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Bloque 7. La energía.
Bloque 7: Necesitamos energía, ¡cuidado con los recursos!
TEMA 1.- LA ENERGÍA, EL MOTOR DE LA VIDA.
INTRODUCCIÓN.Todas las situaciones de la vida cotidiana ponen de manifiesto fenómenos energéticos.Pero vamos a definir lo que entendemos por Energía.
Energía es la propiedad que:
• Permite producir cambios en los cuerpos (como el aumento de temperatura dela leche cuando la metemos en el microondas).
• Puede ser almacenada (la energía eléctrica de las pilas de una radio).
• Puede ser transformada o transferida (al calentarnos con una estufa eléctrica).
La energía se manifiesta de muchas formas. Todas estas formas de la energía sonintercambiables entre sí, pero además:
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Esto es lo que se conoce como: “Principio de conservación de la energía”.
Por ejemplo, en una bombilla, la energía eléctrica se transforma en luz y calor.
El ser humano explota los recursos naturales (carbón, petróleo, viento, sol, etc.) paraobtener energía y transformarla en la forma más adecuada para utilizarla.
TIPOS DE ENERGÍA.
La energía mecánica.
¿Quién no sabe lo que es la velocidad? ¿y la altura? Pues en esto se basan los dos tiposde energía mecánica que hay.
Energía cinética.Es la energía que poseen los cuerpos por estar en movimiento.
Por ejemplo, si una pelota de tenis nos da en la cabeza, nos hará más daño cuanta más velocidad traiga.
Es decir:Cuanta más velocidad lleve un cuerpo, mayor será su energía cinética.
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Energía potencial gravitatoria.Es la energía que poseen los cuerpos por estar situados a una cierta altura sobre lasuperficie terrestre.
Si situamos un cuerpo a una cierta altura, la tendencia de este es caer al suelo. Evidentemente, a mayor altura, más fuerte es el porrazo, mayor energía potencialgravitatoria tendrá el cuerpo.
OTROS TIPOS DE ENERGÍA
Energía potencial elástica.Es la energía asociada a la deformación de los cuerpos.
Esta energía se libera cuando, por ejemplo, un muelle que está comprimido se suelta. Todos hemos oído hablar de los amortiguadores del coche o de la moto, tan necesarios para superar los baches de la carretera.
Energía térmica o calorífica.Es la energía relacionada con el calor. Es la energía liberada en forma de calor y pasa delos cuerpos calientes a los fríos.
Cuando dos cuerpos están en contacto, el calor se transmite por conducción.
Por ejemplo, si cogemos una cerveza del frigorífico, el calor de nuestra mano pasa a la cerveza.
Si el calor pasa de un cuerpo a otro a través de un fluido, se llama calor por convección.
Por ejemplo, si acercamos la mano a un radiador, sin llegar a tocarlo, el calor nos llega a través del aire (el aire es un fluido, al igual que el agua).
Por último, cuando se calienta el agua de la ducha gracias al sol en el acumulador térmico del tejado, estamos calentando por radiación, es decir, por las ondas electromagnéticas que provienen del sol.
Energía eléctrica.Es la energía que se produce por el movimiento de electrones en el interior de un cable. Las pilas, las baterías o la dinamo de una bicicleta producen dicho movimiento.
La energía eléctrica es:
✗ Fácil de generar. ✗ Fácil de transportar por cables eléctricos. ✗ Fácil de transformar en otras energías.
Energía química.La energía química es la generada por las reacciones químicas que se pruducen en elinterior de los cuerpos.
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En la actualidad, la energía química es la que mueve los automóviles, los buques y losaviones y, en general, millones de máquinas. Tanto la combustión del carbón, de laleña o del petróleo en las máquinas de vapor como la de los derivados del petróleo enel estrecho y reducido espacio de los cilindros de un motor de explosión, constituyenreacciones químicas.
Cuando se trata de las reacciones químicas que se producen, por ejemplo, en el interiorde nuestros cuerpos, gracias a los alimentos, se habla de energía metabólica. Estosalimentos se caracterizan por su poder calorífico.
Energía nuclear.Es la almacenada en el núcleo del átomo. Se aprovecha rompiendo núcleos de materiales pesados, como el uranio. Este proceso se llama fisión nuclear.
