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Energía

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Energía

  1. 1. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 año ENERGÍAEs la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un cambio o trabajo. Existen dos formas:ENERGÍA POTENCIAL: Es la energía de todo cuerpo inmóvil, por el hecho de estar ocupando unaposición o altura o condición que le permita efectuar un trabajo en determinado momento. Quecuerpos tienen este tipo de energía?: Un resorte, un arco para lanzar flechas, una piedra. Se mide 2 2en julios (kg x m / s ). Ep = m x g x h masa x fuerza de gravedad x alturaENERGÍA CINÉTICA: Es aquella a la que un cuerpo posee cuando está en movimiento. Es larelativa al movimiento de los cuerpos. Podemos tomar como ejemplos, el martillo, en sumovimiento para golpear un clavo, la piedra en su recorrido por el aire después de haber sidolanzada, el agua, una bala, una pelota (balón). La energía cinética será mayor cuanta mayorvelocidad lleve el objeto. 2 Ec = m x v masa x velocidad al cuadrado dividida entre dos. 2En todas las transformaciones de energía se cumple el principio de conservación de la materia yde la energía, la cual dice: “LA MATERIA NO SE CREA NI SE DESTRUYE SOLO SETRANSFORMA”Existen diversas trasformaciones de la energía, entre ellas tenemos: ENERGÍA NUCLEAR O ATÓMICA: Es aquella producida por ladesintegración o unión de los átomos. Este tipo de energía se vautilizando cada vez por los países desarrollados, para producirelectricidad. es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones nucleares de fisión y de fusión, ejemplo: la energía del uranio, que se manifiesta en los reactores nucleares.  ENERGÍA GEOTÉRMICA: Es la producida por los movimientos y procesos que ocurren dentro de la Tierra. Ejemplo los volcanes. ENERGÍA BIOMÁSICA: Se obtiene de la materia orgánica en descomposición.  ENERGÍA ELÉCTRICA: Energía que fluye a través de un conductor, es la producida por la electricidad, causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, 1
  2. 2. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 añofundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La transportada por la corrienteeléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla. ENERGÍA MUSCULAR: Es la energía almacenada en las células de los músculos de nuestrocuerpo.  ENERGÍA EÓLICA: Es la energía que se obtiene por la acción de los vientos, como por ejemplo los molinos para la extracción de agua.  ENERGÍA HIDRÁULICA: Es la energía producida por el movimiento del agua. Hoy día el oleaje marino,también se está usando para producir energía eléctrica.  ENERGÍA MECÁNICA: La energía mecánica es aquella energía en movimiento, ya sea que está en acción o que se encuentre en reposo o almacenada.  ENERGÍA QUÍMICA: Es aquella que desarrollan algunas sustancias, como consecuencia de una reacción química. Ejemplos: los combustibles y los alimentos. ENERGÍA BIOQUÍMICA: Es la que se produce por unatransformación química de materia orgánica, debido a la acción de ciertos microorganismos.Ejemplos: fermentación y putrefacción.  ENERGÍA CALÓRICA: Es producida por el calor, o sea por el movimiento de las moléculas de los cuerpos. Cantidad de energía cinética contenida en las moléculas de un cuerpo. ENERGÍA LUMINOSA o RADIANTE: Se produce por las ondaselectromagnéticas, como la luz, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioletas, los rayos X ylas ondas de radio y televisión. Proviene de la energía solar, se encuentra en la base decasi todas las formas de energía actualmente disponibles: la madera y los alimentosproceden directamente de la energía solar; los combustibles fósiles corresponden a unalmacenamiento de energía de duración muy larga, cuya fuente es igualmente el sol: se trata deproductos de transformación de organismos que vivieron hace millones de años para llegar alpetróleo, al gas o al carbón. ENERGÍA ELECTRÓNICA: Es la energía que se produce cuando los electrones fluyen por un conductor de electricidad.  ENERGÍA SONORA: Es aquella producida por un fenómeno ondulatorio de un tipo especial de ondas longitudinales llamadas ondas sonoras o es producida por las vibraciones de algunos cuerpos 2
