UNIDAD DIDÁCTICA 5: ENERGÍA
1. Las transformaciones energéticas que tienen lugar en cada caso son: a) Batidora: de energía eléctrica a mecánica.
b) Cocina de gas: de energía química a energía térmica.
c) Microondas: de energía eléctrica → energía radiante → energía térmica.
d) Fuegos artificiales: de energía química a mecánica, térmica, sonora, luminosa, etc. 2. Para calentar la comida necesitaremos: 1000kcal·4180J
1kcal=4.18·10 6J
Si usamos la electricidad: 4.18·106J · 1kWh
3.6·106J=1.16kWh
3. El generador del coche es un alternador conectado mediante una correa y una polea al motor. La energía eléctrica se almacena en la batería.
4. El transformador reductor de tensión de Alameda se encuentra en las subestaciones eléctricas más cercanas: Archidona y La Roda de Andalucía.
5. Los siguientes electrodomésticos disponen de un transformador de 220V a 12V en su interior. ¿Qué potencia consumen?. Analiza qué intensidad sería necesaria si la línea de alimentación fuera de 12V en lugar de 220V. Copia y rellena la siguiente tabla en tu cuaderno:
Aparato Con red de 220 V Con red de 12 V
Vídeo V=220 V I=2A P=440W V=12V I=36.7A
Radio V=220 V I=0.25A P=55W V=12V I=4.58A
Reloj despertador V=220 V I=0.1A P=22W V=12V I=1.83A
6. Las centrales térmicas utilizan combustibles fósiles, como el carbón, petróleo y gas natural. Estos combustibles tienen un gran poder calorífico.
Si usáramos la leña tendríamos que quemar una cantidad muy grande de madera, ya que su poder calorífico es mucho más bajo que el de los combustibles fósiles.
7. Realiza un diagrama de una central nuclear, indicando las transformaciones energéticas que se realizan.
8. Las barras de control sirven para frenar la reacción. El refrigerante sirve para extraer el calor del núcleo. Centrales nucleares en funcionamiento en España:
9. La función del grupo turbina-generador de una central hidroeléctrica es transformar la energía mecánica en energía eléctrica.
10. Explica con tus propias palabras cómo funciona una central hidroeléctrica:
a) El agua almacenada en un embalse cae desde el embalse por un canal situado en la presa.
b) El agua llega a la turbina, un elemento con paletas dispuestas alrededor de un eje central que sigue el paso del agua.
c) La turbina está acoplada a un generador eléctrico. El movimiento de la turbina se convierte así en electricidad de bajo voltaje.
d) Después se eleva el voltaje para ser distribuida a través de los tendidos eléctricos.
11. En ambos casos utilizan la energía calorífica para transformarla en energía eléctrica y la turbina es movida por vapor de agua a presión. En las térmicas es mediante el consumo de combustibles fósiles, mientras que en las centrales solares térmicas es la radiación solar quien evapora el agua que hace mover a la turbina.
12. Los paneles fotovoltaicos no se conectan a la red eléctrica cuando están apartados de ella. ¿Puedes decir algún sitio donde colocarías estos paneles?
- Iluminación en zonas apartadas. - Naves espaciales.
- Casas de campo.
- Señalización de carreteras.
13. Los paneles solares generan poca energía y para conseguir una cantidad de energía importante, hay que cubrir una gran superficie. Además es una fuente de energía irregular e intermitente.
14. El viento a gran velocidad hace girar las aspas de un rotor. Un sistema multiplicador de velocidad transmite el movimiento a un generador, donde se transforma la energía mecánica en energía eléctrica.
15. El multiplicador del aerogenerador sirve para aumentar la velocidad de giro del rotor para adaptarla a la que necesita el generador para inducir corriente eléctrica.
17. Sol: energía radiante y térmica. Biomasa: energía química. Hidráulica: energía mecánica. Eólica: energía mecánica.
Carbón, gas, petróleo: energía química.
18. Ejemplo: energía eléctrica en energía mecánica: en un ventilador o en un exprimidor. 19. Renovables No renovables Bioalcohol Aceite vegetal Viento Madera Hidráulica Gas natural Uranio Petróleo Gas metano Carbón
20. El frigorífico emite calor por su parte posterior, y por eso se pone una rejilla que facilita esa emisión de aire. Se podría utilizar como calefacción, pero calentaría poco.
21. Al perforar el pozo, los gases con los que está mezclado el petróleo lo empujan hacia arriba con mucha fuerza, ya que estos gases se encuentran fuertemente comprimidos.
22. El vapor que sale de la caldera, a gran presión y temperatura, pasa por una turbina formada por varias hélices. El vapor choca con las hélices, que obligan a girar a la turbina. El generador eléctrico que está unido a la turbina gira junto con esta y con el movimiento se genera electricidad.
23. Lanzarlos al espacio no es seguro (pude haber una explosión durante el lanzamiento).
Almacenarlos en minas o fosas marinas tampoco es seguro, porque son lugares poco accesibles, donde pueden producirse escapes de radiación.
24. a) Planchar con vapor: de energía eléctrica a energía térmica.
b) Lavar con agua caliente: de energía eléctrica a energía mecánica (motor) y energía térmica (calor). 25. La principal diferencia es la potencia que proporcionan y, por tanto, el tamaño. Una minicentral tiene
una potencia máxima de 5000 kW.
Ventajas: una minicentral se puede colocar en más cauces (no se necesitan grandes presas). Inconvenientes: las minicentrales proporcionan menos corriente eléctrica.