La fisión (separación) nuclear consiste en el bombardeo mediante neutrones, de átomos (normalmente de uranio 235).El átomo afectado se divide en dos. En este proceso, la pérdida de masa se transforma en energía calorífica.Este calor es utilizado en las centrales nucleares para generar energía eléctrica.
Energía sonora.La energía sonora es la que transportan las ondas sonoras. Los sonidos más intensosson los que transportan más energía.
Energía hidráulica.La energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. Laenergía potencial, durante la caída, se convierte en cinética.El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotaciónque finalmente, se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.Es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidadde agua, y una vez utilizada, es devuelta río abajo.Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y lainstalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad.Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos. Sin embargo, elpeso de las consideraciones medioambientales y el bajo mantenimiento que precisan una vez estén en funcionamiento centran la atención en esta fuente de energía.
Energía solar.La energía solar es la energía producida por el sol y que es convertida a energía útil porel ser humano, ya sea para calentar algo o producir electricidad (como sus principalesaplicaciones).
Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que supotencial es prácticamente ilimitado.
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La intensidad de energía disponible en un punto determinado de la tierra depende, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.
Actualmente es una de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo elmundo.¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano?
Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las únicas,primero para calentar cosas como comida o agua, conocida como energía solar térmica, y la segunda para generar electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica.
Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares.
Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla en energía eléctrica.
Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos de la energía solar son:
• Potabilizar agua• Estufas Solares• Secado• Evaporación• Destilación• Refrigeración
Energía eólica.La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, aquella que se obtiene de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire y así mismo las vibraciones que el aire produce.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
Energía de la biomasa.La biomasa incluye la madera, plantas de crecimiento rápido, algas cultivadas, restos deanimales, etc. Es una fuente de energía procedente, en último lugar, del sol, y esrenovable siempre que se use adecuadamente.
La biomasa puede ser usada directamente como combustible. Alrededor de la mitad de la población mundial sigue dependiendo de la biomasa como fuente principal de energía.
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El problema es que en muchos lugares se está quemando la madera y destruyendo los bosques a un ritmo mayor que el que se reponen, por lo que se están causando graves daños ambientales: deforestación, pérdida de biodiversidad, desertificación, degradación de las fuentes de agua, etc.
Energía geotérmica.Se llama energía geotémica a la que se encuentra en el interior de la tierra en forma decalor, como resultado de:• La desintegración de elementos radiactivos.• El calor permanente que se originó en los primeros momentos de formación del planeta.
Esta energía se manifiesta por medio de procesos geológicos como volcanes, losgeíseres que expulsan agua caliente y las aguas termales.
La conversión de la energía geotérmica en electricidad consiste en la utilización de unvapor, que pasa a través de una turbina que está conectada a un generador, produciendo electricidad.
El principal problema es la corrosión de las tuberías que transportan el agua caliente.
Energía mareomotriz.La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares.
Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.
Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generaciónde electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable.
UNIDADES DE LA ENERGÍA.
La energía se puede medir en diferentes unidades dependiendo de la forma en la que seencuentre. Las más habituales son:● Julio (J). Es la unidad de medida de todo tipo de energía en el SistemaInternacional de Medidas.● Caloria (cal). Se usa sobre todo para medir el contenido energético de losalimentos. Normalmente se utiliza un múltiplo de la caloría, la kilocaloría (kcal),equivalente a 1000 calorías. Una caloría equivale aproximadamente a 4,18 julios.● Kilowatiohora (kWh). Se usa como unidad de medida habitual del consumoeléctrico.
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Ejercicios:1.- Enlaza cada tipo de energia con su correspondiente origen.
a) Geotérmica salto de aguab) Solar movimiento del marc) Hidráulica leña ardiendod) Biomasa sole) Mareomotriz vientof) Eólica átomos de uraniog) Nuclear bombillah) Luminosa calor interno de la Tierra
2.- Señala cuales de las siguientes características es aplicable a la energía: (selecciona una respuesta)a) No puede ser transferida de unos cuerpos a otros.b) Puede transformarse de un tipo a otro.c) No se puede almacenar, tan solo producir y consumir
3.- ¿Qué tipo de centrales eléctricas utilizan uranio como fuente de energía?a) Las centrales hidráulicas.b) Las centrales nucleares.c) Las centrales mareomotricesd) Las centrales eólicas.
