2ESO Energia

8/3/2019 2ESO Energia

1/55

Nom .............................................................

Curs .............................................................

Data .............................................................

1


2/55

ndex

Energia

Unitats de mesura de lenergia

Manifestacions de lenergia

Llum

Altres radiacions

Calor

Energia cintica

Corrent elctric

Energia potencial

Energia qumica

Les fonts energtiques

Energies renovables

Energies no renovables

Els combustibles fssils

El petroli

El carb

Centrals trmiques

Energia nuclear

Llei de conservaci de lenergia

2


3/55

1.- Energia

Lenergia s alguna cosa necessria per fer tot ho que fem. Quan caminem fem servirenergia, igual que quan estripem un paper o llancem una pilota. Al sistema internacional de mesuresla unitat denergia s el Joule.

Els cientfics ho expliquen dient que es necessita energia per deformar els objectes, per fer quees moguin i per aturar-los i tamb per fer tot tipus de treball.

Lenergia s una magnitud fsica, ja que es pot mesurar la quantitat della que fem servir.

Un Joule s lenergia necessria per proporcionar una potncia dun watt al llarg dun segon de

temps.

Un joule s lenergia necessria per augmentar la temperatura de uns 4 grams daigua en unC. Un joule s lenergia necessria per aixecar una petita poma a una alada dun metre. Un joule slenergia necessria per fer que una pilota de tennis, que estava quieta, vagi a una velocitat de 23km/h.

Amb un altre exemple podem dir que, per produir lalumini que forma part duna llauna debeguda, a partir dels seus minerals, necessitem uns 250 Mega Joules per cada kilogram de metall,per fondre el lingot dalumini per poder fer peces diverses es necessiten 350 Joules per cadakilogram del mateix i per aixafar una llauna de beguda buida amb les mans podem arribar a gastar

uns 2 joules.

Si aquesta llauna aixafada la llancem amb una velocitat de 14 metres per segon, modificant el seuestat de moviment, per tal de ficar-la al contenidor corresponent, tamb hem de gastar al voltant dun joule, i si agafem el contenidor de residus, que t una massa de 450 kilograms, i laixequem dosmetres per buidar-lo al cami de recollida de residus tamb hem de gastar 8.820 joules.

Per fer els clculs hem considerat una llauna dalumini amb una capacitat de 0,33 litres de beguda,dun espessor de paret de 0,25 mm i un pes donze grams.

De tot ho anterior hem de concloure que per fer qualsevol cosa es necessita energia (Aix incloupensar, dormir, serrar un tros de fusta, llenar un coet o tocar el viol).

1.- Omple aquesta frase amb les paraules que facin falta:

L................ s alguna cosa...................... per ......... tot ho que fem.

2.- Omple aquesta altra frase amb les paraules que facin falta:

Al sistema internacional de .............. la .................... denergia s el ...............

3.- Qu es necessita per estripar un paper, llanar una pilota o fer qualsevol altra cosa?

3


4/55

4.- Per anar de casa al institut hem de gastar 15.000 joules denergia. Quants joules gastarem peranar i tornar?

5.- En quina unitat sindica lenergia al sistema internacional de mesures?

6.- A la meva festa daniversari gastem 5 ampolles de refresc. Per obrir cadascuna delles he degastar 3 joules denergia. Quants joules gastar per obrir totes les ampolles?

7.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Energia, Joule, Unitat.

1 All que fem servir per mesurar algunes coses i que al cas de lenergia s el Joule. 2Aquella cosa necessria per fer tot ho que fem. 3 Unitat de mesura de lenergia al sistemainternacional de mesures.

8.- Quants joules gastem els meus amics i jo en una hora, si Joan gasta 12 joules, Carlos 24, Maria36 i jo 23?

9.- Una empresa energtica ven el joule a un preu de 12 cntims deuro. Quants diners li he de pagarsi li compro 2.300 joules?

10.- Fes un llistat amb 20 coses que es poden fer i necessiten de la utilitzaci de lenergia.


Els ................ ho expliquen dient que es necessita ............. per ............... els objectes, per ferque es .............. i per .................. i tamb per fer tot tipus de ..................

12.- Per quins tipus de coses fa falta energia?

13.- Perqu diem que lenergia s una magnitud fsica?

14.- Qu s una magnitud fsica?

15.- Com podem definir el Joule en funci de la unitat de potencia (Watt) i de la de temps (Segon)?

16.- Quina quantitat denergia necessitem per proporcionar una potncia dun watt al llarg de 4segons de temps?

17.- En un segon de temps quants watts de potncia proporcionaran 4 joules denergia?

18.- Al llarg de quant temps podem proporcionar una potncia dun watt amb 4 joules denergia?

19.- Escriu una definici denergia.

20.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Energia, Potncia, Temps, Joule, Watt,Segon.

1 All que indica el que triguen a fer-se les coses. 2 All que es necessita per deformar elsobjectes, per fer que es moguin i per aturar-los i tamb per fer tot tipus de treball. 3 Unitat demesura de la potncia al sistema internacional de mesures. 4 Unitat de mesura de lenergia al

4


5/55

sistema internacional de mesures. 5 Quantitat de treball que es pot fer a la unitat de temps. 6Unitat de mesura del temps al sistema internacional de mesures.

21.- Quants grams daigua es poden escalfar fins a fer pujar la seva temperatura un C ambuna quantitat denergia dun joule?

22.- Quants joules es necessiten per augmentar en un C la temperatura dun Kg daigua?

23.- Quants joules es necessiten per augmentar en un C la temperatura de mig litre daigua?

24.- Quants joules es necessiten per augmentar la temperatura de litre i mig daigua, des de 34 Cfins a 36 C??

25.- Quanta energia he de fer servir per aixecar una poma petita a un metre dalada?

26.- Quanta energia he de fer servir per aixecar 10 pomes petites a un metre dalada?

27.- Quanta energia he de fer servir per aixecar 10 pomes petites a 4 metres dalada?

28.- Quina s lenergia necessria per fer que una pilota de tennis, que estava quieta, vagi a unavelocitat de 23 km/h?

29.- Quina quantitat denergia es necessita per produir un kilogram de lalumini que formapart duna llauna de beguda, a partir dels seus minerals?

30.- Quina quantitat denergia es necessita per produir els onze grams dalumini que forma part dunallauna de beguda, a partir dels seus minerals?

31.- Quants joules necessitem per fondre un kilogram de lingot dalumini per poder fer pecesdiverses, com la nostra llauna?

32.- Quants joules necessitem per fondre els onze grams dalumini per poder fer la nostra llauna?

33.- Quants joules necessitem per aixafar una llauna de beguda buida amb les mans?

34.- Quina quantitat denergia necessitem per llenar aquesta llauna aixafada amb una velocitat de14 metres per segon, modificant el seu estat de moviment, per tal de ficar-la al contenidordescombreries?

35.- Quina quantitat denergia necessitem per agafar el contenidor de residus, que t una massa de450 kilograms, i aixecar-lo dos metres per buidar-lo al cami de recollida de residus?

5


6/55

36.- Fes la suma de tots els apartats anteriors. Calcula el total denergia que hem de gastar perqu elcami de recollida de les escombraries sens emporti la nostra llauna de beguda. Considera lenergianecessria per obtenir el metall, fondre-ho, aixafar la llauna, llanar-la fins al contenidor i aixecar-loperqu la reculli el cami.

2.- Unitats de mesura de lenergia

La unitat de mesura de lenergia al Sistema Internacional de Unitats (SI) s el Joule (J). Launitat de mesura de la calor s la caloria.

Com que aquesta quantitat denergia s molt petita es fan servir mltiples de la mateixa: 1mega Joule (M J) = 1.000.000 joules.

La unitat de mesura de lenergia trmica s la caloria i equival a 4,186 Joules.

Com que el Joule s una quantitat denergia molt petita es fan servir mltiples de la mateixa:

1 kilo Joule (K J) = 1.000 Joules1 mega Joule (M J) = 1.000.000 joules1 giga Joule (G J) = 109 J1 tera Joule (T J) = 1012 J1 peta Joule (P J) = 1015 J

Al llarg del temps shan utilitzat altres unitats de mesura denergia entre les que podem citaraquestes:

1 caloria = 4,18 Joules1 Kilowatt hora (KWh) = 3.600.000 Joules1 TEP (Tona equivalent de petroli) = 41.840.000.000 Joules1 TEC (Tona equivalent de carb) = 29.300.000.000 Joules1 BTU (British Thermal Unit) = 1.055 Joules

El Sistema Internacional de Unitats (SI) s el ms utilitzat a tot el mn. Va ser creat el 1960 a laConferncia General de Pesos i Mesures a proposta del Bureau International des Poids etMesures ("Oficina Internacional de Pesos i Mesures"), amb seu a Frana. (La seva adrea dInternets: http://www.bipm.org ).

Les unitats bsiques daquest sistema sn:

.- Per la longitud el metre (m)

.- Per la massa el quilogram (kg)

.- Pel temps el segon (s).

.- Per la intensitat del corrent elctric el ampere (A).

.- Per la temperatura el kelvin (K).

.- Per la quantitat de matria el mol (mol).

.- Per la intensitat lumnica la candela (cd).

6


7/55


La ............. de .............. de l............. al Sistema Internacional de Unitats (SI) s el ..........(J).


La .............. de ............. de la ........... s la ............ .

39.- Quina s la unitat de mesura de lenergia al Sistema Internacional dUnitats?

40.- Uneix amb fletxes la magnitud (Energia, calor) amb la seva unitat de mesura al Sistemainternacional de Unitats (Joule, caloria).

Magnitud UnitatEnergia CaloriaCalor Joule

41.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Energia, Calor, Joule, Caloria.

1 Unitat de mesura de la calor al sistema internacional de mesures. 2 All que es necessitaper deformar els objectes, per fer que es moguin i per aturar-los i tamb per fer tot tipus detreball. 3 Unitat de mesura de lenergia al sistema internacional de mesures. 4 All que sentimquan ens apropem a un radiador de calefacci en funcionament.


Com que aquesta quantitat d............... s molt ........... es fan servir ............... de la mateixa: 1........... Joule (M J) = ...................... joules.

