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IES Pando - Oviedo Departamento de Biologa y Geologa
J. L. Snchez Guilln
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La naturaleza del universo
En esencia, todo lo que constituye nuestro universo fsico se
puede
reducir a.
materia energa espacio tiempo
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Para saber ms:
http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1046
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materia: es todo aquello que tiene masa y volumen.
Segn tu experiencia personal, indica lo que es y
lo que no es materia.
Una roca
Un rbol
La luz
El aire
El color
El agua
Un tomo
Una clula
El sonido
El tiempo
Un virus
El hielo
Soluciones en la siguiente diapositiva
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materia: es todo aquello que tiene masa y volumen.
Segn tu experiencia personal, indica lo que es y
lo que no es materia.
Una roca
Un rbol
La luz
El aire
El color
El agua
Un tomo
Una clula
El sonido
El tiempo
Un virus
El hielo
s
s
NO
s
NO
s
s
s
NO
NO
s
s
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De qu est hecha la materia?
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1- EXPERIENCIA
Echamos en dos probetas 50 cc de agua en cada una.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
Cuando vemos un lquido como el alcohol o el agua, observamos que
la materia que lo forma es continua, no tienen huecos ni espacios
libres. Es esto as? Para ver cmo es la materia hagamos las
siguientes experiencias.
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De qu est hecha la materia?
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1- EXPERIENCIA
Echamos en dos probetas 50 cc de agua en cada una.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
Exacto, has acertado, el total ser de 100cc.
Cuando vemos un lquido como el alcohol o el agua, observamos que
la materia que lo forma es continua, no tienen huecos ni espacios
libres. Es esto as? Para ver cmo es la materia hagamos las
siguientes experiencias.
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De qu est hecha la materia?
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2- EXPERIENCIA
Echamos en dos probetas 50 cc de alcohol en cada una.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
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2- EXPERIENCIA
Echamos en dos probetas 50 cc de alcohol en cada una.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
Exacto, has acertado, el total ser de 100cc.
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De qu est hecha la materia?
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3- EXPERIENCIA
Echamos en una probeta 50 cc de agua y en otra 50 cc de
alcohol.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
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De qu est hecha la materia?
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3- EXPERIENCIA
Echamos en una probeta 50 cc de agua y en otra 50 cc de
alcohol.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
creo que esta vez has fallado, pues la mezcla da 97 cc.
Por qu?
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De qu est hecha la materia?
4- EXPERIENCIA
Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 5mm.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
Para podernos explicar este extrao fenmeno hagamos lo
siguiente.
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De qu est hecha la materia?
4- EXPERIENCIA
Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 5mm.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
Exacto, has acertado, el total ser de 100cc.
Para podernos explicar este extrao fenmeno hagamos lo
siguiente.
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De qu est hecha la materia?
5- EXPERIENCIA
Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 1 mm de
dimetro.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
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De qu est hecha la materia?
5- EXPERIENCIA
Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 1 mm de
dimetro.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
Cunto ser el total?
Exacto, has acertado, el total ser de 100cc de bolitas.
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De qu est hecha la materia?
6- EXPERIENCIA
Echemos en una probeta 50 cc de bolas de 5mm y en otra 50 cc de
bolas de 1 mm.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta, agitemos
fuertemente.
Cunto ser el total?
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De qu est hecha la materia?
6- EXPERIENCIA
Echemos en una probeta 50 cc de bolas de 5mm y en otra 50 cc de
bolas de 1 mm.
Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta, agitemos
fuertemente.
Cunto ser el total?
uf nuevo error, pues da mucho menos de 100cc.
Por qu?
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De qu est hecha la materia?
Si observamos de cerca veremos que las bolas de 1mm, ms pequeas,
se han metido en los huecos dejados por las bolas mayores.
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De qu est hecha la materia?
Agua Alcohol Agua + alcohol
Fjate en las figuras, en ellas se da una posible explicacin de
los fenmenos que acabamos de observar. As, la materia que vemos
como algo continuo en realidad estara formada por pequesimas
partculas invisibles al ojo. Ya en la antigedad Demcrito (ao 450 a.
de J. C.) planteo esta hiptesis y llam a las partculas que forman
la materia tomos, que significa: no divisibles. Hoy sabemos que el
alcohol y el agua estn constituidos por molculas.
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De qu est hecha la materia?
Ahora podemos explicarnos el porqu del menor volumen de la
mezcla de alcohol y agua.
Las molculas de agua, ms pequeas, se introducen entre las de
alcohol, mayores.
Estas experiencias
demuestran que la
materia est constituida
de partculas que
llamaremos molculas.