4.- Fíjate bien en la siguiente información nutricional de un cierto producto alimenticio:El valor energético viene dado en kcal (69 kcal por cada porción de 30 gramos). Contesta a las siguientes preguntas:
a) ¿Cuántas calorías habrá en una porción de 30 gramos?
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b) ¿Cuántos julios habrá en esa misma porción?
c) ¿Cuántas kilocalorías tendrán 100 gramos de ese mismo producto?TEMA 2: GENERACIÓN Y TRANSPORTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
INTRODUCCIÓN.La energía eléctrica se produce, a escala industrial, en las centrales eléctricas. Unacentral eléctrica es una fábrica de corriente eléctrica. La forma más habitual de producir energía eléctrica es usando un alternador.
Un alternador está formado por un rollo de cable (bobina) que puede girar, y un imán que está fijo.
La bobina gira dentro del imán, impulsada por el giro de una turbina que, a su vez, sehace girar gracias a un fluido en movimiento.
El alternador transforma la energía cinética de la turbina en energía eléctrica.Por último, la corriente eléctrica se modifica en un transformador, que la prepara para ser transportada.
Según el sistema utilizado para hacer girar la turbina, hay distintos tipos de centrales:
1. Centrales hidroeléctricas.2. Centrales térmicas.3. Centrales eólicas.4. Centrales mareomotrices.
También se obtiene energía eléctrica a escala industrial aprovechando el efecto fotoeléctrico, la capacidad de algunos materiales para convertir la energía luminosa en corriente eléctrica. Tan solo hay un tipo de centrales que emplean este sistema:
● Centrales solares fotovoltaicas.Vamos a estudiar más detenidamente cada una de las centrales generadoras de energíaeléctrica.
Centrales hidroeléctricas.La turbina se mueve gracias a un chorro de agua a gran velocidad, aprovechando lossaltos de agua; ya sean:
● Naturales: cascadas, desniveles en los ríos.● Artificiales, construidos en los embalses.
Centrales térmicas.La turbina es movida gracias a un chorro de vapor a presión obtenido calentando agua.Según el origen de la energía empleada para calentar agua, pueden ser:
✔ Térmicas clásicas, también llamadas termoeléctricas. Obtienen la energía de lacombustión de combustibles fósiles (carbón, gas natural, fuel-oil).
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✔ Centrales de biomasa. Obtienen la energía de la combustión de residuosforestales, agrícolas o de los llamados cultivos energéticos (cardo, sordo, colza..)
✔ Centrales de incineración de residuos sólidos urbanos. Obtienen la energía dela combustión de la basura, una vez tratada convenientemente.
✔ Centrales nucleares. Obtienen la energía a través de reacciones de fisión deátomos de uranio.
✔ Centrales termosolares. Calientan el agua concentrando la energía procedentedel sol.
✔ Centrales geotérmicas. Aprovechan el calor procedente del interior de la Tierra.
Centrales eólicas.La turbina es movida gracias a la acción del viento sobre las aspas de un aerogenerador.
Centrales mareomotrices.Funcionan de modo similar a las centrales hidroeléctricas, pero aprovechando lasdiferencias del nivel del mar entre la marea lata y la marea baja.
También entran en esta categoría las centrales que aprovechan el movimiento de las olaspara mover la turbina.
Centrales solares fotovoltaicas.Convierten directamente la energía radiante del sol en energía eléctrica.Para ello se usan células solares fotovoltaicas, que aprovechan el efecto fotoeléctrico, es decir, la capacidad de algunos materiales para convertir la energía luminosa en energía eléctrica.
EL TRANSPORTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA.El transporte de la energía eléctrica forma parte de nuestros paisajes.Una vez producida, la energía eléctrica se transporta desde las centrales hasta nuestros hogares y nuestras industrias.
Una de las grandes ventajas de la energía eléctrica es su facilidad para su transporte, porque “viaja por los cables de la luz”.