43.- Quants Joules hi ha a un Mega Joule?44.- Quants joules hi ha a 4 mega joules?

45.- Quants joules hi ha a 3,27 mega joules?

46.- A quants joules equival la unitat de mesura de lenergia trmica, s a dir, la caloria?

47.- A quants joules equivalen 12 calories?

48.- Quants Joules hi ha a un Giga Joule?

49.- Omple la segent taula amb el nom dels mltiples del Joule:

7


8/55

Mltiple Quantitat de joules

1.000 Joules1.000.000 joules109 J1012 J1015 J

50.- Quants kilo joules hi ha a un mega joule?

51.- Quants kilo joules hi ha a un giga joule?

52.- Ordena de ms petit a ms gran les segents unitats de mesura de lenergia: TEC, TEP,Joule, Caloria, Kilowatt hora i BTU.

53.- Per augmentar en 6 graus Kelvin la temperatura de 200 centmetres cbics daigua esnecessiten 1.200 calories. A quants Joules equival aquesta quantitat de calories?

54.- Una bombeta de baix consum gasta al mes 3 kilowatts hora. Com podem expressar en Joules

aquesta quantitat denergia?

55.- A http://es.wikipedia.org busca informaci sobre el Joule (Julio en castell). Expressa ambparaules la seva definici en termes fsics.

56.- A quants joules equival una TEP?

57.- A quants joules equivalen 3,25 TEPs?

58.- Quantes calories hi ha a un BTU?

59.- Quants BTUs hi ha a una TEP?

60.- Omple la taula amb el nom de les unitats de mesura corresponents a les magnituds bsiques delsistema internacional (SI).

Magnitud Unitat

longitudmassatempsintensitat del corrent elctrictemperaturaquantitat de matria

intensitat lumnica

3.- Manifestacions de lenergia

Lenergia presenta diverses formes, com la llum, altres radiacions, la calor, lestat de

moviment dels cossos i el corrent elctric.

La llum s una radiaci electromagntica que ens permet veure els objectes.

8


9/55

A ms de la llum, hi han altres radiacions electromagntiques. La televisi, la radio i el telfon mbilfuncionen amb aquestes radiacions.

La calor es conseqncia de lestat de moviment dels toms. Aquest moviment s ms gran alslquids que als slids i encara ms gran als gasos.

Lenergia cintica s aquella que depn de lestat de moviment dels cossos. s ms gran mentrems gran sigui la velocitat i el pes de lobjecte en qesti.

El corrent elctric s el moviment dels electrons a traves dun conductor.

Lenergia potencial s la continguda als cossos que estan a una determinada alada i poden caure.

Podem observar lexistncia denergia de diferents maneres, es a dir, lenergia presentadiverses formes. La llum, altres radiacions, la calor, lestat de moviment dels cossos i el correntelctric sn algunes de les diferents formes en que es pot presentar lenergia a la natura. En totesaquestes formes hi ha alguna cosa que es mou. Hi han altres formes, no tant evidents, com lenergiaqumica, la potencial i la nuclear.

3.1 La llum

La llum s una radiaci electromagntica capa dimpressionar lull hum. Hi ha llum de diferentslongituds dona que, per aquesta ra, es veu de diferents colors.

3.2 Altres radiacions electromagntiques

A ms de la llum, hi han altres radiacions electromagntiques, que es diferencien totes, entreelles, per la seva longitud dona. La televisi, el telfon mbil i els aparells que fem servir per posar-nos morenos funcionen amb aquestes radiacions.

Comenant per les radiacions amb longitud dona ms curta i anant fins a les que la tenen ms llargatrobem: raigs gamma, raigs X, ultraviolats, infrarojos, microones i ones de radio i televisi.Entre els ultraviolats i els infrarojos hi sn les ones lluminoses.

3.3 La calor

La calores conseqncia de lestat de moviment dels toms i les molcules de la matria. Aquestmoviment s ms gran als lquids que als slids i encara ms gran als gasos o al plasma.

La calor que cont un determinat cos material no la podem apreciar, per si que podem notar elsseus efectes. Entre aquest efectes de la calor tenim els canvis destat, la dilataci, la transmissidaquesta calorduns cossos a uns altres i la temperatura daquests cossos.

3.4 Lenergia cintica

Lenergia cintica s aquella que depn de lestat de moviment dels cossos. s ms gran mentrems gran sigui la velocitat i la massa de lobjecte en qesti.

9


10/55

3.5 El corrent elctric

El corrent elctric s el moviment dels electrons a traves dun conductor, que forma un circuit.Perqu hi hagi un corrent cal un generador elctric que pugui proporcionar la necessria diferenciade potencial.

3.6 Lenergia qumica

Lenergia qumica s aquella que esta emmagatzemada als elements i compostos qumics i quepot ser transformada en llum i calor quan aquests reaccionen entre si per formar nous compostos.

3.7 Lenergia potencial

Lenergia potencial pot ser de molts tipus, per freqentment ens referim amb aquesta expressi ala continguda als cossos que hi son a una determinada alada i poden desplaar-se a un lloc msbaix en un determinat moment.

3.8 Lenergia nuclear

Lenergia nucleart lorigen a les modificacions dels nuclis dels toms de determinades substnciesqumiques, com el urani i el plutoni.

La llum s un tipus de radiaci electromagntica i la seva velocitat, al buit, s duns300.000.000 m/s.

Els diferents colors de la llum, tenen unes longituds dona entre 380 (violeta) i 780 (vermell)nanmetres.

El sistema de comunicaci sense fils Bluetooth utilitza microones, al igual que els forns i elssistemes de detecci dobstacles perradar.

La calor s la causa que produeix els canvis destat de la matria segons es mostra a lesquemasegent. Si afegim calor passem del slid al plasma i si en traiem del plasma al slid, amb els estatsintermitjos de lquid i gas.

Fig 1. Calor i canvi destat de la matria

10


11/55

Si movem el cap del martell prou rpid li transmetem suficient energia cintica com per clavar elsclaus.

A un accident, s lenergia cintica acumulada al vehicle i els seus ocupants la que doblega lesplanxes metlliques i trenca els braos dels viatgers.

A una muntanya russa, s lenergia cintica acumulada a la baixada la que fa pujar el carret amb elsseus ocupants a la pujada segent.

Fig 2. A la muntanya russa es transforma successivament lenergia potencial en cintica i a linrevs

Lenergia qumica que cont la benzina la podem transformar en calor i, posteriorment, en energiacintica, quan cremem la benzina, fent-la reaccionar amb loxigen de laire.

De la mateixa manera, els sucres que ingerim amb els aliments contenen energia qumica queutilitzem per mantenir la temperatura corporal i fer exercici fsic.

Lenergia potencial que sacumula a les aiges dun embasament, posteriorment es transforma enelectricitat mitjanant les turbines i els alternadors de la central hidroelctrica.

Fig 3. Central hidroelctrica

El Sol i la resta destels fan llum perqu es troben a molta temperatura (5.780 graus kelvin a laseva superfcie).

11


12/55

Els focs i les coses prou calentes tamb produeixen llum. Les bombetes dincandescncia fanservir aquesta propietat dels materials.

Tamb es pot produir llum provocant descrregues elctriques a traves dun gas ionitzat, tal com esfa als tubs fluorescents.

Pots trobar ms informaci a: http://www.educaplus.org/luz/

Un forn microones produeix, mitjanant un magnetr, ones duna freqncia de 2,45 giga Hertzs.Aquesta radiaci fa vibrar les molcules daigua que contenen els aliments i genera lescalfor que elscou.

El valor de lenergia cintica s la meitat del producte de la massa de lobjecte que es mou per laseva velocitat elevada al quadrat.

El valor de lenergia potencial depn de la massa de lobjecte, de la alada relativa a la que es trobi ide lacceleraci de la gravetat (g) que t un valor constant de 9,8 m/s2.

Els canvis produts als nuclis del toms, a les reaccions nuclears, van acompanyades duna granproducci denergia que es pot manifestar en forma de calor. Aquesta energia es produeix a partirduna petita quantitat de matria que desapareix, seguint la frmula dEinstein: E = m c2.

El primer experiment amb xit de fissi nuclearel va fer a Alemanya Otto Hahn, lany 1938.

El primer reactor nuclear per a la producci delectricitat es va construir a la Universitat de Chicago ies va posar en marxa el 2 de desembre de 1942. Aquest reactor es va construir com a part delprojecte Manhattan, pel desenvolupament de la bomba atmica nord-americana.

Fig 4. Reacci nuclear de fissi

12


13/55


L............. presenta diverses ............., com la .........., altres .................., la ..........., lestatde ...................... dels cossos i el ................. elctric.


La .............. s una radiaci ........................... que ens permet ............. els objectes.


A ms de la ............, hi han altres ................... electromagntiques. La ................., la radio i eltelfon ............. funcionen amb aquestes radiacions.

64.- Omple aquesta frase amb les paraules que facin falta:La ............. es conseqncia de lestat de ................... dels .............. Aquest moviment s msgran als ............ que als ............. i encara ms gran als ............... .


Lenergia .................. s aquella que depn de lestat de .................. dels cossos. s msgran mentre ms gran sigui la .................... i el pes de l.................. en qesti.


El ............... elctric s el .................. dels .................. a traves dun conductor.


Lenergia .................. s la continguda als ............... que estan a una determinada ................. ipoden ............. .

68.- Uneix amb fletxes cada tipus denergia amb la seva definici:

Formes de lenergia Definici

Llum La televisi, la radio i el telfonmbil funcionen amb aquestes

radiacions.Lenergia potencial Radiaci electromagntica que

ens permet veure els objectes.El corrent elctric s la continguda als cossos que

estan a una determinada aladai poden caure.

Radiacions electromagntiques s conseqncia de lestat demoviment dels toms.

Lenergia cintica s el moviment dels electrons atraves dun conductor.

Calor s aquella que depn de lestat

de moviment dels cossos.

13


14/55

69.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Llum, Radiaci, Cintica, Potencial, Corrent,Elctric.

