TEMA 10: LA ENERGÍA
1. ¿QUÉ ES LA ENERGÍA?
Es una magnitud física que asociamos con la capacidad de
producir cambios en los cuerpos.
Los cambios pueden ser de dos tipos:
Cambios físicos:
modifican el estado, la forma, el tamaño, la posición, volumen,
temperatura… esto es las propiedades físicas de la materia. Ej: alfarero moldea arcilla,
agua al fuego cambia de estado….. En estos casos la naturaleza de la materia no ha
cambiado, sino que sigue siendo la misma.
Cambios químicos:
modifican las propiedades químicas de la materia, ya que varían su
composición (una sustancia se transforma en otra).
La energía se puede medir (es una magnitud) y se expresa mediante unidades.
Unidades:
Sistema Internacional
Julio (J)
Otras
Caloría (Cal) 1cal =4,19J
1.1 CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA
Puede ser
almacenada
y, por tanto, usada cuando mas convenga.
Puede ser
transportada.
La energía puede pasar de un lugar a otro mediante
un sistema que la traslade.
Puede
transformarse
de unas formas de energía a otras que sean más útiles.
Se
transfiere
. La energía puede pasar fácilmente de unos cuerpos a otros.
Se
conserva
. La energía no se puede crear ni destruir, solo se transforma o se
transmite de un cuerpo a otro (Principio de conservación de la energía).
Se
degrada
. En los procesos de transformación de un tipo de energía en otra,
se produce calor, que no es posible aprovechar, lo que supone que parte de
la energía se pierde.
1.2 FORMAS DE ENERGÍA
Energía Térmica:
es la que se transfieren los cuerpos a causa de la diferencia de
temperatura.
Energía cinética:
es la energía que posee un objeto que esta en movimiento. (Ec= ½ m
v
2).
Energía potencial:
es la energía que tiene un objeto debido a la posición que ocupa
en el espacio. (Ep=m g h).
Energía mecánica:
es la suma de la energía cinética y la energía potencial, es decir, la
energía que poseen los cuerpos debido al hecho de moverse a una determinada
velocidad, de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio o de ambas cosas
a la vez. (Em= Ec+Ep).
Energía química:
es la que se desprende o se absorbe en las reacciones químicas.
Energía interna:
es la energía que poseen los cuerpos debido al movimiento de las
moléculas o átomos que lo forman.
Energía eléctrica:
Es la que se produce por el movimiento de los electrones a través
de un elemento conductor.
Energía electromagnética:
es la energía que transportan las ondas electromagnéticas,
como la luz, las ondas de radio….
2. LAS FUENTES DE ENERGÍA
Llamamos
fuentes de energía
a todo aquel medio natural o artificial del que
podemos extraer energía y utilizarla.
La cantidad de energía disponible de estas fuentes es lo que se llama
recurso
energético
TIPOS DE FUENTES DE ENERGÍA
Fuentes no renovables
Son las que no se regeneran a escala de tiempo humana.
Son de origen terrestre y se han formado durante procesos geológicos muy lentos
a lo largo de millones de años.
En la actualidad disponemos de unas reservas muy limitadas y se consumen muy
rápidamente, por lo que se agotarán.
Generan grandes impactos ambientales: cambio climático, residuos radiactivos…
Fuentes renovables
Son las que se regeneran continuamente.
Tienen su origen principalmente en el flujo continuo de energía del Sol.
Producen menos impactos ambientales o impactos reversibles.
2.1 ORIGEN DE LA ENERGÍA
Casi toda la energía de la que disponemos proviene del
Sol.
Esta energía crea una serie de fenómenos de los que podemos aprovechar su
energía.
ORIGEN
FENÓMENO
RECURSO
ENERGÉTICO
FUENTE DE
ENERGÍA
TIPO DE FUENTE
DE ENERGÍA
Ciclo del agua
Agua
E. Hidráulica
Renovable
Aire en
movimiento
Viento
E. Eólica
Renovable
Sol
E. Solar
Renovable
Fotosíntesis
Biomasa (restos de
seres vivos)
Biomasa
Renovable
Atracción
gravitatoria
Mareas
E. Maremotriz
Renovable
Calor formación de
la Tierra
Calor interno de la
Tierra
E. Geotérmica
Renovable
Restos seres vivos
Carbón/Petróleo/
Gas Natural
E. Térmica
No Renovable
Elementos
químicos
3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
Hoy en día la mayor parte de la energía utilizada en el mundo procede de fuentes no
renovables. Su empleo produce grandes problemas de contaminación atmosférica y un
incremento del efecto invernadero, debido a la emisión de CO2 y otros gases.