  3. 3. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 añoIMPORTANCIA DE LA ENERGÍA: La energía juega un papel importante en diferentes procesosquímicos ya que participa en las reacciones químicas, biológicos como en el funcionamiento de lacélula, en el comportamiento de las plantas y animales y físicos, en la transmisión de ondas deradio, al igual que la propagación de todo tipo de ondas.Hoy día participa en todas las actividades humanas como son el transporte, la producción de todaclase de bienes, el calentamiento y fundición de materiales, el enfriamiento de alimentos, en laevaporación de sustancias, de diversos procesos industriales, en el funcionamiento de industrias yde aparatos domésticos, en fin participa en gran cantidad de dispositivos creados por el serhumano para hacer la vida más placentera.Algunos usos que se pueden citar son: energía eléctrica (en las casa, las fábricas, entre otras),energía química (baterías, derivados de petróleo para los transportes, etc), energía nuclear(algunos tratamientos médicos), energía potencial (obtención de electricidad a partir de caídas deagua).Debido a las problemáticas mundiales referentes al petróleo, la basura, la electricidad, ladeforestación y los cambios climáticos entre otros, han provocado que el estudio de la energía, lasdiversas fuentes, su uso y las consecuencias del mismo haya tomado gran auge.USO RACIONAL DE LA ENERGÍA: Es necesario usar estas fuentes de energía en forma racional,pues ser a la vez causa de contaminación.En nuestro país es de suma importancia evitar la deforestación, para proteger las cuencashidrográficas que nos suplen energía hidráulica que se transforma en eléctrica. Además serecomienda usar luces fluorescentes en lugar de las incandescentes, pues consumen menosenergía. Por otra parte, puesto que la utilización de combustibles derivados del petróleo haocasionado gran contaminación ambiental, hoy en día se han ido buscando sustitutos para loscombustibles tradicionales (energía hidráulica, energía geotérmica, energía solar, energíaelectromagnética y en algunos países, energía nuclear). FUENTES Y TIPOS DE ENERGÍA Fuente Tipos de energíaSol Solar Luminosa y calor Calor y luzViento Eólica Mecánica, eléctrica Movimiento y electricidadCarbón, petróleo, gas De combustión de Luminosa, química, Calor, luz y reacciónnatural fósiles eléctrica y calor. químicaCaídas de agua Hidráulica Mecánica (potencial y Movimiento cinética)Desechos orgánicos Biomásica Lumínica y calor Calor y luzCalor de la Tierra Geotérmica Eléctrica ElectricidadÁtomos Nuclear y atómica Eléctrica ElectricidadOlas del mar Marítima Mecánica MovimientoReacciones químicas Química Química, eléctrica y Reacción química y calor. electricidadSonido Sonora Mecánica y sonora Movimiento y sonidoFIBRA ÓPTICA, es un conductor de ondas en forma de filamento o cable, generalmente de vidrio,aunque también puede ser de materiales plásticos u otro material transparente con un índice de 3
  4. 4. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 añorefracción alto, que se emplea para transmitir luz. Normalmente la luz es emitida por un láser o unLED.Aplicaciones: Su uso es muy variado, desde comunicaciones digitales, pasando por sensores yllegando a usos decorativos, como árboles de navidad, veladores y otros elementos similares.- Industria: Detectar anomalías en máquinas mediante sensores de tensión, temperatura, presión yotros parámetros. Para inspeccionar el interior de turbinas. Cortar y taladrar materiales.- Medicina: Explorar, en forma visual, las cavidades internas del cuerpo humano, medianteaparatos como gastroscopios, rectoscopios, endoscopios, para efectuar cirugías, transmisión deimágenes.- Aviación: Los giroscopios ópticos que usan en el Boeing 767, que utilizan sensores en las tareasde vigilancia y estabilización en la navegación.- Telecomunicaciones: Conducir miles de mensajes telefónicos en forma simultánea. Permite elacceso a Internet de manera rápida y eficiente. Redes locales.- Meteorología: Se utilizan como hidrófonos para los sismos o aplicaciones de sónar.- Hogar: Para usos decorativos incluyendo iluminación, árboles de Navidad.LÁSER: Significa en español dispositivo de amplificación de luz por emisión estimulada deradiación. Consiste en un dispositivo electrónico que produce una línea de luz de gran intensidad,lo que hace que la luz pueda ser extremadamente intensa, muy direccional y con una gran purezade color (frecuencia), que va desde el infrarrojo hasta los rayos X. Los máseres son dispositivossimilares para microondas. Descubierta por Theodore Maiman, en 1960.Según el medio que emplean, los láseres suelen denominarse de estado sólido, de gas, desemiconductores o líquidos.Aplicaciones: incluyen campos tan dispares como la electrónica de consumo, las tecnologías de lainformación (informática), análisis en ciencia, métodos de diagnóstico en medicina, así como elmecanizado, soldadura o sistemas de corte en sectores industriales y militares.