1 s una radiaci electromagntica que ens permet veure els objectes. 2 Energia contingudaals cossos que estan a una determinada alada i poden caure. 3 La televisi, la radio i eltelfon mbil funcionen amb aquesta forma denergia. 4 Energia que tenen els objectes quees mouen. 5 Que t relaci amb lelectricitat. 6 Moviment dels electrons a dins dun circuit.

70.- Un cotxe mogut amb energia elctrica ha de canviar les 4 rodes desprs de 10 anys de fer-les

servir. Si cada una de les rodes costa 125 , quant costar canviar-les totes?

71.- Fes una llista amb les vuit formes de lenergia.

72.- Dibuixa les tres vistes (alat, perfil i planta) del magnetr, que produeix les ones als fornsmicroones, representat a la figura segent.

14


15/55


La ........... que cont un determinat cos material no la podem apreciar, per si que podemnotar els seus .............. Entre aquest efectes de la calor tenim els ..........................,la ........................, la ...................... daquesta calor duns cossos a uns altres i la temperaturadaquests cossos.


Lenergia .................. t lorigen a les ........................ dels nuclis dels .................. dedeterminades substncies qumiques, com el ................. i el plutoni.

75.- Lurani que es fa servir a una central nuclear es colloca a unes barres que contenen 6 kilogramsdel mateix. Quin ser el pes de 12 daquestes barres de combustible?

76.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Nuclear, Plutoni, Urani, Nucli.

1 Energia que t lorigen a les modificacions dels nuclis dels toms. 2 Part central dels toms.3 Combustible nuclear. 4 Combustible nuclear.

77.- Escriu una definici de la llum i adjunta un dibuix que mostri la seva natura ondulatria.

78.- El Lumen s la unitat, del Sistema Internacional de Unitats, que ens indica la quantitat de llumque proporciona un focus llumins en un segon. Una bombeta dincandescncia de 220 volts i 100watts produeix 1.300 Lmens, mentre que una espelma de cera de mida normal acostuma a produir13 Lmens. Quantes espelmes es necessiten per substituir una bombeta dincandescncia de 100watts?

79.- Per obtenir ms informaci sobre el magnetr podem visitar les segents adreces:http://www.sapiensman.com/ESDictionary/docs/d2.htmhttp://stefanbinder.privat.t-online.de/uW.htm

Fes un redactat sobre el funcionament del forn microones i adjunta una illustraci.

80.- Quins sn els quatre estats de la matria? Descriu les principals caracterstiques de cadascundells.

81.- Calcula lenergia cintica dun objecte de 10 Kg de massa que es mou a una velocitat de6 m/s.

82.- Calcula lenergia cintica dun objecte de 22 Kg de massa que es mou a una velocitat de 8 m/s.

83.- Calcula lenergia cintica dun objecte duna tona de massa que es mou a una velocitat de 10m/s.

84.- Un vehicle que es mou a una velocitat de 6 Km/h a quina velocitat es mou, indicada en m/s?

85.- Calcula lenergia cintica dun objecte de duna tona de massa que es mou a una velocitat de 10Km/h.

15


16/55

86.- Un tren de RENFE de la srie 598, construt per lempresa CAF, pesa 151,8 tones i arriba a unavelocitat de 160 Km/h. Quina ser la seva energia cintica a aquesta velocitat?Ms informaci a: http://www.caf.net

87.- Quina energia potencial t un objecte de 10 Kg de massa, que es troba a una alada de 2metres?

88.- Quina energia potencial t un metre cbic daigua que es troba a 15 metres dalada?

89.- Quina massa t un litre daigua? I un metre cbic? I un hectmetre cbic?

90.- A lembasament de Susqueda, situat al riu Ter, hi caben 233 hectmetres cbics en total, ambuna altura del mur de 135 metres. Al juliol del 2007 hi havien 101 hectmetres cbicsemmagatzemats. Suposant una altura mitjana de laigua de 30 metres; Quina s lenergiaemmagatzemada, en forma denergia potencial, a laigua retinguda al juliol del 2007?Ms informaci a: http://www.embalses.net i a: http://sig.marm.es/saih/

91.- Als aliments lenergia semmagatzema en forma denergia qumica. Els hidrats de carboni, comel mid de la farina de blat, contenen uns 17 KJ/g. Al pa el contingut energtic s lequivalent al dun75% del seu pes en farina. Per tot aix: Quina quantitat denergia hi ha a una baguette de pa de250 grams?

92.- Per quina ra diem que la llum t un comportament dual? Busca informaci a:http://es.wikipedia.org/wiki/Luz

93.- Com funciona una lmpada fluorescent? Fes un redactat duna pgina i afegeix algun dibuix.Busca informaci a: http://www.asifunciona.com/asi_funciona.htm

94.- Fes una representaci de lespectre electromagntic. Busca informaci a:http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagntico

95.- A la reacci de fissi del urani 235, per cada kilogram durani es perd al voltant dun gram demassa que es transforma en 8,2 TJ denergia. Considerant que el Watt hora equival a 3.600 Joules:Quantes hores podria estar encesa una bombeta de 100 watts amb lenergia nuclear dun Kg durani235?

96.- Calcula a quants segles equivalen les hores del problema anterior. Si anem amb el temps cap adarrera: Fins a quin perode histric ens podrem illuminar amb aquesta bombeta?

16


17/55

97.- Com que una bombeta dincandescncia dura unes 750 hores abans de fer-se malb: Quantes

bombetes shauran de canviar fins arribar a completar tot el temps que pot proporcionar energia perla bombeta el Kg durani 235? Si el preu duna daquestes bombetes s de 1,50 : Quant costarantotes les bombetes necessries?

98.- Si en lloc duna bombeta dincandescncia, fem servir una bombeta compacta de baix consum(fluorescent), per aconseguir els 1.750 lmens de la bombeta ens val amb un fluorescent de 20 wattsde potencia elctrica amb una durada de 8.000 hores i un preu de 7 . Quants segles estariailluminant aquesta bombeta de baix consum? Fins a quin perode histric ens podrem illuminar ambaquesta nova bombeta? Quantes vegades haurem de canviar les bombetes? Quin cost tindria elconjunt de totes les bombetes de baix consum necessries?Ms informaci a: http://www.il-lumina.com.

99.- Fes un esquema semblant al segent, que representa la transformaci de lenergia del Sol perarribar al moviment de la bicicleta, pel procs que transforma lenergia del Sol en microorganismesmarins, petroli, gasoil i finalment en energia cintica al nostre cotxe.

100.- Fes un esquema com a lexercici anterior. Has de considerar els canvis de tipus denergia queshan de produir per passar de lenergia del Sol fins al so produt pel nostre MP3.

101.- Qui, quan i a on va fer el primer experiment amb xit de fissi nuclear.

102.- A on i quan es va construir el primer reactor nuclear per a la producci delectricitat.

103.- Reprodueix el dibuix de la central hidroelctrica de la figura 3.

104.- Dibuixa lesquema de la reacci nuclear de fissi de la figura 4.

17


18/55

4.- Les fonts energtiques

Aquells llocs a on podem extreure energia els anomenem fonts denergia. Daquesta manerael Sol, el petroli o el vent sn fonts denergia.

En diem energies renovables a aquelles fonts que, dalguna manera, es recarreguen contnuament,ja que provenen del Sol, de la Lluna o de lescalfor del interior de la Terra.

Les fonts denergia no renovables es gasten a un ritme mol ms gran que el que es necessita performar-les.

Els combustibles fssils, es diuen aix ja que han trigat a formar-se milions danys al interior delescora terrestre, a partir de les restes dssers vius. Poden ser gasos, com el gas natural, lquidscom el petroli, o slids, com el carb.

Lenergia nuclear s la que prov de les reaccions en cadena de materials radioactius com lurani235.

Anomenem fonts denergia a aquells materials o situacions dels quals podem obtenir-ne.

4.1 Classificaci de les fonts denergia

Aquestes fonts les podem classificar en renovables i no renovables.

4.2 Energies renovables

En diem energies renovables a aquelles fonts que, dalguna manera, es recarreguen contnuament,ja que provenen del Sol, de la Lluna o de lescalfor del interior de la Terra, i la seva existncia, aescala humana, la podem considerar eterna. Entre les energies renovables podem citar lenergiasolar, la hidrulica, la elica, la mareomotriu i la resta denergies provinents del mar, lageotrmica i la de la biomassa.

4.3 Energies no renovables

Les fonts denergies no renovables es gasten a un ritme mol ms gran que el que es necessita performar-les. El petroli triga a formar-se milions danys a una profunditat duns 5 kilmetres, per elpodem arribar a gastar completament en uns tres segles.

18


19/55

Els combustibles fssils, es diuen aix ja que han trigat a formar-se milions danys al interior delescora terrestre, a partir de les restes dssers vius. Poden ser gasos, com el gas natural, lquidscom el petroli, o slids, com el carb.

Lenergia nuclear s la que prov de les reaccions en cadena de materials radioactius com lurani235.


Aquells llocs a on podem .............. energia els anomenem ............ denergia. Daquestamanera el ........, el ............ o el ......... sn fonts denergia.


En diem energies ................ a aquelles fonts que, dalguna manera, es .....................contnuament, ja que ................ del Sol, de la ............ o de lescalfor del interior de la .............


Les .......... denergia no renovables es .............. a un ............ mol ms gran que el quees ..................... per formar-les.


Els ...................... fssils, es diuen aix ja que han ............. a formar-se ................ danys alinterior de l................ terrestre, a partir de les ............. dssers vius. Poden ser ............., comel gas natural, ................. com el petroli, o ..............., com el carb.


Lenergia ................. s la que prov de les ................. en cadena de materials ....................com lurani 235.

110.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Combustible, Fssil, Renovable, Biomassa,Solar, Elica.

1 Aquelles fonts que, dalguna manera, es recarreguen contnuament. 2 Alguna cosa que espot cremar. 3 Combustibles que es diuen aix ja que han trigat a formar-se milions danys alinterior de lescora terrestre. 4 Procedent del Sol. 5 Energia procedent de la crema dematria orgnica. 6 Energia que prov del vent.

19


20/55

111.- Una central geotrmica est feta amb 3.600 metres de tub dacer. Cada metre de tub pesa 10Kg. Quant pesen tots els tubs que es necessiten per construir la central?

