LA ENERGÍA Y SUS TRANSFORMACIONES

EJERCICIOS

PROPUESTOS

Alumno/a:………………………………………………………

LA ENERGÍA Y SUS TRANSFORMACIONES

1. ¿Qué es la energía?

La energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo.

Se representa con la letra E y sus unidades son los Julios, las Calorías y los Kilovatioshora.

1 cal = 4,18 Julios 1 kW·h = 3.600.000 Julios

2. Tipos de energía.

A. Completa las siguientes descripciones acerca de los distintos tipos de energía queaparecen en la naturaleza.

Energía Química: Energía asociada a los……......................….. Ej. Energía asociada alos combustibles.

Energía……………: Energía asociada al movimiento interno de las moléculas de uncuerpo.

Energía Luminosa: Energía asociada a la luz. Ej. …

Energía Sonora: Energía asociada al sonido. Ej. …

Energía……………: Energía ……………………………………………………que actúansobre los cuerpos. Existen dos tipos.-

La Energía Cinética, que está asociada a los cuerpos en………………….

La Energía………………., que depende de la altitud de los cuerpos conrespecto a la Tierra.

Energía………………..: Energía asociada a los núcleos de los átomos.

Energía Eléctrica: Energía asociada a la corriente eléctrica. Ej. …

B. Explica la diferencia entre un tipo de energía y una fuente de energía. Indica dosfuentes de energía que conozcas y el tipo de energía que aportan.

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C. Clasificación de las fuentes de energía.

1. Hidráulica 2. Geotérmica 3. Nuclear 4. Eólica 5. Solar

6. Petróleo y derivados 7. Carbón 8. Gas natural 9. Biomasa 10. Maremotriz

• Atendiendo a su capacidad de regeneración

1. Renovables

2.

• Atendiendo a su impacto ambiental

1. Limpias

2.

Muchos de los distintos aparatos y máquinas que utilizamos cotidianamenteproporcionan un tipo específico de energía. Una bombilla por ejemplo proporcionaprincipalmente Energía Luminosa o una cocina de carbón, Energía Térmica.

Bombilla

Energía Luminosa

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D. Indica que tipo de energía es, el que de manera más importante, aporta cada unode estos aparatos o máquinas.

Pila

Tipo de energía:

Ventilador

Tipo de energía:

Tostadora

Tipo de energía:

Timbre

Tipo de energía:

3. Transformaciones de energía. Rendimiento.

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

En este principio fundamental se basa el funcionamiento de cualquier máquina oaparato, es por ello que no podemos fijarnos solamente en el tipo de energía aportada,sino que debemos de determinar el tipo de energía inicial que utiliza dicha máquina oaparato.

Así si nos fijamos en los ejemplos anteriores, tenemos que en el caso de la bombilla yla cocina de carbón se produce la siguiente tabla de resultados:

Tipo Energía Absorbidao de Entrada

Aparato o MáquinaTipo de Energía

Aportada o de Salida

Energía Eléctrica Bombilla Energía Luminosa

Cocina de Carbón Freidora Energía Térmica

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E. Completa el siguiente cuadro de transformaciones de energía de los siguientesaparatos y máquinas.

Tipo Energía Absorbidao de Entrada

Aparato o MáquinaTipo de Energía

Aportada o de Salida

Radio Energía Sonora

Energía Química Coche

Pila

Ventilador

Tostadora

Timbre

Faros de un coche

Vitrocerámica

Televisión

Mechero de gas

Cuando se produce una transformación de energía en una máquina, nunca será unatransformación perfecta. No toda la energía de entrada se convertirá en la energía desalida del tipo deseado.

Pongamos un ejemplo. Si nos fijamos en la bombilla está claro que la mayor parte dela energía eléctrica que llega a la bombilla se convertirá en energía luminosa, perotambién es evidente que si la tocamos mientras está alumbrando nos quemaremos.Esto demuestra que parte de la energía eléctrica se habrá convertido en energíatérmica.

Como conclusión extraemos que en esta transformación de energía (y en todas lasdemás también) existirán tres distintas energías:

Una energía de entrada, utilizada o consumida (la eléctrica en la bombilla).

Una energía útil o aprovechada (la luminosa en la bombilla).

Una energía inútil o de pérdidas. (la térmica en la bombilla).

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ENERGÍA ÚTIL

ENERGÍALUMINOSA

ENERGÍA DE ENTRADA

ENERGÍAELÉCTRICA

ENERGÍA DE PÉRDIDAS

ENERGÍATÉRMICA

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Existe una manera de determinar la “calidad” de una transformación de energía,calculando su Rendimiento.

El Rendimiento nos indica la relación que existe entre la energía de entrada, utilizada oconsumida y la energía útil o aprovechada. Se expresa siempre en tanto por ciento(%).

Rendimiento(η)=EnertíaÚtil de Salida

EnergíaUtilizada ode Entrada∙100

Cuanto mayor sea el rendimiento de una transformación, mayor será elaprovechamiento de la energía.