Pero para que ese transporte se produzca de la mejor manera, es necesario transformar la corriente eléctrica al salir de las centrales y volver a transformarla al llegar a los centros de consumo.
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1.- Planta generadora de electricidad.Produce unas 26.000 voltios de corrientealterna.
2.- Transformadores. Aumenta el voltaje entre138.000 y 765.000 voltios para compensar laspérdidas por su conducción.
3.- Torres de conducción eléctrica.Transmiten la corriente a través de la rednacional.
4.- Subestaciones. Tienen transformadores parareducir el voltaje hasta un nivel apto para serdistribuida a los consumidores.
Dependiendo del uso que se vaya a dar a la electricidad, hay que reducir el voltaje en mayor o menor grado. No necesita la misma tensión eléctrica una industria que una vivienda.
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Las subestaciones se ocupan de efectuar estos ajustes previos a la distribución final al consumidor.
Ejercicios:
1.- ¿Cual es la forma mas habitual de producir energía eléctrica?
a) Usando un alternador.
b) Usando el efecto fotoeléctrico.
c) Usando los tendidos eléctricos.
2.- ¿Cómo se llama el aparato que convierte la energía cinética en energía eléctrica?
a) Turbina.
b) Transformador.
c) Alternador.
3.- ¿Qué tipo de centrales eléctricas utilizan el efecto fotoeléctrico para producir electricidad?
a) Las centrales hidroeléctricas.
b) Las centrales solares fotovoltaicas.
c) Las centrales solares térmicas.
4.- Si te dicen que una central eléctrica emplea carbón como combustible, ¿de qué tipo de central te están hablando?
a) De una central geotérmica.
b) De una central termosolar.
c) De una central térmica clásica
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TEMA 3.- LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.
La energía es algo intrínseco a cada cuerpo, ya sea sólido, líquido o gas.
ENERGÍA MECÁNICA.
Al principio del bloque vimos dos tipos de energía: cinética y potencial gravitatoria.Ahora vamos a estudiarlas más a fondo.
Energía cinética.La energía cinética de un cuerpo viene asociada al movimiento del mismo, es decir, cuanta mayor sea la velocidad del cuerpo, mayor será su energía cinética.
La fórmula que se nos da la energía cinética es:
2
2cm vE ⋅=
donde:m representa la masa del cuerpo y se mide en kilogramos.
v representa la velocidad a la que se mueve el cuerpo y se mide en metros/segundo (m/s).
La unidad de energía se llama Julio (J)
Ejemplo: la velocidad de un ciclista de 80 kg de masa es de 5 m/s. Determina suenergía cinética.
280 5 80 25 2000 10002 2 2cE Julios⋅ ⋅= = = =
¿Que haremos si la velocidad nos la dan en Km/hora, como es lo normal?La tendremos que pasar a m/s, ¿cómo?, dividiéndola por 3,6
Ejemplo: 72 km/h equivalen a 20 m/s ya que 72 : 3,6 = 20
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La energía es una propiedad que tienen los cuerpos, como lo son la masa y el volumen.
Bloque 7. La energía.
Si lo que queremos es pasar de m/s a km/h, tendremos que realizar la operación contraria, es decir, multiplicar por 3,6.
Vamos a resolver algunos ejercicios para pasar de una unidad a otra.
1.- Escribe en m/s las siguientes velocidades, dadas en km/h.
a) 60 km/h =
b) 130 km/h =
c) 45 km/h =
2.- Escribe en km/h las siguientes velocidades, dadas en m/s.
a) 15 m/s =
b) 7 m/s =
c) 32 m/s =
Resuelve ahora algunos ejercicios de energía cinética.
3.- Un cuerpo necesita una energia cinética de 300 J para alcanzar una velocidad de 10 m/s.Calcula la masa de dicho cuerpo.
4.- ¿A qué velocidad viaja un cuerpo de 100 kg de masa, para tener una energía cinética de 5000 J?
5.- Un coche de 1200 kg de masa viaja a 90 km/h. ¿Cuál es su energía cinética?