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MODELO CORPUSCULAR DE LA MATERIA 1 Slidos, lquidos y gases estn
formados por partculas. 2 Estas partculas son extraordinariamente
pequeas. 3 Los espacios entre las partculas son pequeos en los
slidos y en los lquidos y
grandes en los gases. 4 Los cientficos llaman a estas partculas
molculas o , tal vez, tomos.
EJEMPLOS DE MOLCULAS
La molcula de oxgeno est formada por dos tomos de oxgeno unidos
entre s
Molcula de agua. Est formada por un tomo de oxgeno y dos tomos
de hidrgeno.
La molcula de amoniaco est formada por un tomo de nitrgeno y
tres tomos de hidrgeno.
El metano, gas que se usa en las cocinas, est formado por un
tomo de carbono y cuatro tomos de hidrgeno.
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aire
Tapar el extremo
con el dedo
presionar
1) EXPERIENCIA 1) Toma una jeringuilla y crgala con aire. 2)
Tapa el extremo libre con un dedo y presiona fuertemente el mbolo.
3) Observa lo que sucede.
Conclusin: Presionando fuertemente conseguimos reducir el
volumen del aire.
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2) EXPERIENCIA Repite la experiencia anterior pero sustituyendo
el aire por agua.
Conclusin: Por mucho que presionemos, el volumen no
disminuye.
agua
Tapar el extremo
con el dedo
presionar
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EXPLICACIN: Trata de dar una explicacin.
Explicacin: En los lquidos las partculas, tomos o molculas, estn
juntas, debido a esto no podemos comprimirlos. En los gases estn
separadas y al aumentar la presin podemos juntarlas ms.
agua
aire
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LOS ESTADOS FSICOS DE LA MATERIA I Como hemos visto, la materia
puede encontrarse en tres estados fsicos: slido, lquido y gaseoso.
Una sustancia que se encuentre en uno de estos tres estados
presentar unas determinadas caractersticas respecto a su forma
,masa y volumen. Aplicando la Teora Cintico Molecular, debes
analizar si la masa, el volumen y la forma de los objetos pueden
cambiar o no segn estn en un estado o en otro. En el primer caso,
pondrs en el correspondiente recuadro de la tabla la palabra:
variable y en el segundo: constante.
Masa Forma Volumen
Slido
Lquido
Gas
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LOS ESTADOS FSICOS DE LA MATERIA: Completando la tabla.
Masa Forma Volumen
Slido
Lquido
Gas
constante constante constante
constante variable constante
constante variable variable
Si la has completado correctamente es que comprendes bien cmo
est constituida la materia.
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Gas
Slido Lquido
Los estados fsicos de la materia (Teora cintico molecular)
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Los estados de la materia (Teora cintico molecular)
Los slidos estn formados por partculas juntas, ordenadas y
fuertemente
unidas unas a otras. Debido a esto, tienen forma y volumen
constante. Si las
fuerzas que unen las partculas son muy grandes el slido tendr
una gran
dureza.
Los lquidos estn formados por partculas juntas, pero no unidas
unas a
otras. Por eso tienen forma variable y su volumen es constante.
Las fuerzas
que mantienen juntas a las partculas son muy dbiles. Esta es la
razn de
que podamos meter la mano en el agua.
Los gases estn formados por partculas separadas. Si los
presionamos
disminuyen de volumen pues sus partculas se juntan.
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Los cambios de estado
Cuando calentamos un trozo de hielo, la energa que le
comunicamos debilita las fuerzas que unen las molculas de agua
entre s. Al llegar a 0 C, las fuerzas se hacen tan dbiles que las
molculas de agua se sueltan y el hielo se hace agua lquida. Diremos
que se ha producido la fusin del hielo. A muchas sustancias les
sucede lo que al hielo y se funden al llegar a una determinada
temperatura. Si esta sigue aumentando, al llegar a 1000C, el agua
se transforma en vapor. Esto es debido a que la energa calorfica ha
debilitado tanto las fuerzas que mantienen juntas las molculas en
el agua que estas se separan y el agua entra en ebullicin y se
transforma en vapor.
Gas
Slido Lquido
fusin
solidificacin
-
solidificacin licuefaccin
evaporacin condensacin
sublimacin
slido
lquido lquido
gas
En rojo, paso de un estado a otro por aumento de la energa de
las partculas.
En azul , pasos de un estado a otro por disminucin de la
energa.
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La teora cintico molecular:
1- Las sustancias estn constituidas por partculas.
2- Estas partculas pueden ser tomos o molculas.
3- Las partculas en los slidos estn juntas y fuertemente
unidas.
4- Las partculas en los lquidos estn juntas pero dbilmente
unidas.
5- Las partculas en los gases estn separadas.
6- Al calentar un slido sus partculas vibran tanto ms rpido
cuanto mayor
sea su temperatura.
