Unidad 1

1º BACHILLERATO

Sistema de unidades:

CONCEPTO DE ENERGÍA Y SUS UNIDADES

La energía se define como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un

trabajo.

Unidades de energía

Sistema

Cegesimal (CGS) Internacional (SI) Técnico (ST)

Ergio (dina·cm) Julio (N·m) Kilográmetro (Kp·m)

Trabajo que realiza una fuerza de 1 dina al desplazar su punto de aplicación 1cm en su misma dirección.

Trabajo que realiza una fuerza de 1 Newton al desplazar su punto de aplicación 1m en su misma dirección.

Trabajo que realiza una fuerza de 1 kilopondio al desplazar su punto de aplicación 1m en su misma dirección.

Otras unidades:

Caloría: Es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado de temperatura (para pasar de 14,5 °C a 15,5 °C) un gramo de agua, a presión atmosférica normal (nivel del mar). Se emplea mucho cuando se habla de energía térmica. La fórmula que relaciona la temperatura adquirida por una masa de agua y el calor absorbido es: Q = m (Tf –Ti), donde m está expresado en gramos, las temperaturas en °C y el calor Q en calorías.La equivalencia entre calorías y julios es: 1 cal = 4,18 J.KWh: Indica el trabajo o energía desarrollada (cedida) o consumida por un ser vivo o máquina, que tiene una potencia de 1 kW y está funcionando durante una hora. Un submúltiplo es el vatio hora (Wh) 1 kWh = 1 000 Wh. Esta unidad es masivamente empleada en máquinas eléctricas y para indicar consumos eléctricos (contadores).

Formas de energía

Energía mecánica

Energía calorífica o térmica

Transmisión del calor por conducción

Q = (λ/d) S (Tf –Ti) t

Coeficiente de conductividad térmica (λ) de algunos materiales. Material λ (kcal/mhºC)

Metales puros:

Aluminio: 197

Cobre: 378

Hierro: 60

Mercurio: 7,2

Níquel: 72

Plata: 360

Aleaciones:

Acero: 12,5

Bronce: 36

Cromoníquel: 16

Duraluminio: 130

Latón: 94

Otros materiales:

Ladrillo: 0,33

Hormigón: 0,7 – 1,2

Cristal: 0,7

Mármol: 2,4

Granito: 2,5

Piedra arenisca: 1,4 – 1,8

Fibra de vidrio: 0,013

Madera: 0,32 – 0,4

Líquidos:

Agua: 0,022

Aceite: 0,108

Gases:

Aire seco: 0,022

CO2: 0,0132

H2: 0,16

Energía calorífica o térmica

Transmisión del calor por convención:

Q = a S (Tf –Ti) t

Coeficientes de convección (α)

Material (Fluido) α (kcal/m2hºC)

Aire: 500

Líquido en reposo: 500

Líquido en ebullición: 10.000

Vapores de condensación: 10.000

Energía calorífica o térmica

Transmisión del calor por radiación: Q = c S [(T2/100)4 –(T1/100)4] t

Coeficientes de radiación (c).

Material c (kcal/m2hºC)

Madera: 4,44Esmalte: 4,5Vidrio: 4,65Porcelana: 4,58Ladrillo refractario: 3,7Ladrillo común: 4,6Agua: 4,75Aceite: 4,06Aluminio: 0,4Cobre: 0,24Latón: 0,25Níquel: 0,35Acero: 1,42Estaño: 0,3Hierro oxidado: 3,04Hierro colado: 2,16

Energía química

Energía nuclear

Consumo energético

Sistema

Q W

Rendimiento

Transformaciones energéticas

ENERGÍA PRIMARIA

ENERGÍA EN QUE SE TRANSFORMA

EJEMPLO

Energía mecánica

Energía térmicaLa fricción entre piezas en movimiento se transforma en calor.

Energía eléctricaEl movimiento de conductores en el interior de campos magnéticos se transforma en energía eléctrica.

Energía eléctrica

Energía mecánica

Al circular corriente eléctrica por los conductores situados en campos magnéticos; crean campos magnéticos; los dos campos originan un par de fuerzas, que pone a los conductores en movimiento.

Energía térmicaCuando la corriente eléctrica recorre una resistencia, por efecto Joule se produce calor.

Energía eléctrica En los procesos de electrolisis.

Energía radianteEn las lámparas de incandescencia, la corriente eléctrica que recorre el filamento lo pone incandescente y emite radiación visible.

Energía térmica

Energía mecánicaEn las centrales térmicas se calientan masas de agua para convertirlas en vapor que mueve las turbinas.

Energía eléctrica Realizada por convertidores termoeléctricos.Energía química Por medio de termólisis.

Energía química

Energía mecánica En los seres vivos a través de los alimentos.Energía térmica Al quemar combustibles se desprende calor.Energía eléctrica En las baterías y las pilas

Energía radiante

Energía térmicaLos rayos del Sol al incidir sobre los cuerpos los calienta.

Energía eléctrica En las células fotovoltaicas.Energía química En las plantas por la fotosíntesis.

Energía nuclear

Energía térmicaPor medio de la fisión o la fusión de los núcleos atómicos.

Fuentes de energía

Fuentes de energía: elementos de la naturaleza que pueden

suministrar energía.

Recursos energéticos: fuentes de energía que podemos

transformar en energía útil en condiciones económicamente

favorables.

Aspectos a tener en cuenta:

Cada vez consumimos más energía.

Sectores de la vivienda y el transporte son los que más han

incrementado su consumo.

Principal fuente de energía para el consumo energético en España

es el petróleo y sus derivados.

España tiene una dependencia energética del exterior del 82%.

Energías alternativas.

Principales emisiones causadas por el consumo de energía:

CO2 efecto invernadero.

CO Tóxico para el hombre.

NOx Lluvia ácida

SO2 Lluvia ácida

COV (compuestos orgánicos volátiles) cáncer.

Partículas y humo: vías respiratorias.

Protocolo de Kioto:

1988 se crea el Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático. 1990 este grupo presenta el primer informe ( investigaciones de 400

científicos que reflejan un calentamiento atmosférico real). 1992 se firma en Río de Janeiro la Convención Marco de las Naciones

Unidas sobre el Cambio Climático. (Cumbre para la Tierra) 1997 se adopta el Protocolo de Kioto en Kioto (Japón) 84 países firman. 1998 Buenos Aires se establece un grupo de trabajo. 2000 La Haya no se llega a acuerdo. 2001 Acuerdo de Marrakech reglas detalladas para la aplicación del

protocolo de Kioto. 2001 Acuerdo de Marrakech reglas detalladas para la aplicación del

protocolo de Kioto. 2009 Copenhague 2013 Conferencia sobre el cambio climático en Bonn Actualmente el protocolo de Kioto tiene 193 integrantes.

Plan nacional de asignación (PNA):

Responde al compromiso de España en la decisión de cumplir

el protocolo de Kioto.

En las dos primeras ediciones de este plan se incluyen una lista

de instalaciones de sectores industriales a las que se les

asignan los derechos de emisiones de CO2.

A partir del 1 de enero de 2013 se adopta un enfoque

comunitario.

Desarrollo sostenible:

Utilizar los recursos naturales de forma que minimicen los

impactos ambientales y se favorezca el acceso a loa mismos a

todos los pueblos y ciudadanos del planeta, en unas

condiciones económicas asequibles, sin hipotecar el desarrollo

futuro.