LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN

LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN Sistema de unidades Unidades de Energía Formas de manifestación de la Energía Transformaciones de la Energía Ahorro energético ENERGÍA : capacidad de un cuerpo para realizar un efecto útil llamado TRABAJO

Sistema de unidades

Unidades de Energía

Formas de manifestación de la Energía

Transformaciones de la Energía

Ahorro energético

1. Sistema de unidades

2. Unidades de energía Sistema cegesimal: Ergio (Erg)= Dina.cm Sistema internacional: Julio (J) = N.m = W.s Sistema técnico: Kilográmetro (Kg.m) Otras unidades: Caloría kWh

Sistema cegesimal:

Ergio (Erg)= Dina.cm

Sistema internacional:

Julio (J) = N.m = W.s

Sistema técnico:

Kilográmetro (Kg.m)

Otras unidades:

Caloría

kWh

CALORÍA (cal) : cantidad de calor que es necesario suministrar a 1 gramo de agua para que su temperatura aumente 1 ºC. 1 Cal = 4’18 J

CALORÍA (cal) : cantidad de calor que es necesario suministrar a 1 gramo de agua para que su temperatura aumente 1 ºC.

1 Cal = 4’18 J

KILOVATIOHORA (kWh): trabajo o energía cedida o consumida por una máquina eléctrica de potencia 1 kW que está funcionando durante una hora. 1 kWh = 1000 W.h = 1000 W. 3600 s Y puesto que 1 J = 1 W.s, 1 kWh = 1000 x 3600 = 3.6 x 10 6 J

KILOVATIOHORA (kWh): trabajo o energía cedida o consumida por una máquina eléctrica de potencia 1 kW que está funcionando durante una hora.

1 kWh = 1000 W.h = 1000 W. 3600 s

Y puesto que 1 J = 1 W.s,

1 kWh = 1000 x 3600 = 3.6 x 10 6 J

3.Formas de manifestación de la energía Energía mecánica Cinética Potencial Energía calorífica Conducción Convección Radiación Energía química Energía nuclear Fisión Fusión Energía eléctrica

Energía mecánica

Cinética

Potencial

Energía calorífica

Conducción

Convección

Radiación

Energía química

Energía nuclear

Fisión

Fusión

Energía eléctrica

Energía mecánica Es la energía relacionada con el movimiento, y se obtiene al sumar la energía cinética y la potencial. Energía cinética Ec : relacionada con la capacidad que tienen los cuerpos de producir trabajo debido a su masa y a su velocidad. Energía potencial Ep : relacionada con la capacidad que tienen los cuerpos debido a la posición (altura) a la que se encuentren, o a la deformación que sufran (E. potencial elástica)

Es la energía relacionada con el movimiento, y se obtiene al sumar la energía cinética y la potencial.

Energía cinética Ec : relacionada con la capacidad que tienen los cuerpos de producir trabajo debido a su masa y a su velocidad.

Energía potencial Ep : relacionada con la capacidad que tienen los cuerpos debido a la posición (altura) a la que se encuentren, o a la deformación que sufran (E. potencial elástica)

Energía calorífica o térmica Es la energía asociada a la producción o desprendimiento de calor. La transmisión del calor puede ser por: Conducción: la energía del cuerpo de mayor tº pasa al de menor tº por efecto de choques moleculares. Convección: un fluido caliente asciende debido a su menor densidad. Radiación: mediante ondas electromagnéticas

Es la energía asociada a la producción o desprendimiento de calor.

La transmisión del calor puede ser por:

Conducción: la energía del cuerpo de mayor tº pasa al de menor tº por efecto de choques moleculares.

Convección: un fluido caliente asciende debido a su menor densidad.

Radiación: mediante ondas electromagnéticas

Q: calor absorbido o desprendido en cal. C e : calor específico del cuerpo en cal/g m: masa en gr Δ T: variación de temperatura T f y T i : temperaturas final e inicial en ºC Q = C e .m. Δ T = C e .m.(T f -T i ) Cantidad de calor que desprende o que recibe un cuerpo : Calor específico: cantidad de calor que es necesario añadir a 1 kg de ese cuerpo para elevar 1 ºC su temperatura

Q: calor absorbido o desprendido en cal.