7- Al llegar al punto de fusin las partculas del slido se mueven
tan deprisa
que se sueltan y el slido pasa al estado lquido.
8- Al calentar un lquido sus partculas se mueven tanto ms
rpidamente
cuanto mayor sea su temperatura.
9- Al llegar al punto de ebullicin las partculas del lquido se
mueven tan
deprisa que se separan unas de otras y el lquido pasa al estado
gaseoso.
10- Al enfriarse un gas, un lquido o un slido sus partculas
pierden energa y
cada vez se mueven ms lentamente.
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Para saber ms:
http://www.ibercajalav.net/curso.php?fcurso=1000&fpassword=LAV&fnombre=0
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/infografias/
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energa: es todo aquello que produce cambios en las propiedades
fsicas o qumicas de los sistemas materiales.
Propiedades de la energa
La energa puede almacenarse
La energa puede transferirse
La energa puede transformarse
Pero nunca puede destruirse
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Energa luminosa
Energa elctrica
Energa qumica
Energa trmica
Energa mecnica
Clases de energa
Trasformaciones
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Qu clases de energa estn representadas?
Qu clase de energa est aqu representada?
Energa elctrica
Qu clase de energa est aqu representada?
Energa calorfica
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Qu clases de energa estn representadas?
Qu clase de energa tienen el carbn y el petrleo?
Energa qumica
Qu clase de energa est aqu representada?
Energa luminosa.
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Qu clases de energa estn representadas?
Qu clase de energa representa esta foto?
Energa elica.
Qu clase de energa est aqu representada?
Energa solar.
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Qu clases de energa estn representadas?
Qu clase de energa tiene en lo alto del tobogn?
Energa potencial.
Qu clase de energa tiene cuando desciende?
Energa cintica.
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Qu clases de energa estn representadas?
Qu clase de energa tiene el agua que desciende?
Energa cintica
Qu clase de energa tiene el agua de un pantano?
Energa potencial.
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Qu clases de energa estn representadas?
Qu clase de energa representa esta foto?
Qu clase de energa est aqu representada?
Energa geotrmica. Energa nuclear.
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Qu clases de energa estn representadas?
Qu clase de energa est representada?
Energa sonora.
Qu clase de energa est aqu representada?
Energa qumica.
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Energa luminosa
Energa elctrica
Energa qumica
Energa trmica
Energa cintica
Clula fotoelctrica
Pila batera
Motor de explosin
Motor de elctrico
Generador
Resistencia
Trasformadores de energa
Mquina de vapor
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TRANSFORMADORES DE ENERGA: EL MOTOR DE EXPLOSIN INTERNA El motor
de explosin interna transforma la energa qumica de un combustible
lquido o gaseoso explosivo (gasolina, gasoil, etc.) en energa
mecnica. En el interior del pistn se mezclan el combustible y el
aire. La chispa de la buja hace explotar la mezcla, lo que desplaza
el pistn y genera el movimiento. Este motor es la base del
funcionamiento de muchos vehculos: coches, motos, camiones,
autobuses, barcos, etc.
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TRANSFORMADORES DE ENERGA: EL aerogenerador Trasforma la energa
cintica del viento en energa elctrica El viento mueve las palas. El
multiplicador es un sistema de engranajes que sirven para aumentar
la velocidad del rotor. El eje del multiplicador mueve el del
generador que transforma la energa cintica en energa elctrica.
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TRANSFORMADORES DE ENERGA: EL generador Se trata de un
dispositivo que transforma energa cintica en energa elctrica. Se
fundamenta en los experimentos de Oersted (1777-1851) que descubri
la relacin entre electricidad y magnetismo. Cuando se mueve un
conductor de electricidad en un campo magntico se produce en el
conductor una corriente elctrica.
http://www.inta.es/descubreAprende/Hechos/Hechos08.htm
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TRANSFORMADORES DE ENERGA: La dinamo Se trata de un dispositivo
que transforma energa cintica en energa elctrica. La rueda de la
bicicleta hace girar el rotor de la dinamo. Este hace girar una
bobina de cobre en el interior de un imn con lo que se produce una
corriente elctrica.
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TRANSFORMADORES DE ENERGA: EL generador de electricidad Se trata
de un dispositivo que transforma energa cintica en energa elctrica.
Se fundamenta en que cuando se mueve un conductor de electricidad
en un campo magntico se produce una corriente elctrica.