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Energía potencial gravitatoria.La energía potencial gravitatoria está relacionada con la altura a la que se encuentra un cuerpo.La expresión matemática de la energía potencial es:
pE m g h= ⋅ ⋅
donde:m representa la masa del cuerpo y se mide en kilogramos
g representa el valor de la “gravedad terrestre” y su valor aproximado es de 9,8
h representa la altura a la que se encuentra el cuerpo y se mide en metros
Ejemplo: un cuerpo de 8 kg de masa está suspendido sobre al suelo a una altura de 3metros. ¿Cuál es su energía potencial?
8 9,8 3 235, 2pE Julios= ⋅ ⋅ =
6.- Calcula la energía potencial que tiene un cuerpo de 100 kg de masa que se encuentra a una altura de 200 metros.
7.- Un cuerpo de 25 kg de masa posee una energía potencial de 350 J. ¿A qué altura seencuentra en ese momento?
8.- Un cuerpo que tiene una energía potencial de 540 J, se encuentra a 5 metros de altura.¿Cuál es la masa de ese cuerpo?
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La suma de la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo se denomina energía mecánica:
Em = Ec + Ep
La energía mecánica de un cuerpo se mantiene constante, siempre que sobre él no actúe ninguna fuerza.
Observa la foto:
Los bañistas de arriba sólo poseen energía potencial, ya que están parados.
Sin embargo, el bañista (o la bañista) que se desliza por el tobogán, pierde energíapotencial pero gana energía cinética, ya que su velocidad aumenta a medida quedisminuye su altura.
En todo momento del recorrido, la energía mecánica del que se desliza se mantieneconstante.
Resumiendo, la energía cinética aumenta en el mismo grado que la energía potencial disminuye.
Aplicando esta propiedad vamos a resolver algunos ejercicios.
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Ejemplo: Desde una altura de 10 metros se deja caer un objeto de 1 kg de masa. Calcula la velocidad con la que llega al suelo.
A 10 m de altura su velocidad es 0-------------------------------0 1 9,8 10 98mE J= + ⋅ ⋅ =
Al llegar al suelo su altura es 0-----------------------------------2 21 0
2 2mv vE ⋅= + =
La energía mecánica se conserva------------2
298 196 196 14 /s2v v v m= → → = =
9.- Lanzamos verticalmente hacia arriba un objeto de 2 kg de masa, con una velocidad inicial de 20 m/s. ¿Cual sera la altura máxima que alcanzará? (al alcanzar la altura máxima, el objeto se detiene).
10.- Un depósito que contiene una masa de 100 kg de agua se encuentra situado a 10 m de altura.a) Calcula su energía potencial gravitatoria
b) Dejamos escapar el agua. Calcula la energía cinética de los 100 kg de agua al llegar al suelo
c) ¿Con qué velocidad llegarán al suelo los 100 kg de agua?
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11.- Calcula la energía cinética de un coche de 1000 kg de masa que viaja a 90 km/h
12.-¿Qué masa tiene un camion que viaja a 90 km/h si su energia cinética es de 900.000 J?
13.- Un ciclista que circula en llano a 60 km/h se encuentra con una cuesta arriba. Si deja de pedalear, ¿hasta que altura podrá subir la bicicleta? (el conjunto de la bicicleta y el ciclista tienen una masa de 70 kg)
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Esto viene a decir que en el Universo hay una determinada cantidad de energía, quees siempre la misma.
La energía va cambiando de forma, pero su cantidad permanece invariable. Entonces:
¿Por qué se dice que la energía se está agotando?
Esto es falso, lo que ocurre es que la energía sufre un proceso de degradación ypierde su capacidad de transformarse en energía útil.
Una estufa consume una cierta cantidad de energía eléctrica y la transforma enenergía térmica. Esta se esparce en el ambiente y pierde su capacidad para transformarse en otro tipo de energía útil para el ser humano, pero esto no significa que desaparezca.
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El calor, una forma de transferencia de energía.
El calor es una forma de transferencia de energía entre los cuerpos.
Los cuerpos no poseen calor.
Para que se se transfiera energía en forma de calor deben darse las siguientes condiciones:
● Tiene que haber al menos dos cuerpos.● Los cuerpos no pueden estar aislados térmicamente.● los cuerpos deben estar a diferente temperatura.
