La energia y sus transformacionesCompatible

(1)

LA ENERGÍA Y SU

TRANSFORMACIÓN

(2)

LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN

1.

Sistema de unidades

2.

Unidades de Energía

3.

Formas de manifestación de la

Energía

4.

Transformaciones de la Energía

5.

Ahorro energético

(3)

1. Sistema de unidades

(4)

Ecuaciones esenciales

 Velocidad: v = e/t (velocidad = espacio/tiempo)Velocidad: v = e/t (velocidad = espacio/tiempo)

 Fuerza: F = m.a (fuerza = masa . aceleración)Fuerza: F = m.a (fuerza = masa . aceleración)

 Trabajo o energía: Trabajo o energía:

 W = E = F. e W = E = F. e _{(trabajo = energía = fuerza . Longitud)}_{(trabajo = energía = fuerza . Longitud)}  W = E = P. t W = E = P. t (trabajo = energía = potencia. tiempo)_{(trabajo = energía = potencia. tiempo)}

(5)

2. Unidades de energía



Sistema cegesimal:

Ergio (Erg)= Dina.cm



Sistema internacional:

Julio (J) = N.m = W.s



Sistema técnico:

Kilográmetro (Kg.m)



Otras unidades:

Caloría

kWh

(6)



CALORÍA (cal)

:

Cantidad de calor que es necesario

suministrar a 1 gramo de agua para que

su temperatura aumente 1 ºC.

1 Cal = 4’18 J

(7)



KILOVATIOHORA (kWh):

Trabajo o energía cedida o consumida por

una máquina eléctrica de potencia 1 kW

que está funcionando durante una hora.

1 kWh = 1000 W.h = 1000 W. 3600 s

Y puesto que 1 J = 1 W.s,

1 kWh

(8)

3.Formas de manifestación

de la energía



Energía mecánica

 CinéticaCinética

 PotencialPotencial



Energía calorífica

 ConducciónConducción

 ConvecciónConvección  RadiaciónRadiación



Energía química



Energía nuclear

 FisiónFisión  Fusión Fusión

(9)

Energía mecánica

Es la energía relacionada con el

Es la energía relacionada con el movimientomovimiento, y se obtiene al , y se obtiene al sumar la energía cinética y la potencial.

sumar la energía cinética y la potencial.

 Energía cinética EcEnergía cinética Ec: relacionada con la capacidad que : relacionada con la capacidad que

tienen los cuerpos de producir trabajo debido a su

tienen los cuerpos de producir trabajo debido a su masamasa y y a su

a su velocidad velocidad..

 Energía potencial EpEnergía potencial Ep: relacionada con la capacidad que : relacionada con la capacidad que

tienen los cuerpos de producir trabajo debido a la

tienen los cuerpos de producir trabajo debido a la posiciónposición

(altura) a la que se encuentren, o a la

(altura) a la que se encuentren, o a la deformacióndeformación que que sufran (E. potencial elástica)

(10)

Energía calorífica o térmica

Es la energía asociada a la

transmisión

o a

la

acumulación

_acumulación

de calor.

_{de calor.}

La

transmisión

del calor puede ser

mediante:



Conducción:

_{la energía del cuerpo de mayor tº}_{la energía del cuerpo de mayor tº}

pasa al de menor tº por efecto de

pasa al de menor tº por efecto de choques moleculareschoques moleculares.. Se da en los sólidos.

Se da en los sólidos.



Convección:

_{un fluido caliente asciende debido a su}_{un fluido caliente asciende debido a su}

menor densidad

menor densidad..



Radiación:

_{se produce mediante ondas}_{se produce mediante ondas}

electromagnéticas, sin que las sustancias que

calor tengan que estar en contacto.

(11)

El calor absorbido por un cuerpo de masa m y calor El calor absorbido por un cuerpo de masa m y calor

específico

específico Ce al aumentar su temperatura es:al aumentar su temperatura es:

Q: calor absorbido o desprendido en calorías. Q: calor absorbido o desprendido en calorías.

m: masa en gr m: masa en gr

Δ

ΔT: variación de temperaturaT: variación de temperatura T

T_f_f y T y T_i_i: temperaturas final e inicial en ºC: temperaturas final e inicial en ºC C

C_e_e: calor específico del cuerpo en cal/g.ºC: calor específico del cuerpo en cal/g.ºC

Q = C

_e

.m.