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TRANSFORMADORES DE ENERGA: EL motor elctrico Se trata de un
dispositivo que transforma energa elctrica en energa cintica. Se
fundamenta en el efecto opuesto al del generador. Cuando se hace
pasar una corriente elctrica por un conductor rotativo en el
interior de un potente imn, se generan fuerzas de repulsin entre el
electroimn generado en el rotor y los imanes del estator que hacen
girar el rotor.
http://www.inta.es/descubreAprende/
Hechos/Hechos08.htm
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El funcionamiento de una pila.
Una Pila, como la aqu representada, transforma energa qumica en
energa elctrica.
La pila ms bsica est formada por una placa de zinc (barra
plateada) y una placa de cobre (barra
dorada) introducidas en un recipiente con cido sulfrico. Cuando
las placas o electrodos establecen
contacto con el lquido, se generan reacciones qumicas entre
ambos metales y el cido
producindose energa elctrica. Si ambas placas las conectamos a
una bombilla o a un
ampermetro podremos detectarla.
Barra de cinc
Barra de cobre
Ampermetro
Interruptor
cido sulfrico
Para saber ms
http://www.consumer.es/web/es/motor/mantenimiento_automovil/2006/05/10/151851.php
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El funcionamiento de una pila.
Esquema de una pila: Una Pila, como la aqu representada,
transforma energa qumica en energa elctrica.
Para saber ms
http://www.consumer.es/web/es/motor/mantenimiento_automovil/2006/05/10/151851.php
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La mquina de vapor. Describe el proceso que se da en esta mquina
y las clases de energas representadas.
El carbn (1) contiene energa qumica. Su combustin produce energa
calorfica que evapora el agua (2) produciendo vapor de agua a alta
presin. El vapor de agua mueve el mbolo (3), movimiento que se
transmite a travs de la biela-manivela (4) a la rueda (5) que hace
girar una dinamo (6) que produce energa elctrica (7) que calienta
la resistencia de una bombilla (8) produciendo luz y calor.
1
2
3
4
5
6
8
7
Para saber ms
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/06/07/142710.php
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La mquina de vapor. Funcionamiento bsico de una mquina de
vapor.
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Las centrales hidroelctricas.
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Las centrales hidroelctricas. Describe la produccin de energa en
una central hidroelctrica.
El agua contenida en el embalse posee energa potencial (1). Este
agua circula por gruesos tubos (2)
hacia las turbinas y generadores (3) donde la energa cintica del
agua se transforma en energa
elctrica (4) que es transportada mediante grandes tendidos
elctricos a los lugares de consumo:
viviendas e industrias.
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Las centrales hidroelctricas. Detalle de la turbina y del
generador de una central hidroelctrica.
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Las centrales trmicas. Describe la produccin de energa en una
central trmica.
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Las centrales trmicas. Describe la produccin de energa en una
central trmica.
La combustin genera energa calorfica. Esta produce vapor de agua
a presin que hace mover una turbina, que por medio de un generador
produce corriente elctrica.
Carbn
Aire
Caldera
Gases de combustin
Vapor de agua
Turbina y generador
Vapor de agua
Condensador
Torre de refrigeracin
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Las centrales nucleares o atmicas. El fundamento de la energa
atmica: La fisin del uranio.
Cuando el ncleo de un tomo de uranio 235 es golpeado por un
neutrn se rompe dando dos
ncleos de menor tamao varios neutrones y una gran cantidad de
energa.
neutrn
Uranio 235
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Las centrales nucleares o atmicas. El fundamento de la energa
atmica.
Los nuevos neutrones pueden romper otros ncleos con lo que se
origina una reaccin en cadena.
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La fisin de los ncleos
de uranio en el ncleo
del reactor produce una
gran cantidad de energa
en forma de calor. Este
calor evapora el agua
que circula por tubos por
las paredes del reactor.
El vapor de agua es
dirigido hacia una
turbina y un generador
donde se produce
energa elctrica. El
agua enfriada vuelve al
reactor, para ser de
nuevo transformada en
vapor.
Las centrales de energa nuclear. Describe la produccin de energa
en una central nuclear.
Agua sobrecalentada
reactor
Barras de control
turbina generador
condensador
Energa elctrica Ncleo
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Describe el proceso que se da en esta mquina y las clases de
energas representadas.
Energa cintica del agua.
Energa cintica de la turbina.
La presin del agua mueve la turbina, esta mueve la polea que, a
su vez, mueve el generador (dinamo) que transforma la energa
cintica en energa elctrica.
Energa elctrica en la dinamo.
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Describe el funcionamiento de esta mquina ves algo extrao en
ella?
1) El calentador elctrico
evapora el agua.
2) El vapor de agua
mueve el molino.
3) Este, por medio de
una polea, mueve la
dinamo que genera
corriente elctrica.
4) La corriente elctrica
calienta la resistencia
del calentador.
Lo raro es que este
aparato estara
funcionando
constantemente.