- Industria: Se emplea para soldar piezas grandes de metales duros, para taladrar diamantes,modelar máquinas y herramientas, recortar componentes microelectrónicos, calentar chipssemiconductores. También hace posibles fotografías de alta velocidad y en relieve. En laconstrucción de carreteras y edificios para alinear las estructuras. En el proceso de fabricación degrabar un DVD o CD o marcar metales, plásticos y vidrio. En la fabricación de circuitos integrados,la lectura de códigos de barras o el trabajo con materiales industriales, en las impresoras de losordenadores, en grabación de imágenes en tres dimensiones, la lectura de discos compactos.Los Diodos láser, se usan en punteros láser, impresoras láser, y reproductores de CD, DVD, Blu-Ray, HD-DVD.- Investigación científica: Para detectar los movimientos de la corteza terrestre y efectuar medidasgeodésicas, detectores de ciertos tipos de contaminación atmosférica, determinar con precisión ladistancia entre la Tierra y la Luna y en experimentos de relatividad.- Comunicaciones: En las redes de comunicaciones, comunicaciones espaciales, para lacomunicación terrestre, en sistemas telefónicos y redes de computadoras. También para registrar 4
  5. 5. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 añoinformación con una densidad muy alta. En las tecnologías de exhibición de imágenes,telecomunicaciones, en comunicaciones ópticas de datos y redes ópticas.- Medicina: En la limpieza de la luz de las arterias, la disgregación de cálculos renales o laeliminación de cataratas, por medio de bisturís láser cortar y cauterizar ciertos tejidos, para ‘soldar’la retina, perforar el cráneo, reparar lesiones, cauterizar vasos sanguíneos, quitar manchas de losdientes, vaporizar tumores cancerígenos, operaciones de columna vertebral, oídos, piel, realizarpruebas de laboratorio en muestras biológicas pequeñas.- Ingeniería: En el trazado de carretera, puentes.- Tecnología militar: Los sistemas de guiado por láser para mísiles, aviones y satélites, fabricaciónde armas nucleares.- Construcción: Como guía en el tendido de tuberías, para definir techos o paredes completamenteplanos en los trabajos de construcción o para medir distancias.- Telefonía: Transportar señales con mayor efectividad que los cables convencionales.ENERGÍA SOLAR O RADIANTEEs aquella que proviene del aprovechamiento directo de la radiación del sol, y de lacual se obtiene calor y electricidad.Los beneficios que da la energía solar están: producción de alimento, regulación dela temperatura, control del ciclo reproductivo, absorción de nutrientes.Aplicaciones: podríamos citar cientos, comenzando por los hogares: acondicionamiento deaire, calefacción, potabilización y calentamiento del agua, hornos y cocinas solares, etc.- Industria: Secado de granos, como café y el cacao. Sistemas de calefacción. Regulación de latemperatura del agua para piscinas, peceras, estanques de cultivo, jacuzzis, duchas, lavamanos,entre otros. Producción de electricidad mediante paneles solares llamadas células fotovoltaicas.- Hogar: Secado de ropa, iluminación de habitaciones, cuidado de las habitaciones. Cuidado de lasplantas ornamentales.Ventajaso La producción energética neta útil es de moderada (sistemas activos) a elevada (sistemas pasivos).o La tecnología esta bien desarrollada y puede instalarse con rapidez.o Es energía no contaminante. No hay emisión de dióxido de carbono a la atmósfera y los impactos ambientales por la contaminación de aire y agua son bajos.o Proviene de una fuente de energía inagotable.o Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (campo, islas), o es dificultoso y costoso su traslado (conviene a mas de 5 Km).o Los sistemas de captación solar son de fácil mantenimiento.o El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando (el costo de los combustibles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez hay menos). 5