COMBUSTIBLES FÓSILES (Carbón, petróleo y gas natural)
Origen:
Se originaron hace millones de años por la acumulación de restos vegetales que quedaron
enterrados en zonas poco profundas como pantanos y lagos (carbón) o la acumulación de microorganismos
marinos, plancton, en el fondo del mar ( petróleo y gas natural). Al quedar enterrados por sucesivas capas
de arena, arcilla y rocas, y bajo determinadas condiciones de presión y temperatura, dieron lugar a estos
compuestos.
Explotación:
El carbón se extrae en minas a cielo abierto o en minas subterráneas, mientras que el petróleo
y el gas natural se extraen en grandes plantas petrolíferas y tienen que ser transportados mediante
oleoductos y grandes barcos petroleros o gaseoductos, que presentan un elevado riesgo de contaminación
por accidentes. Posteriormente son procesados para poder utilizarlos.
Usos:
Carbón:
centrales térmicas, uso domestico (calefacción, cocina…), como materia prima para obtener
plásticos, fibras sintéticas, productos farmacéuticos…
Petróleo:
combustible , materia prima para la fabricación de fertilizantes, plásticos, pinturas…
3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
¿Cómo funcionan las centrales térmicas?
3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
URANIO
El uranio es un elemento cuyos átomos son inestables y pueden romperse o fisionarse.
Se extrae mediante minas
Se utiliza como combustible en las centrales nucleares
Las centrales nucleares no producen contaminantes atmosféricos; sin embargo generan una
gran cantidad de residuos radiactivos, perjudiciales para la salud y el medio ambiente, lo que
obliga a almacenarlos en lugares de alta seguridad durante centenares o miles de años.
http://www.unesa.net/unesa/html/saberei nvestigar/esquemas/resolucion800/nucle ar.swf
3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
ENERGÍAS NO RENOVABLES
VENTAJAS
DESVENTAJAS
USOS
CARBÓN
-Combustible fósil más abundante -Su uso energético es fácil ybarato
-La extracción puede ser peligrosa -Contamina Su combustión produce CO2 Producción de: -Electricidad -Calor
PETROLEO
-Tiene mayor poder calorífico que el carbón.-Fácil de extraer y de transportar
-Recursos son limitados -La extracción y el transporte pueden dañar el medio ambiente. -Contamina Su combustión produce CO2 Producción de: -Electricidad -Gasolina y diesel -Calor
-Productos químicos: fertilizantes, plásticos…
GAS NATURAL
-Contamina menos que el carbón y el petróleo-Fácil de transportar
-Requiere un gran procesado -Muy toxico
-Los escapes pueden causar explosiones
Producción de: -Electricidad -Calor (casas)
-Combustible para automoviles
URANIO
-Produce gran cantidad deenergía
-No contamina la atmósfera
-Genera residuos contaminantes -Accidentes pueden liberar grandes cantidades de radiaccion
Producción de: -Electricidad -Calor
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
La energía que se obtiene de fuentes renovables es limpia, respetuosa con el medio
ambiente, inagotable y con emisiones casi nulas de dióxido de carbono y otros gases
contaminantes.
No obstante, también tiene inconvenientes y genera impactos ambientales.
ENERGÍA HIDRÁULICA
Esta energía se obtiene a partir de la energía cinética o potencial del agua en las centrales
hidroeléctricas, centrales de bombeo o centrales minihidraulicas.
http://www.unesa.net/unesa/html/sabereinvestigar/esquemas/resolucion800/hidroelectrica.
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
ENERGÍA SOLAR
Esta energía llega desde el Sol a la tierra en forma de radiación electromagnética.
Actualmente esta energía se puede aprovechar directamente por dos vías:
Térmica:
consiste en la utilización de la energía solar para calentar un fluido, generalmente
agua, utilizando colectores. La energía obtenida se aplica fundamentalmente para obtener
agua caliente y calefacción de uso domestico. En algunos casos, a altas temperaturas, también
es posible obtener energía eléctrica
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
Fotovoltaica:
permite la transformación directa de la energía del Sol en energía eléctrica por
medio de unos dispositivos especiales llamados paneles fotovoltaicos.