C e : calor específico del cuerpo en cal/g

m: masa en gr

Δ T: variación de temperatura

T f y T i : temperaturas final e inicial en ºC

Calor específico de algunos materiales

Energía química Es la liberada en forma de calor durante una combustión. Pc: poder calorífico del material (kcal/m 3 o kcal/kg) m: masa en kg V:volumen en m 3 Pc real = Pc. p. [273/(273 + T)] donde p: presión del combustible en atm y T: temp en ºC Q = Pc. m Q = Pc. V Materiales sólidos y líquidos: Combustibles gaseosos en condiciones de 1 atm y 0ºC: Combustibles gaseosos en otras condiciones:

Es la liberada en forma de calor durante una combustión.

Pc: poder calorífico del material (kcal/m 3 o kcal/kg)

m: masa en kg

V:volumen en m 3

Pc real = Pc. p. [273/(273 + T)] donde p: presión del combustible en atm y T: temp en ºC

Poder calorífico de algunos combustibles

Energía nuclear Relacionada con las transformaciones de núcleos atómicos. Fisión: liberada mediante la rotura de un átomo de uranio o plutonio. La masa resultante disminuye . Fusión: liberada mediante la unión de un núcleo de deuterio con otro de tritio, formando helio. La masa resultante aumenta . E: energía liberada m: masa de materia transformada c: velocidad de la luz E = m. c 2

Relacionada con las transformaciones de núcleos atómicos.

Fisión: liberada mediante la rotura de un átomo de uranio o plutonio. La masa resultante disminuye .

Fusión: liberada mediante la unión de un núcleo de deuterio con otro de tritio, formando helio. La masa resultante aumenta .

E: energía liberada

m: masa de materia transformada

c: velocidad de la luz

Energía eléctrica Es la energía asociada a la acumulación o flujo de cargas eléctricas. P: potencia en W t: tiempo en segundos V: Voltaje en Voltios I: Intensidad en Amperios E = P. t = V. I. t

Es la energía asociada a la acumulación o flujo de cargas eléctricas.

P: potencia en W

t: tiempo en segundos

V: Voltaje en Voltios

I: Intensidad en Amperios

4. Transformaciones de la energía Primer principio de la Termodinámica : La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Primer principio de la Termodinámica : La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Segundo principio de la Termodinámica : En un sistema, no toda la energía puede ser transformada de una forma en otra. Parte de ella se disipa en forma de calor (E. térmica) Rendimiento de una transformación

Segundo principio de la Termodinámica : En un sistema, no toda la energía puede ser transformada de una forma en otra. Parte de ella se disipa en forma de calor (E. térmica)

Rendimiento de una transformación

Rendimiento de una máquina Es la relación entre el trabajo útil obtenido, y la energía suministrada para obtenerlo. Trabajo útil η (%)= . 100 Energía suministrada Ej: placa solar, η = 15%; motor de explosión, η = 25%; dinamo, η = 90%

Es la relación entre el trabajo útil obtenido, y la energía suministrada para obtenerlo.

5. Ahorro energético La utilización racional de la energía supone: Mejorar la eficiencia energética. Utilizar técnicas de ahorro energético en los sistemas tecnológicos. Implicación del sector industrial

La utilización racional de la energía supone:

Mejorar la eficiencia energética.

Utilizar técnicas de ahorro energético en los sistemas tecnológicos.

Implicación del sector industrial

Eficiencia energética Representa el rendimiento energético η Mejorando la eficiencia energética, reducimos el consumo de energía.

Representa el rendimiento energético η

Mejorando la eficiencia energética, reducimos el consumo de energía.

Técnicas de ahorro energético Necesarias en Campos de actuación: Innovación tecnológica mejora del η de los procesos Aislamiento térmico de los edificios Ahorro de combustible en el transporte (mejorar diseño) Ahorro de energía eléctrica (ej: sustitución de equipos por otros de mayor eficiencia) Recuperación de energías residuales : Cogeneración la vivienda el transporte la industria

Necesarias en

Campos de actuación:

Innovación tecnológica mejora del η de los procesos

Aislamiento térmico de los edificios

Ahorro de combustible en el transporte (mejorar diseño)

Ahorro de energía eléctrica (ej: sustitución de equipos por otros de mayor eficiencia)

Recuperación de energías residuales : Cogeneración