112.- A una central mareomotriu treballen 35 persones. El sou de cadasc s de 1.055 . Quantcobren entre tots en un mes?

113.- Una central de biomassa crema 35 tones de residus de fusta al dia. Si la tona de residus val 3, Quant sha de pagar pel combustible de tot un dia?

114.- Una central solar est formada per 450 miralls. Cada mirall t una superfcie de 4 metresquadrats. Quina superfcie tenen en total tots els miralls de la central?

115.- Torna a fer lesquema de la classificaci de les fonts denergia en renovables i norenovables.

116.- En quins dos tipus es classifiquen totes les fonts energtiques?

117.- Uneix amb fletxes cada font energtica amb la seva definici:

Font denergia Definici

Solar Energia produda al cremar matria orgnica.Hidrulica Energia produda per la desintegraci dels toms de

certs elements.Elica Gas combustible que es troba al interior de la Terra.Biomassa Restes de plantes fossilitzades.Mareomotriu Lquid viscs del que sextreuen molts combustibles i

matries primeres.Geotrmica Energia que prov directament del Sol.Gas natural Energia produda als salts daigua.Petroli Energia del vent.

Carb Energia de les marees.Nuclear Energia que prov de lescalfor de la Terra.

118.- Omple la taula amb els diferents tipus de fonts denergia, renovables i no renovables:

Fonts denergia renovables Fonts denergia no renovables


En diem energies .................. a aquelles ........... que, dalguna manera, es ........................contnuament, ja que provenen del .........., de la ............ o de l.................... del interior de la Terra, ila seva existncia, a escala humana, la podem considerar eterna. Entre les energies renovablespodem citar lenergia ..........., la ..................., la ................., la ...................... i la resta denergiesprovinents del mar, la ......................... i la de la ........................

120.- cerca al diccionari el significat de les paraules: Biomassa, Mareomotriu, Elic, Nuclear,Geotrmic.

121.- Fes una frase amb cadascuna de les paraules: Biomassa, Mareomotriu, Elic, Nuclear,Geotrmic.

20


21/55

5.- El petroli

El petroli s un recurs natural no renovable, i actualment tamb s la principal font denergiaals pasos desenvolupats.

El petroli s una barreja dhidrocarburs, formats per hidrogen i carboni.

El petroli sha format al llarg de milions danys per la descomposici de grans quantitats de petitsmicroorganismes marins.

El petroli sextreu fent un pou a sobre del jaciment.

Fig 5. Estructura dun jaciment de petroli

Els components qumics del petroli se separen i obtenen mitjanant un procs de destillaci a lesrefineries. Dell sextreuen diferents productes, entre altres: prop i but, gasolina, queros, gasoil odisel, fueloil, olis lubricants, asfalts, carb de coc, etc.

5.1 Composici del petroli

El petroli s una barreja dhidrocarburs, formats per hidrogen i carboni. Hi han molts tipus, des degroguencs i lquids a negres i viscosos. Aquestes diferncies sn degudes a les diferents proporcionsentre els tipus dhidrocarburs.

5.2 Extracci

Aquesta mescla dhidrocarburs apareix generalment associada a grans bombolles de gas natural, en

jaciments tancats durant milers danys sota terra, coberts pels estrats superiors de lescora terrestre.

21


22/55

El petroli sorigina a les conques marines poc profundes on proliferen grans quantitats de plncton,que s un conjunt dorganismes microscpics que viuen en suspensi a les capes superficials delmar.

Fig 6. Torre de perforaci

El petroli sextreu mitjanant la perforaci dun pou sobre eljaciment.

Fig 7. Trepant per perforar els pous

Si la pressi de la bossa de gas s prou gran, forar la sortida natural del petroli a travs del pouque es connecta mitjanant una xarxa de oleoductes cap al seu emmagatzemament, el seutransport mitjanant vaixells petroliers i el seu refinament.

Durant la vida del jaciment, la pressi descendir i ser necessari usar altres tcniques per alextracci del petroli. Aquestes tcniques inclouen lextracci mitjanant bombes, la injecci daigua ola injecci de gas.

Per primera vegada, el 1859, Edwin L. Drake va perforar el primer pou de petroli, prop de Titusville,en Pennsilvnia.

22


23/55

Fig 8. Torre marina de perforaci

5.3 Destillaci del petroliEls components qumics del petroli se separen i obtenen mitjanant un procs de destillaci a lesrefineries. Dell sextreuen diferents productes, entre altres: prop i but, gasolina, queros, gasoilo disel, fueloil, olis lubricants, asfalts, carb de coc, etc.

Fig 9. Refineria de petroli

5.4 Producci

Els principals productors de petroli sn l'Arbia Saudita, Iraq, Kuwait, Veneuela, Mxic, Rssia,els Estats Units, el Canad i el Regne Unit, entre daltres.

A causa de la importncia fonamental per a la indstria manufacturera i el transport, les variacions alpreu del petroli pot ser responsable de grans canvis en les economies locals i provoca un fortimpacte en leconomia global.

23


24/55

Quan moren els petits microorganismes marins, el plncton sacumula juntament amb una granquantitat de matria orgnica que queda entre el fang del fons de la conca sedimentria.

Si queden fora del contacte amb loxigen dissolt a laigua marina, en quedar coberts per un sedimentinorgnic impermeable, patiran un procs de descomposici en condicions anaerbies, on participalaugment de pressi i temperatura juntament amb lacci de bacteris anaerobis que transformen la

matria orgnica en hidrocarburs.Si aquests organismes estan massa temps sobre el fons mar sofriran un procs doxidaci.

El 14 de setembre de 1960 en Bagdad, (Iraq) es constitueix la OPEP.

Si lextracci de petroli continua al mateix ritme que al 2002, llevat que es trobin nous jaciments, lesreserves mundials duraran aproximadament 42 anys. Es calcula que queden unes 143.000 milionsde tones (1,05 bilions de barrils).

Una vegada formats els hidrocarburs al interior del sediment, poden passar dues coses:

1. Que el petroli es quedi al interior de la roca on es va formar, que normalment simpermeable i de textura fina.

Aquestes roques sanomenen pissarres bituminoses, i la seva explotaci comercial no sgaire rentable, ja que cal realitzar processos dexcavaci, trituraci i destillaci de gransquantitats de roques fins a poder obtenir petroli lquid. Els jaciments ms importantsd'Espanya es troben a Puertollano (Ciudad Real).

2. Migraci del petroli. Si la roca ha quedat soterrada a gran profunditat s molt possible queel petroli sescapi cap a zones superiors fins a un altre estrat de major porositat i

permeabilitat.

El petroli no es troba en un determinat tipus de roca sin que impregna qualsevol roca que sigui prouporosa (que tingui fora forats). A ms del petroli, en aquestes roques tamb shi troba met i aiguasalada, provinents del seu procs de formaci.


El ............ s un recurs ............... no .................., i actualment tamb s la ................. fontdenergia als pasos ...........................


El ............... s una ................. dhidrocarburs, formats per ............ i ................


El ................. sha format al llarg de ................. danys per la ............................ de gransquantitats de petits .............................. marins.


24


25/55

El .................... sextreu fent un .......... a sobre del .....................


Els ......................... qumics del .............. se separen i obtenen mitjanant un procsde ...................... a les ..................... Dell sextreuen diferents productes, entre altres: .............i but, ................, queros, ............ o disel, fueloil, olis ..................., asfalts, carb de coc,etc.

127.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Petroli, Jaciment, Pou, Refineria, But,Asfalt.

1 Derivat del petroli que sutilitza per la fabricaci de carreteres. 2 Fbrica a on es separen elsproductes del petroli. 3 Font energtica que s un combustible fssil lquid. 4 Gas combustiblede quatre lletres. 5 Forat per on sextreu el petroli. 6 Lloc a on es troba el petroli.

128.- Quina diferencia hi ha entre les fonts energtiques renovables i les no renovables?

129.- Quins combustibles anomenen fssils? Per trobar ms informaci: http://www.carbunion.comhttp://www.cores.es i http://www.sedigas.es

130.- Dibuixa un tall del terreny que alberga un jaciment petrolfer. Posa els noms dels diferentsestrats (Figura 5).

131.- Un pou de petroli produeix 50 barrils al dia. Quants barrils produir al llarg dun any?

132.- El preu del barril de petroli s de 85 . Quant costaran dues dotzenes de barrils?

133.- Per quina ra anomenem a la gasolina, el gasoil, el queros, el fueloil, el but i altresderivats del petroli hidrocarburs?

134.- A quines antigues zones del planeta es va originar el petroli?

135.- Quins ssers vius han perms la producci del petroli desprs de milers danys?

136.- Com sextreu el petroli dels seus jaciments?

137.- Qu s un pou de petroli?

138.- Quan, qui i a on es va fer el primer pou de petroli?

139.- Una vegada ha baixat la pressi del petroli al jaciment, de quines tres maneres es pot extreureaquest combustible fssil del seu jaciment?

140.- Dibuixa una torre de perforaci (Figura 6) i posa nom als seus elements.

141.- Qu s un trepant?

25


26/55

142.- Uneix amb fletxes cada element de la torre de perforaci amb la seva definici:

Element de la torrede perforaci

Definici

Torre Element pel que corre una corda que permet pujar ibaixar el tubs de perforaci.

Politja superior Mecanisme que fa girar el tub al que hi es unit el trepant.

Politja Cilindre sobre el que va cargolada la corda que, passantper les politges, fa pujar i baixar el mecanisme deperforaci.

Canonada Politja que es troba a dalt de la torre i permet fer pujar els tubs de perforaci amb el trepant a lextrem.

Injector Element que es colloca a lextrem del tub de perforaci ique, al girar, tritura les roques per fer avanar el pou.

Mecanisme de girdel trepant

Tub per on sinjecta aigua a pressi per treure els fangsde perforaci..

Tambor Recipient daigua per injectar a dins de la perforaci.Roda Tub de ferro que recobreix el pou per dins.

Motor Eix que fa girar el trepant.Bomba Element que fica a dins del tub de perforaci aigua apressi que surt per lextrem, a on es troba el trepant.