  6. 6. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 añoDesventajas.o Requiere gran inversión inicial. Los costos iniciales desalientan a los compradores.o El nivel de radiación fluctúa de una zona a otra y de una estación del año a otra, en nuestra zona varía un 20% de verano a invierno).o Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno.o Se debe complementar este método de convertir energía con otros.o Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados, (energía que no se aprovechara para desarrollar actividad agrícola o industrial, etc.).Medidas de prevención:o Evitar exponerse a las radiaciones solares de las 10 de la mañana a 3 de la tarde, ya que estasradiaciones por ser tan fuertes pueden causar daños en la piel, hasta provocar cáncer.o Protegerse con filtros o bloqueadores solares y bronceadores, para evitar estas quemaduras.Energía solar fuente de vida en el planetaCada punto de la superficie solar emite radiaciones hacia el espacio en todas direcciones. Del totalde la energía solar, apenas llega a la Tierra una pequeña parte, más de la mitad de esa energía esreflejada por la atmósfera. Lo más importante es que casi toda la energía que disponemos es deorigen solar.La energía solar es indispensable para la existencia y el mantenimiento de la vida en la Tierra,bastaría con hablar de procesos como la fotosíntesis y el ciclo del agua, sin los cuales la vida esinconcebible.También es responsable de otras fuentes de energía, el movimiento de convección del aire oenergía eólica y la energía bioquímica de los bosques (alimentos y combustibles) entre otras soloson posibles a partir de los efectos del Sol como fuente de energía.A nivel doméstico se utiliza para calentar y purificar agua por medio del proceso de destilación.Para generar un sistema de calefacción interno de las casas y para construir hornos especiales,llamados hornos solares.Efectos de las radiaciones solares en las personas:Insolación: Malestar o enfermedad interna producida por una exposición excesiva a los rayossolares.Golpe de calor: El golpe de calor se produce por el exceso de sudoración: con el sudor se pierdensales minerales en grandes cantidades. El control de la temperatura corporal por el sistemanervioso central también se altera y en consecuencia se detiene la sudoración. En el golpe decalor, la piel está seca, caliente y enrojecida; el pulso es más intenso y rápido; la persona estámareada, confusa y aturdida.El agotamiento por calor es otro proceso más leve en el que, tras una exposición prolongada al sol,la persona se marea, y presenta náuseas y fatiga. A pesar de que la temperatura corporal esnormal o incluso baja, la sudoración continúa.El golpe de calor y el agotamiento por calor se previenen evitando realizar actividades físicasintensas cuando la temperatura exterior es demasiado elevada, e incrementando la ingesta delíquidos y sales minerales cuando se den esas condiciones. 6
  7. 7. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 año TRABAJO: Trabajo es el producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento recorrido, en la misma dirección. Se dice que se realizó un TRABAJO cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo y lo desplaza una cierta distancia. Solo se realiza trabajo si logramos desplazar un cuerpo aunque sea un milímetro, pero si tardamos horas aplicando una fuerza para mover un objeto y éste no se desplaza o la fuerza fue insuficiente, no habremos realizado trabajo alguno.Ejemplo: al levantar una piedra, mover un automóvil, sacar agua deun pozo se esta trabajando, pero al empujar una pared o levantar unbulto sin lograrlo no se realizó trabajo solo esfuerzo.FÓRMULA: W = F x d W = Trabajo. F = fuerza. d = desplazamiento.UNIDADES DE TRABAJO: La unidad de medida de trabajo en el S.I. es el Joule, su símbolo es J,que equivale a: kg x _m_ x m ó N x m 2 sLos kilogramos por metros entre segundos cuadrados provienen de la fuerza y los metros losaporta el desplazamiento.CÁLCULOS DE TRABAJO:1- El trabajo en julios para desplazar un cuerpo 14 m al aplicar una fuerza de 20 N equivale aPLANTEO OPERACIONESF = 20 ND = 14 m W=FxdW= ? W = 20 N x 14 m W = 280 JR/ El trabajo realizado es de 280 J.2- ¿Cuánto trabajo en Joules deberá hacer un ratón de 200 g, para subir las gradas de una casa 2de 2 m de alto? Suponga que g = 9.8 m/s . 7
  8. 8. Colegio Nocturno Ciudad NeilyProfesora: Virginia Vargas BolañosNivel: 7 añoPLANTEO OPERACIONES 2 2g = 9.8 m/s . F = 200 g x 9.8 m/s .m = 200 g 2d=2m F =_200_ g x 9.8 m/s .W=? 1 000F=mxa 2 F = 0.200 kg x 9.8 m/s . F = 1.96 N W=FxdR/ El trabajo realizado es de 3,92 J. W = 1.96 N x 2 m W = 3.92 J3. Sobre un cuerpo se aplica una fuerza de 15 N y se desplaza 6 metros; el trabajo necesario esequivalente aPLANTEO OPERACIONESF = 15 N W=Fxdd=6m W = 15 N x 6 mW=? W = 90 JR/ El trabajo realizado es de 90 J. 8

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