26. Agua: presa → canal → turbina → desagüe.
Electricidad: generador eléctrico → transformador → red eléctrica.
27. Porque la diferencia de temperatura del interior terrestre y de la superficie es mayor que en el resto de zonas geográficas. Así, con un un pozo poco profundo podemos evaporar agua.
28. No podemos situarla en cualquier playa porque necesitamos que la diferencia entre la marea alta y la marea baja sea lo suficientemente importante para poder aprovecharlo.
29.
Tipo de central ¿Se apagan por la noche? ¿Por qué?
Central térmica No Se gasta combustible en volver a poner en funcionamiento la central
Central hidráulica Sí Para que no funcione basta con cerrar la compuerta. Se puede recoger la energía sobrante de otra central si la central hidráulica es de bombeo.
Central nuclear No Se necesita tiempo para parar la reacción nuclear y también para volver a arrancar.
Central eólica No Durante la noche podemos aprovechar la energía del aire sin ningún coste.
Central solar Sí No hay luz por la noche.
Central maremotriz No También hay mareas por la noche.
Central geotérmica No Se puede aprovechar también por la noche sin coste. Biomasa No Se gasta combustible en volver a poner la central en
funcionamiento.
30. Energía solar (y baterías para almacenar la corriente sobrante para cuando no haya Sol). 31. La distribución de las centrales térmicas responde a los siguientes factores:
- Proximidad a las cuencas mineras.
- Localización costera, que facilita el abastecimiento de carbón importado por vía marítima, de petróleo y de gas.
- Proximidad a centros urbanos (grandes ciudades) que debe abastecer. 32. Dibujar: un coche solar, o un barco de vela, etc.
33. Las zonas más propicias para instalar centrales hidráulicas son aquellas donde llueve más: Galicia, Asturias, región pirenaica, Cantabria y País Vasco.
Zonas donde no es recomendable: Almería, Murcia, algunas zonas de Aragón, Baleares, Albacete, Extremadura. Motivo: lluvias insuficientes para que el cauce de un río sea suficiente para crear un embalse.
34. Andalucía, Galicia, parte de Castilla La-Mancha y de Castilla-León, Galicia, norte de Aragón y Navarra.
35. Sería una casa que tuviera colectores solares para el agua caliente, paneles fotovoltaicos para la electricidad y que estuviera orientada hacia el sur y aislada para aprovechar el máximo tanto la luz como el calor del sol en invierno.
36. Como los cables tienen alta tensión, es necesario utilizar un aislante entre estos y la torre. Los discos o platos están hechos de un material muy aislante, normalmente vidrio o cerámica.
Cuanto mayor sea el tamaño o el número de discos que sujeta un cable, más tensión transporta el cable.
37. - Parada de máquinas de tracción eléctrica: trenes, metro, tranvías, ascensores. - Parada de industrias con maquinaria eléctrica.
- Caos circulatorio: apagado de semáforos e iluminación pública. - Suspensión de vuelos.
- Problemas en hospitales.
38. El principal inconveniente es la dificultad para su almacenamiento en grandes cantidades y de forma rentable.
39. Una central hidroeléctrica de bombeo o reversible tiene dos embalses. Del embalse inferior recoge el agua para bombearla hasta el superior por la noche. Consume electricidad durante la noche porque es cuando existe electricidad sobrante procedente de otras centrales (térmicas de combustión y nucleares).
40. Se dio el nombre de julio como unidad de medida de energía en honor al físico británico James Prescott Joule.
41. ¿A qué tensión trabajan los siguientes aparatos?
APARATO TENSIÓN ALTERNA CONTINUA
Lavadora 220V x
Calculadora 1.5V x
Televisión 220V x
Radio portátil 3V x
42. La hora punta de consumo eléctrico en un día suele estar en las 21 horas, las 9 de la noche.
La potencia máxima de consumo se alcanza en los mese más fríos del invierno por el uso de la calefacción, y en los meses más calurosos del verano por la utilización del aire acondicionado.
43. CSN: Consejo de Seguridad Nuclear. Vigila y controla las instalaciones nucleares y radiactivas. Controla también la calidad radiológica del medio ambiente.
ENRESA: Empresa Nacional de Residuos Radiactivos. Gestiona los residuos radiactivos que se generan en España.
44. - Diagnóstico: radiografías, pruebas dentales, mamografías, etc. - Tratamiento: radioterapia, etc.
- Escáners de aeropuerto para analizar maletas y bultos. - Datación: uso de la técnica del carbono-14.
45. - Residuos de alta actividad: combustible de centrales nucleares.
- Residuos de baja y media actividad: herramientas y material de mantenimiento de centrales nucleares, materiales empleados en medicina nuclear y radioterapia, material de laboratorio, etc. 46. - Lugares donde haya precipitaciones abundantes y de forma regular a lo largo del año.
- Zonas con una orografía adecuada: pendientes y cuencas que permitan acumular agua en presas. - Zonas donde haya demanda energética.
47. - La vela: para impulsar embarcaciones. - Molino de viento: para moler el cereal. - Aeroplano, globo aerostático.
48. Porque la velocidad del viento es alta (de 6 a 8m/s) y las corrientes de aire son continuas y estables a lo largo del año.
49. Actualmente las minas operativas en España se encuentran en: Asturias, Badajoz, Zaragoza, Álava, A Coruña, Madrid, Teruel, Huelva y León.
La producción de carbón en España es de unos 15 millones de toneladas al año.
Económicamente es rentable, por ser barata, pero es una fuente de energía extremadamente contaminante.