Dipsit Mecanisme que impulsa laigua per injectar-la dins delpou.

Tub del trepant Recobriment del pou per la part exterior de la camisa deferro.

Camisa Element que proporciona moviment als mecanismes deperforaci.

.Formig Mecanisme cilndric de gran dimetre que fixa el tub deltrepant per fer-lo girar.

Trepant Element metllic amb forma trapezodal que suporta

tots els mecanismes de perforaci.

143.- De quines dues maneres es pot transportar el petroli des dels seus jaciments fins lesrefineries?

144.- Qu s una refineria?

145.- Quin procs es fa amb el petroli a les refineries?

146.- Escriu el nom dels diferents productes que sobtenen de la destillaci del petroli.

147.- Dibuixa la columna de fraccionament duna refineria de petroli (Figura 9) i posa els noms delsseus elements i dels derivats del petroli que sobtenen.

148.- Posa el nom de les diferents fraccions que sobtenen a la columna de fraccionament dunarefineria de petroli, en funci de la seva temperatura:

Productes del petroli Temperatura

20 C40 C70 C140 C190 C

270 C320 C335 C350 C

26


27/55

149.- Indica quines sn les aplicacions dels diferents productes del petroli.

150.- Quins sn els principals pasos productors de petroli.

151.- Explica quin s el procs pel qual sorigina el petroli al llarg de milions danys.

152.- A on, quan i qui va perforar el primer pou de petroli? Busca ms informaci a:http://es.wikipedia.org/ i elabora un petit extracte de la biografia del constructor daquest primerpou.

153.- Cerca ms informaci sobre la manera de perforar un pou a:http://www.textoscientificos.com/petroleo i a: http://ca.wikipedia.org/wiki/Torre_de_perforaci ifes un petit redactat de 10 linies.

154.- Quins productes sobtenen amb la destillaci del petroli i quina s la utilitat de cadascun dells?Busca ms informaci a: http://es.wikipedia.org ihttp://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/BUENOS_AIRES/pertoleo-y-gas/

155.- Qu s lOPEP? Cerca la informaci a wikipedia.

156.- Fes un grfic de barres que mostri levoluci del preu del barril de petroli al llarg del temps. Fesservir les dades de la grfica segent. Es pot aconseguir ms informaci a: http://www.opec.org

27


28/55

157.- Fes un grfic de barres que mostri levoluci de la producci de barrils de petroli, amb lesdades de la taula segent:

Any Milions de tones Milers de barrils diaris

2005 3.898 81.2612006 3.910 81.5572007 3.901 81.4462008 3.934 81.9952009 3.820 79.948Font: BP statistical review of world energy June 2010(Dades de 2009)

158.- Fes un grfic de barres que mostri en quina mesura participen els pasos productors de petrolia les reserves que queden del mateix, amb les dades de la taula segent:

Pas Percentatge sobre el totalde reserves mundials

Arbia Saud 19,8Iran 10,3Irak 8,6Emirats rabs Units 7,3Kuwait 7,6Veneuela 12,9Rssia 9,2Lbia 3,3Nigria 2,8Estats Units 2,1

Xina 1,1Mxic 0,9Font: BP statistical review of world energy June 2010(Dades de 2009)

159.- Si lextracci de petroli continua al mateix ritme que al 2002, quants anys es suposa queduraren les seves reserves?

160.- Si un barril de petroli equival a 159 litres, quants litres seran els 1,05 bilions de barrils quesestima que encara queden per extreure?

161.- Quants metres cbics sn els litres que has calculat a lexercici anterior?162.- Quants hectmetres cbics hi han a la quantitat de metres cbics que has calcula a lexercicianterior?

28


29/55

163.- Una vegada formats els hidrocarburs al interior del sediment, quines dues coses podenpassar?

164.- Qu sn les pissarres bituminoses?

165.- Quines caracterstiques han de tenir les roques a on es produeix la migraci del petroli una

vegada format?

166.- Considerant que a Espanya es mantenien unes reserves estratgiques de petroli equivalents a90 dies de consum (tres mesos), que el preu del barril de petroli al mes de maig del 2007 era de47,54 i que mensualment es gastaven una mitjana de 5,4 milions de tones: Quin era en aquellmoment la quantitat de barrils daquestes reserves?

167.- Quin era en aquell moment el cost daquestes reserves estratgiques?168.- Quin seria el volum en litres y en metres cbics daquestes reserves estratgiques? Hem deconsiderar que un barril de petroli equival a 159 litres i que la seva densitat mitjana s duns 850Kg/m3. Podem trobar ms informaci a: http://www.ine.es/

169.- Quina seria la longitud dun oleoducte de 40 centmetres de dimetre perqu hi pugui cabre adins seu tot aquest petroli de les reserves estratgiques? Hem de considerar que aquest oleoducte tla forma geomtrica de un cilindre.

6.- El carb

El carb s un mineral dorigen orgnic, que es va formar a partir de plantes fossilitzades, i esfa servir com a combustible.

Hi ha quatre tipus de carbons: Torba, lignit, hulla i antracita.

El 75% del carb mundial sutilitza per a produir electricitat en centrals trmiques.

El carb de coc s el resultat de coure el carben forns a 1.000 C. Sutilitza en lobtenci dacer. Elcarb tamb es gasifica per aprofitar-lo com a combustible i com a primera matria de la industria

qumica.La torba sacumula i origina en una torbera on la descomposici i humificaci de la matria orgnicas molt lenta.

El lignit s una varietat del carb de qualitat intermitja entre el carb de torba i el bitumins.

La hulla s un combustible fssil negre i no gaire brillant. Crema amb dificultat i t un poder calorficms gran que el del lignit.

Lantracita s el carb de ms alt contingut en carboni i amb menors impureses. Crema ambdificultat, desprn molta calor i poc fum. s negre, brillant i molt dur.

29


30/55

El carb s un mineral dorigen orgnic, de color negre o marr fosc. Es fa servir principalmentcom a combustible pel seu elevat poder calorfic grcies a que t un contingut majoritari de carboni.Es classifiquen els carbons pel percentatge en carboni que contenen i que est relacionat amb elpercentatge dhumitat i dimpureses:Torba, lignit, hulla i antracita.

6.1 Origen del carb

Es creu que la major part del carb va ser format durant lera carbonfera (Fa uns 300 milionsdanys), en el Cretaci es va formar el lignit i actualment hi ha una contnua formaci de torba.

Les plantes antigues a travs dels canvis geolgics van quedar compactades, endurides, alteradesqumicament i experimentant un procs de metamorfosi per lalta temperatura i la pressi.

6.2 Utilitzaci

El carb sutilitza com a combustible. El 75% del carb mundial sutilitza per a produir electricitat encentrals trmiques.

El carb de coc s el resultat de coure el carb bitumins baix en cendres i en sofre en forns a1.000 C. Sutilitza en lobtenci dacer.

El carb tamb es gasifica per aprofitar-lo com a combustible i com a primera matria de la industriaqumica.

6.3 La torba

s un material vegetal fibrs de color negre o marrons format en un medi anaerbic i saturatdaigua.

Sacumula i origina en una torbera on la descomposici i humificaci de la matria orgnica s moltlenta i es tracta del primer estadi geolgic de la formaci del carb.

6.4 El lignit

s una varietat del carb de qualitat intermitja entre el carb de torba i el bitumins. Normalment tun color negre i una estructura fibrosa o llenyosa.

El lignit es torba que ha estat comprimida sota terra. La pressi ha expulsat la major part de laigua.Encara es poden observar algunes restes vegetals.

6.5 La hulla

La hulla s un combustible fssil negre o marr fosc i no gaire brillant, ms aviat un negre opac.Crema amb dificultat, i quan ho fa crema amb una flama grogosa.

30


31/55

Fig 10. Castillete de pou de mina

A nivell mundial lhulla s el carb estndard i el ms comercialitzat ja que la torba i el lignit no tenenun preu prou alt que justifiqui el seu transport i comercialitzaci a llargues distncies i lantracita sescassa i cara.

A la revoluci industrial sel va denominar carb de pedra. Sutilitzava com combustible i en lasiderrgia. Sutilitzava per obtenir gas ciutat i una gran quantitat de productes qumics.

6.6 Lantracita

s el carb de ms alt contingut en carboni i amb menors impureses i el de ms alt preu.s negre,brillant i molt dur, amb irisacions, i sonor per percussi.

Fig 11. Interior de la galeria duna mina de carb

Malgrat el seu alt poder calorfic i les baixes impureses, pel fet de tenir un alt preu i ser escassaactualment susa poc.

31


32/55

Fig 12. Mquina darrencar carb

Ls que sen fa s redueix a la calefacci domstica o a usos no energtics on es necessiti un carbdalta puresa com per exemple el carb dels filtres o dels elctrodes. En lindustria de lacer shaviautilitzat antigament per actualment la substitueix el carb de coc.

Lelement carboni apareix en el carb en un percentatge superior al 50% en pes i en un 70 %en volum. Laigua que cont (humitat) s variable i prov de la que va quedar atrapada en el momentde la formaci del carb. La pirita s un mineral amb sofre molt com en els carbons. El met s ungas que es troba en el carb i pot ser lorigen de perilloses explosions en mines subterrnies.

El carb d'Europa, sia, i Amrica del Nord es va formar principalment en el Carbonfera base devegetaci tropical.

El carb de lhemisferi sud es va formar amb vegetaci de clima fred (tundra).

El carb de lhemisferi nord es va formar en ecosistemes daiguamolls anomenats boscoscarbonfers. En morir les plantes i acumular-se en medis aqutics amb poc oxigen (anaerobis)pateixen una degradaci bacteriana.

La torba cont aproximadament un 60% de carboni, un 35% doxigen i un 5% dhidrogen.

El lignit t una capacitat calorfica inferior (17.200 KJ/Kg) a la del carb com degut al contingut enaigua (43,4%) i baix en carboni (37,8%). Lalt contingut de la matria voltil (18,8%) provoca ladesintegraci del lignit exposat a laire. Hi ha jaciments als EUA, Alemanya, Rssia, Astries,Guipscoa, el Bergued, etc.

