21 Radiación

22 Radiación Qué pasa cuando la radiación llega a un cuerpo?

23 Radiación Qué pasa cuando la radiación llega a un cuerpo? El cuerpo es transparente a esa radiación, la onda continúa su camino

24 Radiación Qué pasa cuando la radiación llega a un cuerpo? El cuerpo es transparente a esa radiación, la onda continúa su camino El cuerpo absorbe la radiación

25 Radiación Qué pasa cuando la radiación llega a un cuerpo? El cuerpo es transparente a esa radiación, la onda continúa su camino El cuerpo absorbe la radiación El cuerpo refleja la radiación

26 Cómo se calienta la atmósfera? Cómo se calienta la atmósfera?

27 Cómo se calienta la atmósfera? Cómo se calienta la atmósfera? El Sol emite radiación

28 Cómo se calienta la atmósfera? Cómo se calienta la atmósfera? El Sol emite radiación El aire es transparente a la radiación solar

29 Cómo se calienta la atmósfera? Cómo se calienta la atmósfera? El Sol emite radiación El aire es transparente a la radiación solar La superficie (suelo) absorbe la radiación solar que llega en forma de ondas

30 Cómo se calienta la atmósfera? Cómo se calienta la atmósfera? El Sol emite radiación El aire es transparente a la radiación solar La superficie (suelo) absorbe la radiación solar que llega en forma de ondas La superficie (suelo) se calienta

31 Cómo se calienta la atmósfera? Cómo se calienta la atmósfera? El Sol emite radiación El aire es transparente a la radiación solar La superficie (suelo) absorbe la radiación solar que llega en forma de ondas La superficie (suelo) se calienta La superficie (suelo) calienta por conducción al aire en contacto con ella

32 Cómo se calienta la atmósfera? Cómo se calienta la atmósfera? El Sol emite radiación El aire es transparente a la radiación solar La superficie (suelo) absorbe la radiación solar que llega en forma de ondas La superficie (suelo) se calienta La superficie (suelo) calienta por conducción al aire en contacto con ella El aire caliente asciende calentando la atmósfera por convección

33 Equilibrio radiativo

34 Equilibrio radiativo Cuando un cuerpo gana más energía de la que pierde, el cuerpo se calienta

35 Equilibrio radiativo Cuando un cuerpo gana más energía de la que pierde, el cuerpo se calienta Cuando un cuerpo pierde más energía que la que gana, el cuerpo se enfría

36 Equilibrio radiativo

37 Equilibrio radiativo Está la Tierra en balance radiativo?

38 Equilibrio radiativo Está la Tierra en balance radiativo? Si. Aproximadamente, año a año no hay cambios en la temperatura media terrestre, por lo que podemos asumir que existe un balance entre la energía ganada y la energía perdida.

39 Equilibrio radiativo Está el tope de la atmósfera en equilibrio? Está la superficie en equilibrio?

40 Y a escala local? Equilibrio radiativo Dado que la temperatura en todo el planeta es parecida, pero la radiación incidente es muy despareja... el ecuador absorbe más energía de la que emite y los polos emiten más de lo que absorben. Entonces, Se enfrían los polos? Se calientan los trópicos?

41 Equilibrio radiativo Se enfrían los polos? Se calientan los trópicos?

42 Equilibrio radiativo Se enfrían los polos? Se calientan los trópicos? haber un transporte de energía... NO! Debe

43 Equilibrio radiativo Se enfrían los polos? Se calientan los trópicos? haber un transporte de energía... NO! Debe El transporte lo realizan atmósfera y océanos