Δ

_Δ

T = C

_T

_e

.m.(T

_f

-T

_i

)

Calor absorbido por un cuerpo o

Acumulación de energía térmica :

Calor específico:

cantidad de calor que es

necesario añadir a 1 kg de ese cuerpo

(12)

Calor específico de algunos

materiales

(13)

Energía química

Es la liberada en forma de calor durante una

combustión

.

Pc: poder calorífico del material (kcal/m

Pc: poder calorífico del material (kcal/m33 o kcal/kg)_{o kcal/kg)}

m: masa en kg

V:volumen en m

V:volumen en m33

Pc real = Pc. p. [273/(273 + T)] donde p: presión del

combustible en atm y T: temp en ºC

Q = Pc. m

Q = Pc. V

Materiales sólidos y líquidos:

Combustibles gaseosos en

Combustibles gaseosos en condiciones de 1 atm y 0ºC:condiciones de 1 atm y 0ºC:

Combustibles gaseosos

(14)

Poder calorífico de algunos

combustibles

(15)

Energía nuclear

“link”“link”

Relacionada con las transformaciones de núcleos

atómicos.

 Fisión: Fisión: liberada mediante la rotura de un átomo liberada mediante la rotura de un átomo

de uranio o plutonio. La masa resultante

disminuye

disminuye..

 Fusión: Fusión: liberada mediante la unión de un núcleo liberada mediante la unión de un núcleo

de deuterio con otro de tritio, formando helio. La

masa resultante

masa resultante aumentaaumenta..

E: energía liberada

m: masa de materia transformada

E = m. c

(16)

Energía eléctrica

Es la energía asociada a la acumulación o

flujo de cargas eléctricas.

P: potencia en W

t: tiempo en segundos

V: Voltaje en Voltios

I: Intensidad en Amperios

E = P. t = V. I. t

(17)

4. Transformaciones de la

energía

 Primer principio de la TermodinámicaPrimer principio de la Termodinámica: La energía : La energía

no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

(18)



Segundo principio de la

Termodinámica

:

En un sistema, no

toda la energía puede ser

transformada de una forma en otra.

Parte de ella se disipa en forma de

calor (E. térmica), rozamiento, etc.

E. Suministrada o E. de entrada, o E1

E. Útil o E. de salida

o E2 E. Perdida

(19)

Rendimiento de una

máquina

Es la relación entre el

trabajo útil

(o E. útil o

E2) obtenido, y la

energía suministrada

_{energía suministrada}

(E1) para obtenerlo. Se expresa en %

Trabajo útil

η

η (%)= . 100 (%)= . 100

Energía suministradaEnergía suministrada

Ej:

Ej: placa solar fotovoltaica, placa solar fotovoltaica, ηη = 15%; = 15%; motor de explosión,

(20)

5. Ahorro energético

La utilización racional de la energía

supone:

1.

Mejorar la

eficiencia energética.

2.

Utilizar

técnicas de ahorro

energético

en los sistemas

tecnológicos.

3.

Implicación del sector industrial

“

(21)

Eficiencia energética

 Representa el rendimiento energético Representa el rendimiento energético ηη

 Mejorando la eficiencia energética, reducimos el Mejorando la eficiencia energética, reducimos el

(22)

Técnicas de ahorro energético



Necesarias en



Campos de actuación:

• Innovación tecnológica mejora del Innovación tecnológica mejora del ηη de los de los

procesos procesos

• Aislamiento térmico de los edificiosAislamiento térmico de los edificios

• Ahorro de combustible en el transporte Ahorro de combustible en el transporte

(mejorar diseño) (mejorar diseño)

• Ahorro de energía eléctrica (ej: sustitución de Ahorro de energía eléctrica (ej: sustitución de

equipos por otros de mayor eficiencia) equipos por otros de mayor eficiencia)

• Recuperación de energías residuales : Recuperación de energías residuales :