La hulla t una riquesa dentre 75 i 90 % i un contingut en voltils que oscilla entre 20 i 35 %. Es

diferencia del lignit pel seu major poder calorfic (entre 20 i 36 MJ/Kg).

Lantracita cont fins a un 98% de carboni i, encara que crema amb dificultat, desprn molta calor ipoc fum. El seu poder calorfic oscilla entre 26 a 33 MJ/kg en pes sec ( la seva humitat en brut smenor del 15%). Lantracita es va formar exclusivament fa 250 milions danys, al Carbonfer i elPrmic, a lera Primria.


El ............... s un ................. dorigen ............., que es va forma a partir deplantes ............................, i es fa servir com a .........................


Hi ha ................ tipus de ..............: Torba, ...................., hulla i ......................


El 75% del carb .................... sutilitza per a produir ...................... en centrals ......................


32


33/55

El carb de ........... s el resultat de ............... el carben ............ a 1.000 C. Sutilitza enlobtenci d........... El carb tamb es ................. per aprofitar-lo com a ..................... i com aprimera ..................... de la industria ........................


La ................ sacumula i ................ en una ...................... on la .......................... i humificacide la matria ....................... s molt lenta.


El ............ s una varietat del ............ de qualitat .................... entre el carb de torba iel ......................


La .................... s un combustible ............... negre i no gaire brillant. Crema amb ............... it un poder ..................... ms gran que el del lignit.


L..................... s el carb de ms alt ...................... en ................ i amb menors ...................Crema amb dificultat, ................... molta calor i poc ............. s negre, .................... i molt dur.

178.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Carb, Torba, Lignit, Hulla, Antracita, Coc.

1 s el carb de ms alt contingut en carboni. 2 Mineral dorigen orgnic, que es va formar apartir de plantes fossilitzades. 3 s el resultat de coure el carb bitumins. 4 Sacumula iorigina en una torbera on la descomposici i humificaci de la matria orgnica s molt lenta.5 Varietat del carb de qualitat intermitja entre el carb de torba i el bitumins. 6 Combustible

fssil negre i no gaire brillant.

179.- Com es diuen els quatre tipus de carb?

180.- Perqu es fa servir el 75% de tot el carb que sextreu al mn?

181.- Com es fabrica el carb de coc?

182.- A quina industria es fa servir el carb de coc?

183.- De cada tona de mineral que sextreu duna mina, la meitat s de carb. Quant carb hi hauren 350 tones de mineral?

184.- Per treure una tona de carb de la mina es necessiten 20 minuts? Quant de temps trigarem atreure 250 tones?

33


34/55

185.- Un forn de coc produeix 300 tones cada 48 hores. Quants dies es necessiten per fabricar 1.200tones de coc?

186.- Una tona de carb de coc es ven a un preu de 215 . Quant costaran 28 tones de coc?

187.- A una mina hi treballen 100 miners. Cadascun dells treu 2 tones de carb en un dia. Quantestones treuen entre tots?

188.- Uneix amb fletxes cada tipus de carb amb les seves caracterstiques:

Tipus de carb Caracterstiques

Torba s una varietat del carb de qualitat intermitja entre el carb detorba i el bitumins.

Lignit s el carb de ms alt contingut en carboni i amb menorsimpureses. Crema amb dificultat, desprn molta calor i poc fum.s negre, brillant i molt dur.

Hulla Sacumula i origina en una torbera on la descomposici ihumificaci de la matria orgnica s molt lenta

Antracita s un combustible fssil negre i no gaire brillant. Crema amb

dificultat i t un poder calorfic ms gran que el del lignit.

189.- Explica quin s el procs de formaci del carb.

190.- Quins sn els diferents tipus de carbons? Podeu trobar ms informaci a:http://es.wikipedia.org/wiki/Carbn , http://www.worldcoal.org ihttp://www.larutadelaenergia.org

192.- Com es fabrica el coc a partir del carb mineral? Busca ms informaci a wikipedia (El coc encastell es diu coque).

193.-Quines utilitats tenen els diferents tipus de carbons? Cerca informaci a:http://es.wikipedia.org/wiki/Carbn

194.- Basant-te en aquestes fotografies fes un dibuix del interior de la mina que reflecteixi les durescondicions del treball del miner. http://www.carbonar.es/produccion-carbon.html

195.- Explica quin s el procs de formaci del carb, tant a lhemisferi sud com a lhemisferinord.

196.- Qu vol dir que un procs sigui anaerobi?

197.- Quant fa que es va formar lantracita?

198.- Quin mineral que cont sofre es troba moltes vegades barrejat amb el carb?

199.- A quines eres geolgiques es va formar el carb?

200.- Quin percentatge de matries voltils cont la hulla?

201.- Uneix amb fletxes cada tipus de carb amb la seva potencia calorfica:

Tipus de carb Potencia calorficaLignit Entre 20 i 36 MJ/KgHulla De 26 a 33 MJ/kgAntracita 17.200 KJ/Kg

34


35/55

202.- Quina quantitat denergia es pot obtenir duna tona de lignit, de hulla i dantracita?

203.- Per produir una tona de ferro colat a lalt forn es necessiten 600 Kg de coc. Com que per cadakg de coc es poden aconseguir 30 MJ. Quina quantitat de calor es necessita per produir una tona deferro colat?

204.- Fes una grfica que mostri les reserves conegudes de carb a les diferents conques

espanyoles, considerant les dades del segent document:http://www.igme.es/internet/RecursosMinerales/panoramaminero/panorama-minero.htm

205.- Lany 2004 es van produir a Espanya 5.220.407 tones de hulla. Calcula a quants metres cbicsequival aquest pes, considerant que la densitat de la hulla s de 1.300 Kg/m 3?

206.- El carb de lexercici anterior es transporta per ferrocarril amb vagons de 40 metres cbics decapacitat. Un tren transporta 20 vagons daquest tipus. Quants metres cbics de carb caben a untren?

207.- Quants viatges dun daquests trens, de lexercici anterior, shan de fer per transportar tot elcarb? Quants viatges shan de fer cada dia per poder fer el transport en tot un any?

7.- Centrals trmiques

Una central trmica, genera electricitat amb el vapor produt per laigua escalfada cremantcombustibles com el fueloil, el gas natural o el carb.

Els principals elements que formen part duna central trmica sn: La caldera, la turbina de vapor,lalternador y el condensador de vapor.

Fig. 13 Esquema duna central trmica

35


36/55

A la caldera laigua es transforma en vapor que passa a la turbina i fa girar lalternador, per produirelectricitat.

A les centrals de cogeneraci es produeix electricitat, de la mateixa manera que es fa a les centralstrmiques normals, per, a ms saprofita la calor residual per calefacci o treballs industrials.

A una central de cicle combinat es treballa en dues etapes. A la primera una turbina de gas crema elcombustible i fa girar un alternador, que genera electricitat. A la segona etapa els gasos cremats i

calents, que surten de la turbina de gas, escalfen aigua com a una caldera de una central trmicanormal.

Una turbina de gas s un motor semblant als dels avions de transport de passatgers.

A les centrals trmiques, a les de cogeneraci i a les de cicle combinat, es crema un combustiblefssil per obtenir electricitat.

Els combustibles utilitzats a les centrals trmiques sn el carb, el fueloil i el gas natural.

Una gran quantitat de lelectricitat que fem servir a casa nostra prov de centrals elctriques

daquests tipus.

Fig. 14 Esquema duna central trmica de cicle combinat

Una central trmica, o central termoelctrica, genera electricitat amb el vapor generat perlaigua escalfada a les seves calderes, cremant combustibles com el fueloil, el gas natural o el carb.

36


37/55

La caldera

La caldera s lelement a on es genera el vapor daigua per moure la turbina. Est formada per unaxarxa de petits tubs que sescalfen amb el foc generat per la combusti del carb, el gas natural o elfueloil. Quan la central funciona contnuament surt vapor de la caldera i es torna a omplir amb aiguaprocedent del condensador.

La turbina de vapor

La turbina de vapor es un motor mogut pel vapor daigua a gran pressi i temperatura. A leix de laturbina, que gira quan aquesta funciona, est connectat leix de lalternador. Quan la turbina fa girarlalternador aquest produeix un corrent elctric per alimentar la xarxa.

La turbina est formada per un conjunt de rodets, semblants a ventiladors. Cadascun daquestsrodets est formant per mltiples paletes, anomenades leps. El vapor a pressi impulsa els leps ifa girar la turbina. A mesura que el vapor surt dels leps dun rotor, entra en els del segent, fins asortir per lltim. El primer rodet t menys dimetre que els segents, per permetre que el vapor amesura que es refreda, i perd pressi, es vagi expandint, augmentant de volum.

Fig. 15 Tall per poder veure el interior duna turbina de vapor del tipus Parsons

Lalternador

Lalternador es un generador delectricitat que es mogut per la turbina de vapor, que el fa girar.

El condensador

El vapor daigua que surt de la turbina a perdut molta pressi i temperatura. Per poder-lo retornar a lacaldera se lha de convertir en aigua lquida. Aquesta transformaci es realitza a dins delcondensador. Al condensador el vapor es refreda, gracies a una circulaci daigua que es bombejades de un riu o el mar. Al refredar-se el vapor daigua es condensa i es transforma en aigua lquida.

El conjunt de tubs que uneixen la caldera, la turbina, el condensador y retornen cap a la calderaformen el que sanomena circuit primari de la central trmica.

37


38/55

7.1 Cogeneraci

A les centrals de cogeneraci hi ha per una part una producci delectricitat i per una altra unaprofitament de la calor residual per calefacci o usos industrials. En aquest tipus de centralssaugmenta leficincia total del sistema, per han danar lligades a processos industrials, ja que alnostre pas la calefacci de barri no est desenvolupada, com passa als pasos del nord dEuropa.

7.2 Cicle combinatA una central de cicle combinat hi han dues etapes. A la primera una turbina de gas crema elcombustible i, connectada a un alternador, genera electricitat. A la segona etapa els gasos cremats icalents, que surten de la turbina de gas, escalfen aigua fins a convertir-la en vapor, a dins dunacaldera. Aquest vapor daigua acciona una turbina i mou un alternador per produir tamb electricitat.Daquesta manera saconsegueix una eficincia total, molt ms alta, que pot arribar fins al 60%.