F. Fíjate en el siguiente ejemplo resuelto y realiza los siguientes ejercicios.

Ejemplo.- El motor de una lavadora posee un rendimiento del 80%. Si dicho motorabsorbe una energía de 20 kW x h de la red eléctrica, calcular la energía útil y laenergía de pérdidas de la transformación.

a) Recopilamos los datos del enunciado.

Rendimiento = 80% Energía de entrada o utilizada = 20 kW·h. (Importante determinar cuál de las energías conocemos)

b) Planteamos la fórmula a utilizar.

Rendimiento(η)=EnertíaÚtil de Salida

EnergíaUtilizada ode Entrada∙100

c) Sustituimos los datos en la fórmula.

80=EnertíaÚtil de Salida

20∙100

d) Despejamos la incógnita que nos quede.

EnertíaÚtil de Salida=80 ∙20100

=1600100

=16kW ∙h

e) Conociendo las energías útil y utilizada, la de pérdidas se obtiene con unasimple resta.

Ene rgía de Pérdidas=EnergíaUtilizada−EnergíaÚtil

Energía de Pérdidas=20−16=4kW ∙h

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f) Los resultados finales son:

EnergíaÚtil=16kW ∙h Energía de Pérdidas=4 kW ∙h

Ejercicio 1. El motor de una batidora posee un rendimiento del 85%. Si dicho motorabsorbe una energía de 900000 Julios de la red eléctrica, calcular la energía útil y laenergía de pérdidas de la transformación.

Ejercicio 2. El motor de un ciclomotor, tiene un rendimiento del 30%. Si el combustiblele proporciona una energía de 100000 julios, cuánta energía aprovecha el ciclomotorpara moverse.

Ejercicio 3. El motor de un exprimidor eléctrico, tiene un rendimiento del 90%. Si la redeléctrica le proporciona una energía de 1,5 kW·h, cuánta energía desperdicia elexprimidor.

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Ejercicio 4. Calcula el rendimiento del motor de un coche que aprovecha una energíade 150000 calorías al tiempo que desperdicia 20000 calorías debido al rozamiento y alcalor desprendido por el tubo de escape. ¿Cuánto valdrá la energía aportada por elcombustible?

4. Energía Eléctrica. Generación de Energía Eléctrica

G. La energía eléctrica es la forma de energía más usada en los paísesindustrializados. Sus principales ventajas son dos:

a. .

b. .

Existen tres grandes procedimientos para obtener energía eléctrica: mediante una pila,mediante un panel fotovoltaico y mediante un generador eléctrico, este último es elmétodo que proporciona la inmensa mayoría de la electricidad en la actualidad.

H. Partes y funcionamiento de un generador eléctrico

Una central eléctrica utiliza la energía mecánica que produce por ejemplo, la caída delagua, para transformarla, en una máquina llamada generador, en energía eléctrica.

El generador tiene dos partes:

1. Rotor2. ...

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Su funcionamiento básico es:

I. Rellena la información de las diferentes formas de generación de energía eléctrica.

Existen diversos tipos de centrales eléctricas que se diferencian en la fuente deenergía que utilizan para mover el rotor.

1. Central Hidráulica 2. Central Hidráulica 3. Central Hidráulica

2. Central Nuclear 5. Central Hidráulica 6. Central Hidráulica

7. Central Solar Térmica 8. Central Hidráulica 9. Central Hidráulica

3. Central Hidráulica

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

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4. Central Geotérmica

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

5. Central Térmica

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

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6. Central Nuclear

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

7. Central de Ciclo Combinado

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

8. Central Eólica

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

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Potencia Eléctrica Generada:

9. Central Solar Térmica

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

10. Central Fotovoltáica

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

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11. Energía Oceánica

Fuente de energía empleada:

Funcionamiento:

Potencia Eléctrica Generada:

12. Impacto ambiental

La construcción y mantenimiento de una central eléctrica implica necesariamente uncambio en el medio, debido tanto a la construcción de infraestructuras (carreteras,edificios,…) como a los residuos que su actividad genera. Todo debe ser evaluado conantelación a la puesta en marcha de la central en el llamado estudio de impactoambiental.

J. Indica los principales tipos de impacto que caracteriza a cada central eléctrica.

1. Hidroeléctrica… desvíos de agua, inundaciones de tierras.

2. Térmica…

3. Nuclear…

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4. Ciclo Combinado…

5. Eólica…

6. Solar…

7. Oceánica…

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6. Transporte y distribución de energía eléctrica

Los lugares donde se ubican las centrales eléctricas suelen estar, en muchos casos,lejos de las ciudades e industrias. Como la energía eléctrica no se puede almacenaren grandes cantidades hay que transportarla desde las centrales hasta las casas. Eltransporte implica tres procesos:

1. Elevación del voltaje

2.

3.

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A partir de este punto termina el transporte de electricidad y empieza la fase dedistribución a los hogares e industrias, normalmente por medio de canalizacionessubterráneas, en esta fase el voltaje se reduce a ...

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http://www.ree.es/

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