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
¿CÓMO FUNCIONAN?
http://www.unesa.net/unesa/html/sabereinvestigar/esquemas/resoluci on800/fotovoltaica.swf http://www.unesa.net/unesa/html/sabereinvestigar/esquemas/res olucion800/termosolar.swf4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
ENERGÍA EÓLICA
Es una forma de energía cinética producida por el movimiento del aire. El viento se origina por
efecto de la radiación solar y es debido a las diferencias en la insolación de distintas zonas de la
superficie terrestre.
Esta energía puede ser utilizada directamente o transformada en otros tipos de energía.
Los aparatos que se emplean para aprovechar la energía cinética del viento se llaman
aerogeneradores.
http://www.unesa.net/unesa/html/sabereinv estigar/esquemas/resolucion800/eolica.swf
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
BIOMASA
Es el conjunto de materia orgánica de origen animal o vegetal .
Este tipo de fuente de energía se produce de tres maneras:
Mediante el cultivo agrícola de especies de rápido crecimiento, que tienen un alto contenido
energético: cardos, remolacha…
Aprovechando residuos de las actividades domésticas ( papel, cartón, restos de alimentos…),
agrícolas (paja, malas hierbas…) ganaderas (excrementos, restos de animales…) y forestales
(ramas, hojas…)
Transformando química o biológicamente ciertas especies vegetales para convertirlas en
productos energéticos como los biocombustibles
Antes de proceder al tratamiento de la biomasa con fines energéticos es necesario someterla a una
serie de procesos que faciliten su manipulación, transporte y almacenamiento.
http://www.unesa.net /unesa/html/saberein vestigar/esquemas/r esolucion800/inciner adora.swf
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
ENERGÍA GEOTERMICA
Es la energía que proviene del calor almacenado en el interior de la Tierra.
Esta energía esta limitada geográficamente a unas pocas regiones del planeta. Actualmente se
aprovecha, por ejemplo, en zonas volcánicas o en zonas de aguas termales, para calefacción y
climatización de piscinas.
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
ENERGÍA MAREMOTRIZ
Es la energía que se obtiene del movimiento del agua del mar, principalmente por las mareas.
Hay lugares en los que la diferencia del nivel del agua entre la marea alta y la marea baja es de
varios metros. Esta diferencia de altura puede originar energía cinética utilizable para generar
electricidad.
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
ENEERGÍAS RENOVABLES
VENTAJAS
DESVENTAJAS
USOS
BIOMASA
-Fuente de energía ilimitada-Produce pocos residuos y estos son biodegradables
-Menos contaminantes que los combustibles fósiles
-Baja eficiencia
-Gran volumen difícil de manejar y transportar
Producción de calor, electricidad y biocombustibles
HIDROELECTRICA
-Fuente de energía ilimitada-Bajo coste de mantenimiento -No contamina
-Ayuda a controlar las inundaciones
- Grandes reservas de agua
-Costes del transporte de la energía son elevados -Depende de las condiciones climáticas
-Efectos negativos en el medio ambiente
-Riesgo de inundaciones por rotura de la presa
Producción de electricidad
SOLAR
-Fuente de energía ilimitada-No contamina
-Bajo coste de mantenimiento
-Disponibilidad esta influenciada por la latitud, estaciones,
nubosidad…
-Requiere grandes aéreas de terreno
4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
ENEERGÍAS RENOVABLES
VENTAJAS
DESVENTAJAS
USOS
EÓLICA
-Muy eficiente-Fuente de energía ilimitada -Bajo coste de instalación y mantenimiento
-No contamina
-Se puede usar el suelo del área donde esta instalado
-El viento es intermitente -Modifica el paisaje -Peligroso para las aves -Produce ruido
Producción de electricidad
GEOTÉRMICA
-No contamina-No depende de las condiciones climáticas
-Produce impactos ambientales -Su instalación es difícil y costosa
Producción de calor y electricidad
MAREMOTRIZ
-Fuente de energía ilimitada-No contamina
-No depende de las condiciones climáticas
-Poco eficiente
-Impactos ambientales negativos -Solo se puede usar en áreas costeras con determinadas características