Turbina de gas

Una turbina de gas s un motor semblant als motors de reacci dels avions. En aquests motors,sobre el mateix eix es disposa un conjunt de rodets que comprimeixen laire dentrada, s el quesanomena compressor. Laire comprimit al compressor es fa anar a les cambres de combusti a onsinjecta el combustible i es crema. Els gasos cremats es dirigeixen cap a un altre conjunt de rodets,que formen prpiament la turbina.

Fig. 16 Tall per poder veure el interior duna turbina de gas

Quan es posa en marxa una turbina de gas, se la fa girar mitjanant un motor elctric. Quan gira aprou velocitat sinjecta el combustible (Gas natural o fueloil) que sencn mitjanant una bugiaespecial. Els gasos cremats augmenten encara ms la seva pressi i al sortir fan girar els rodets dela turbina. En aquest moment es pot aturar el motor elctric utilitzat per engegar la turbina. Com queestan muntats sobre el mateix eix, si la turbina gira tamb fa girar el compressor, de forma que elprocs no saturi. Per aturar la turbina noms cal tancar el subministrament de combustible. Tambes pot variar la velocitat de gir de la turbina (I la seva potncia) variant la quantitat de combustibleque sintrodueix a dins de les cambres de combusti.

38


39/55

Fig 17. Turbina de gas SIEMENS de 13 MW, a on es poden veure les seves cambres de combusti

El 30 de juliol de 2007 lempresa Gas Natural va connectar a la xarxa elctrica una centraltrmica de cicle combinat anomenada Plana del Vent, amb dos grups de 400 MW cadascun. GasNatural, participada per Repsol YPF i La Caixa, va invertir 360 milions deuros a la installacidaquesta central que produa, en aquell moment, el 10% de lelectricitat consumida a Catalunya.

Amb aquesta central Gas Natural disposava de 3.600 MW de potencia en centrals de generaci decicle combinat. La central es troba a Tarragona connectada a la subestaci elctrica que hi ha entreVandells i lHospitalet de lInfant.

Les turbines de gas General Elctric 9FB, que van ser construdes a Belfort (Frana), juntamentamb les turbines de vapor, fan arribar leficincia de la central fins al 60%. Tamb shan necessitat1.200 tones de canonades que sumen 35 kilmetres. Aquesta central utilitza gas natural com acombustible, encara que tamb pot utilitzar fueloil.


Una central ................., genera ....................... amb el ............. produt per laigua escalfadacremant .................... com el ................., el gas ................... o el ..............


Els principals ................... que formen part duna central trmica sn: La .............,la .................... de vapor, l.......................... y el ......................... de vapor.


39


40/55

A la ....................... laigua es transforma en .................. que passa a la ................ i fa girarlalternador, per produir ..........................


A les centrals de ............................ es produeix ......................., de la mateixa manera que esfa a les centrals ......................... normals, per, a ms saprofita el ................. residual percalefacci o ..................... industrials.


A una .................. de cicle .................. es treballa en ........... etapes. A la primera una ............de .............. crema el combustible i fa ................. un alternador, que genera ..................... A lasegona etapa els .................. cremats i .................., que surten de la turbina degas, ................ aigua com a una ................. de una central .................... normal.


Una ................... de gas s un ............... semblant als dels .......... de transport de passatgers.


A les centrals ..................., a les de .................. i a les de cicle ......................, es cremaun ...................... fssil per obtenir ........................


Els .................. utilitzats a les centrals trmiques sn el ............, el .... ...... i el ......... natural.


Una gran ................. de l....................... que fem servir a casa nostra ............... decentrals ...................... daquests tipus.

217.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Trmica, Electricitat, Vapor, Aigua,Combustible, Escalfar.

1 Lquid natural que fem servir per beure. 2 El que fem servir per fer funcionar els aparellselctrics. 3 Central que produeix electricitat a partir de la calor dels combustibles. 4Proporcionar calor a alguna cosa, fent que augmenti la seva temperatura. 5 Material que espot cremar. 6 Aigua en estat gass.

40


41/55

218.- Marca amb una creu els tres tipus de centrals de producci delectricitat que fan servir la calordels combustibles.

.- Central mareomotriu. .- Central de cicle combinat. .- Central trmica. .- Central de funcions mltiples. .- Central electro-ssmica.

.- Central de cogeneraci.

219.- Omple aquests mots encreuats amb les paraules: Caldera, Turbina, Alternador, Condensador,Gas, Fueloil.

1 Combustible gass. 2 Generador dinamo-elctric que produeix corrent altern. 3 Elementduna central trmica que condensa el vapor que surt de la turbina. 4 Combustible lquidutilitzat a les centrals trmiques. 5 Motor que fa servir vapor daigua i mou lalternador. 6Element de les centrals trmiques a on es transforma laigua lquida en vapor a pressi.

220.- Torna a dibuixar lesquema de la central trmica de la figura 13 i posa nom als seus elements.

221.- Torna a dibuixar lesquema de la central trmica de cicle combinat de la figura 14 i posa nom

als seus elements.

222.- Marca amb una creu els quatre elements ms importants duna central trmica de produccidelectricitat.

.- Elevador daigua. .- Alternador. .- Turbina. .- Condensador. .- Dispositiu de seguretat. .- Caldera.

223.- Uneix amb fletxes cada element duna central trmica i la seva definici:

Element de lacentral trmica

Definici

Caldera Generador dinamo-elctric que produeix corrent altern.Turbina Element duna central trmica que condensa el vapor que surt

de la turbina.Alternador Element de les centrals trmiques a on es transforma laigua

lquida en vapor a pressi.Condensador Motor que fa servir vapor daigua i mou lalternador.

224.- A una central trmica treballen 78 persones. Cada treballador porta un entrep de 230 gramsde pes per esmorzar. Quant pesen tots els entrepans dels treballadors de la central?

41


42/55

225.- Per desmuntar la turbina duna central trmica shan de treure 320 cargols. Per treure undaquests cargols es triguen 2 minuts. Quin temps trigarem per treure tots els cargols de la turbina?

226.- Una central trmica funciona 6 hores cada dia. Quantes hores funciona al llarg de tota unasetmana?

227.- Una central trmica t 35 finestres. Cadascuna daquestes finestres t 8 vidres. Quants vidrest total la central? En netejar un daquests vidres es triga minut i mig. Quant temps es triga en netejar

tots els vidres de la central?

228.- Qu s una central trmica?

229.- Descriu cadascun del segents elements duna central trmica: Caldera, turbina, rodet, lep,condensador, alternador, circuit primari.

230.- Quina diferncia hi ha entre una central trmica, una central de cogeneraci i una central decicle combinat? Es pot trobar ms informaci a:http://www.unesa.net/unesa/html/sabereinvestigar/largoviaje/termicas.htm

231.- Dibuixa la turbina de gas de la figura 16 i posa nom a les seves parts.

232.- Descriu el procs per posar en marxa una turbina de gas.

233.- De quina manera es pot modificar la velocitat de gir i aturar una turbina de gas?

234.- Fes una descripci de la central trmica de cicle combinat Plana del Vent, que es vaconnectar a la xarxa elctrica el 30 de juliol de 2007.

235.- De quin tipus sn les turbines de gas que fa servir aquesta central?

236.- Quantes tones de canonades dacer es van fer servir a la construcci de la central de ciclecombinat Plana del Vent?

237.- Si cada metre de tub dacer costa 45 ; Quin preu tenen totes les canonades de la centralPlana del Vent?

238.- El grup III de la Central Trmica del Narcea treballa amb vapor daigua a 538 C i 170atmosferes de pressi. El grup turboalternador funciona a 3.000 r.p.m. amb una potencia de 364 MW.El seu rendiment s del 30%. La potencia calorfica del fuel s de 42,3 MJ/Kg i la seva densitat de970 Kg per metre cbic. Lany 2002 aquest grup va produir 640 GWh. Quants watts hora representenaquesta quantitat de gigawatts?

239.- A quants MJ (Megajoules) equivalen els watts hora que has calculat a lexercici anterior?

240.- Considerant la potncia calorfica del fueloil, quants kilograms del mateix shauran de gastarper produir tota aquesta energia elctrica?

241.- Si, a ms, considerem que el rendiment de la central s del 30 % (Part de lenergia del fueloilque saprofita per produir electricitat); quin ser, en realitat, el pes del fueloil necessari per produirtota lelectricitat?

242.- Considerant la seva densitat, quants metres cbics de fuel van ser necessaris per produiraquesta electricitat (Tenint en compte el rendiment del 30%)?

243.- Quants viatges haur de fer un petroler de la srie Aframax de 100.000 tones de crrega pertransportar tot aquest fuel?

42


43/55

244.- Si el viatge danada i tornada daquest petroler triga 24 dies: Quant de temps trigar a fer tots elviatges?

245.- Quantes hores va estar treballant la central a plena potncia?

7.- Energia nuclear

Una central nuclear produeix electricitat a partir de la fissi del urani. Aquesta reacci encadena saprofita per escalfar aigua, produir vapor i moure una turbina com a la resta centralstrmiques.

Lurani es un material daspecte metllic i color blanc platejat.

Per poder reaccionar en cadena sobre lurani sha de dirigir una gran quantitat de neutrons lents.

A les reaccions de fissi es produeix una gran quantitat de radiaci que torna radioactius tots elsmaterials que estan a prop de lurani.

Hi ha molts tipus de centrals nuclears, per les ms conegudes sn les daigua a pressi i les daiguaen ebullici.

Els elements ms importants duna central nuclear daigua a pressi sn el vas del reactor, les barresde combustible, les barres de control, el pressionador, el generador de vapor, la turbina, lalternador iel condensador.

Fig 18. Esquema duna central nuclear daigua a pressi

Al conjunt del vas del reactor, el generador de vapor i el pressionador sanomena circuit primari de la

central.

43


44/55

Fig 19. Esquema del Circuit Primari duna central nuclear daigua a pressi

Un dels problemes de la utilitzaci de lenergia nuclear s el de lemmagatzematge dels residus quegenera.