En cualquier intercambio energético, la cantidad de calor que se absorbe es igual a lacantidad de calor que se cede.
Su valor viene dado por la expresión:
( )f i eQ m T T C= ⋅ − ⋅donde:
m es la masa del cuerpo. Se mide en kilogramos (kg)
(Tf – Ti) es la diferencia entre la temperatura final y la temperatura inicial del cuerpo. Se mide en grados centígrados (º C)
Ce es el calor específico. Es una propiedad específica de cada sustancia. Se define como la cantidad de calor que hay que proporcionar a un kg de una sustancia para elevar su temperatura en 1º C. Se mide en julios/kilogramo (J/kg).
La unidad utilizada para medir la cantidad de calor es el julio, ya que se trata de una forma de energía.
También se suele utilizar una unidad llamada caloría (cal), cuya equivalencia con el julio es:
1 cal = 4,18 J
En el contenido energético de los productos alimenticios se utiliza la kilocaloría (kcal) que es equivalente a 1000 calorías.
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La siguiente tabla recoge el calor específico de algunas de las sustancias más comunes.
SUSTANCIA CALOR ESPECÍFICO
Agua 4180
Etanol 2300
Aluminio 920
Cobre 418
Hierro 460
Oro 125
Vidrio 840
Aire 1003
Cuanto mayor sea el calor específico de una sustancia, más calor necesitará para alcanzar una cierta temperatura.
Ejemplo: Determina la cantidad de calor que hay que proporcionar a 1 kg de aguapara que suba su temperatura desde 20º C hasta 100º C.
Q = 1× (100 - 20) × 4180 = 1× 80× 4180 = 334400 J
14.- Determina la cantidad de calor que hay que proporcionar a 2 kg de cobre para pasarlo de 20º C a 60º C
15.- ¿Qué cantidad de calor debes aportar a 2 kg de agua para que su temperatura pase de 12ºC a 16ºC?
16.- ¿Qué cantidad de calor desprenden 500 gramos de agua al enfriarse desde 100ºC a 0º C?
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17.- ¿Qué temperatura alcanzan 100 gramos de cobre a 15º C al absorber 1800 J de calor?
18.- Averigua el calor que debe absorber un bloque de hielo de 800 gramos a 20º C bajo cero, para que se funda y el agua alcance una temperatura de 15º C
Potencia y energía.
La potencia es una magnitud que relaciona la energía consumida por un objeto y eltiempo empleado en ese consumo.
En forma matemática, se expresa así:
EPt
=
La unidad de potencia en el Sistema Internacional es el vatio (w). Un múltiplo de este es muy utilizado en la práctica. Nos referimos al kilovatio (1 kw = 1000 w).
Una unidad de energía familiar a todos nosotros es la que aparece en la factura de la luz,el kilovatio hora (kwh).
Esta unidad se utiliza para medir la energía eléctrica consumida en una vivienda, ya queel julio resulta muy pequeño.
1 kwh = 1000 w · 3600 s = 3600000 J
Es evidente que un electrodoméstico consumirá más energía si tiene más potencia. Unabombilla de 100 vatios consumirá más que una de 60 vatios, pero lo ideal es instalarbombillas de bajo consumo, ya que con una potencia de 12 vatios tienen un rendimientoenergético muy superior. Además, estas bombillas no se calientan tanto como lastradicionales, con lo que no contribuyen al calentamiento global atmosférico.
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Bloque 7. La energía.
Ejemplo: Un motor eléctrico desarrolla una potencia de 5 kw y está funcionandodurante 4 horas. ¿Qué energía ha necesitado?
Teniendo en cuenta que E = P · t, tenemos que:
E = 5 kwh · 4 h = 20 kwh
19.- Una familia usa los siguientes electrodomésticos el tiempo indicado:
Una radio de 20 vatios de potencia, durante 5 horas.
Una bombilla de 60 vatios, durante 30 horas.
Una lavadora de 3000 vatios, durante 3 horas.
Un televisor de 300 vatios, durante 10 horas.
Una aspiradora de 1000 vatios, durante 2 horas.
a) Calcula la potencia de cada electrodoméstico expresada en kilovatios.
b) Calcula la energía total consumida por el conjunto de los electrodomésticos.
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