Un reactor nuclear s un aparell a on una reacci de fissi nuclear en cadena s iniciada isostinguda de forma controlada. Per produir la fissi nuclear el nucli durani 235 sha de bombardejaramb neutrons lents, llavors absorbeix un daquests i es torna inestable, i tot seguit es trenca en dos

toms ms petits, tres neutrons lliures, i una gran quantitat denergia. Aquesta energia serveix perescalfar laigua i produir vapor que mou una turbina i aquesta lalternador que genera electricitat. Defet les centrals nuclears tamb sn centrals trmiques.

A dins del vas del reactor es troben les barres de combustible formades per dixid durani i les barresde control que permeten modificar la velocitat de la reacci de fissi.

44


45/55

Fig 20. Vas dun reactor nuclear, a on es troben les barres de combustible i les de control

Les barres de control es poden ficar i treure a dins del vas del reactor, entre les barres decombustible. El material de que estan fetes les barres de control absorbeix una gran quantitat deneutrons reduint o paralitzant la reacci de fissi.

El generador de vapor s lequivalent a la caldera de les central trmiques convencionals.

Fig. 21 Generador de vapor duna central nuclear daigua a pressi

7.1 Combustible

Lurani s un recurs natural no gaire abundant. Es tracta dun element qumic del grup dels actnidsamb aspecte metllic i color blanc argentat. Posseeix radiaci natural i una gran densitat, de lordrede 19.050 kg/m3. Va ser descobert al 1789 per M. H. Klaporfth.

45


46/55

L'urani natural est format per tres tipus distops: urani 238 (99,28 %), urani 235 (0,71%) i urani 234(0,005%). El principal s de l'urani en lactualitat s lobtenci de combustible per als reactorsnuclears que produeixen el 17% de lelectricitat obtinguda en el mn.

7.2 Neutrons

Els neutrons alliberats han de fer-se ms lents perqu puguin ser absorbits per un altre tom durani.

Aquest procs de desacceleraci es produeix per la collisi de neutrons amb toms de substnciesanomenades moderadors. Com a moderadors es fan servir substncies com laigua i el grafit quetamb t lavantatge del seu punt de fusi molt elevat.

7.3 Asc I i II i Vandells II

Les centrals nuclears Asc I, Asc II i Vandells II produeixen anualment ms de 24 mil milions dequilovats/hora delectricitat. Aix suposava lany 2007 aproximadament el 75% de lenergia elctricagenerada a Catalunya. Ms informaci a:http://www.anav.es

Fig 22. Esquema de les centrals nuclears dAsc I i Asc II

Lexplotaci de les centrals nuclears d'Asc i Vandells II la du a terme des de 1998 lagrupacidempreses formada pel Grupo Endesa (72%) i Iberdrola (28%). La central nuclear de Vandells II,de disseny americ (Westinghouse), s del tipus daigua lleugera a pressi (PWR). Amb unapotencia elctrica de 992 MW va comenar a funcionar de forma comercial al mar de 1988.

El combustible utilitzat a cadascuna de les unitats est constitut per unes 75 tones de dixid duranienriquit amb urani 235, en una proporci propera al 4,5%. Pots trobar ms informaci a:http://es.wikipedia.org/wiki/Combustible_nuclear

46


47/55

Fig 23. Extrem duna barra de combustible nuclear

Lxid durani es presenta en forma de pastilles cilndriques apilades a l'interior duns tubs o beinesdaliatge metllic de zirconi, duns 4 metres de longitud formant barres.

Aquestes barres sagrupen alhora en feixos quadrats de 264 unitats, anomenats elementscombustibles. Un reactor ple, cont a l'interior del vas 157 daquests elements combustibles, amb264 barres a dins duna matriu de 17x17.

Per fer una comparaci del volum del combustible equivalent, la producci de cadascuna de les trescentrals nuclears equival al consum de ms de 30.000 barrils diaris de petroli en una central de fueldidntica potncia, i al consum de ms de 6.000 tones diries de carb o 17.000 tones de lignit enuna central trmica daquest tipus.

7.4 Control de la central

Com a moderador, per fer lents els neutrons, es fa servir la mateixa aigua de refrigeraci del reactor.

La funci de les barres de control s regular la producci denergia i aturar el reactor. Per tal de

regular el nombre de fissions i, per tant, la producci denergia, sintrodueixen en el reactor elementsque absorbeixen neutrons. Hi ha 48 conjunts de barres dindi i cadmi en cada central, repartits a dinsdel nucli amb 24 barres a cada conjunt.

Aquest control est reforat per lactuaci addicional duna dissoluci de bor en el refrigerant, quetamb s un absorbent de neutrons.

Ambdues accions sn autosuficients, de manera independent, per cobrir la funci de control,engegada i aturada del reactor.

La funci del circuit primari s la de transportar la calor produda en el reactor cap al circuitsecundari on es produeix el vapor.

El circuit primari est format pel generador de vapor, la bomba principal i el pressionador.El pressionadors un recipient de gran volum que serveix per regular les variacions de pressi,mantenint els valors de pressi requerits per a loperaci mitjanant un sistema combinatdescalfadors elctrics i ruixadors daigua freda. s per aix que aquest tipus de centrals nuclearssanomenen daigua a pressi.

La funci del circuit secundari s la generaci de vapor per fer funcionar la turbina i en aix no esdiferencia duna central trmica convencional.

En cada un dels tres generadors de vapor, la calor cedida per laigua del circuit primari, que circula

per l'interior de cada un dels mltiples tubs de qu es composa el generador de vapor, escalfarlaigua que circula per la part exterior i produir la seva evaporaci.

47


48/55

El vapor generat es dirigeix cap a la turbina per posar-la en moviment arrossegant lalternadorinstallat al seu mateix eix, el qual, en girar, produeix electricitat.

Fig 24. Rodet duna turbina de vapor

Les centrals nuclears, igual que les altres centrals trmiques convencionals, necessita dun circuitde refrigeraci per evacuar la calor no utilitzada.

7.5 Refrigeraci

Les dues centrals d'Asc utilitzen com a font de refrigeraci laigua del riu Ebre i Vandells II utilitzaaigua de mar.

Laigua s dirigida cap al condensadorque es troba a la sortida de la turbina, per condensar, atravs dels seus tubs, el vapor expansionat que ha servit per fer-la girar. Un cop travessats els tubsdel condensador, el total de laigua utilitzada s torna novament al mar o al riu.

Fig 25. Torre de refrigeraci

La canonada de presa daigua de refrigeraci de la central de Vandells II sendinsa en el mar,perpendicularment a la costa i pel fons, fins una longitud duns 250 metres.

A les centrals dAsc laigua es pren del riu i addicionalment es disposa de torres de refrigeraci detiratge forat i una torre de refrigeraci de tiratge natural amb una alada de 160 m, que actuen quanel descens del cabal del riu ho imposa amb la finalitat dassegurar que la temperatura de laiguadescarregada respecti el lmit autoritzat.

La sala de control constitueix el centre de control de totes les operacions de la central, a ella arribentots els senyals i les mesures de funcionament dels equips i dels sistemes que la constitueixen. stamb on se situen els indicadors, els registradors i els comandaments dels diversos equips i

sistemes de la central. El procs de tractament i codificaci de les ordres emeses i de lesinformacions generades es duu a terme duna manera altament automatitzada, amb la collaboracide lordinador de procs i sota el comandament i el control dels operadors.

48


49/55

7.6 Vandells I

Inaugurada el 1972 era una central de tipus grafit-urani natural i refrigerada por gas (lnicadaquest tipus construda a Espanya). Potncia 480 MW.

El 19 doctubre de 1989 es va produir un incendi a la zona de turbines, que va ser qualificat com un

incident de nivell 3 a lescala INES ("incident important"), per no va provocar emissi deradioactivitat a lexterior. Lelevat cost de les mesures exigides per lorganisme regulador espanyol(CSN) per a corregir les irregularitats detectades van provocar que lempresa explotadora decids elseu tancament definitiu.

A lactualitat es troba parcialment desmantellada, estant ledifici del reactor en perode de latncia,procs que dura 25 anys. Lany 2028 es procedir a executar el nivell 3, que consisteix en eldesmantellament del calaix del reactorper alliberar totalment lemplaament. Durant el perode delatncia el calaix romandr tancat en un revestiment, realitzat en acer galvanitzat, que queda separat1,5 metres del calaix, arranca a la cota +16 i saixeca 6 metres por sobre de la llosa del calaix, a lacota +63, a on sha collocat una coberta. El pes daquesta estructura s de 350 tones y estdissenyada per aguantar rfegues de vents de ms de 200 km/h y precipitacions de 140 l/m.

7.7 Central nuclear EPR

LEPR (European Pressurized water Reactor) s un nou disseny de reactor basat al sistema (PWR)alimentat amb xids durani 235 i de plutoni en concentracions per sobre del 5% (MOX). El primerreactor daquest tipus sest construint en Finlndia amb una potncia de 1.600 MW.

Aquest generador es construeix a lilla dOlkiluoto a la ciutat dEurajoki, a loest de Finlndia.

Aquest reactor ser el reactor N 3 de la central de Olkiluoto, i est previst que entri en funcionamentlany 2014, el construeixen les empreses AREVA (francesa) i SIEMENS A.G. (alemanya) amb un

cost de 3,7 bilions deuros.

Ms informaci a: http://www.foronuclear.org


Una central ................ produeix ................... a partir de la ............... del urani. Aquesta reaccien ................... saprofita per ............... aigua, produir ................ i moure una ............... com ala resta centrals ..................


L............ es un material daspecte .............. i color blanc ........................


Per poder ....................... en cadena sobre l................ sha de dirigir una gran quantitat

de ....................... lents.249.- Omple aquesta frase amb les paraules que facin falta:

49


50/55

A les reaccions de ................. es produeix una gran quantitat de ................ que tornaradioactius tots els ..................... que estan a prop de l....................


Hi ha molts ................. de centrals ....................., per les ms conegudes sn les d................a ....................... i les daigua en ebullici.


Els ......................... ms importants duna ................. nuclear daigua a pressi sn el .............del reactor, les ..................... de combustible, les barres de ................, el pressionador,el .................

Documents

2ESO Energia