Energias

La energía y su transformación ¿Qué es la energía? ¿Cómo la podemos medir? ¿De qué tipo puede ser? ¿Cómo se transforma? Antonio Vives

Conocimientos preliminares Antes de pasar a ver que es la energía y como se transforma conviene dar un repaso a los sistemas de unidades. Existen tres sistemas básicos de unidades en cada uno de ellos las unidades de las magnitudes fundamentales son diferentes. Las magnitudes fundamentales son a partir de las cuales se obtiene todas las demás y estas son: Longitud Masa Tiempo Los sistemas de unidades son: segundo s Unidad técnica de masa UTM metro m Sistema Técnico segundo s Kilogramo Kg metro m Sistema Internacional segundo s gramo g centímetro cm CGS Tiempo Masa Longitud Sistema

Conocimientos preliminares De las magnitudes fundamentales básicas aparecen las derivadas, que dentro de cada uno de los sistemas tienen un nombre. Las magnitudes derivadas aparecen a partir de la formula de cada una de ellas. 1kgm=9,8W=9,8·10 7 ergios/s Kgm/s J/s Watios Ergio/s P=W/t Potencia 1kp·m=9,8 julios 1julio=10 7 ergios Kp·m Kilogrametro N·m Julio dina·cm Ergio W=F·e Trabajo Energía 1kp=9,8N=9,8·10 5 dinas UTM·m/s 2 kilopondio Kg·m/s 2 Newton g·cm/s 2 Dinas F=m·a Fuerza m/s 2 m/s 2 cm/s 2 a=v/t Aceleración 1m/s=100cm/s m/s m/s cm/s v=e/t Velocidad Equivalencia ST SI cgs Formula unidad

La energía y sus unidades La ENERGIA es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Las unidades como hemos visto son: CGS: Ergio (dina·cm) SI: Julio (N·m=W·s) ST: Kilogrametro (kp·m) Existen otras unidades de energía como: Caloría: Es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado (de 14,5 a 15,5ºC) un gramo de agua apresión atmosférica. 1cal=4,18J ; 1J=0,24 cal kWh: Es la energía consumida por un máquina de 1kW que esta funcionando una hora. 1kWh=1000Wh

Formas de manifestarse la energía La energía se puede manifestar de seis formas distintas: Mecánica Eléctrica Térmica Química Radiante electromagnética Nuclear

Energía mecánica La energía mecánica es la que posee o puede poseer un cuerpo debido al movimiento que tiene o que puede tener, por tanto será la suma de la energía debida a su movimiento (ENERGÍA CINETICA) más la que posee por estar a una determinada altura (ENERGÍA POTENCIAL). La energía cinética es la debida al movimiento de un cuerpo y viene dada por: Ec = ½ mv 2 La energía Potencial esa la que tiene un cuerpo por estar a una determinada altura y se determina por: Ep=mgh Por tanto la Em=Ec+Ep Se debe de tener en cuenta que la energía mecánica es siempre constante y si dejamos caer un objeto desde una determinada altura al perder energía potencial debido a la altura lo que hace es ganar energía cinética debido a que su velocidad aumenta.

Energía calorífica o térmica Es la energía que pueden liberar los cuerpos en forma de calor, se puede transmitir de tres formas diferentes: Conducción: Por contacto directo entre dos cuerpos: Q= ( λ /d)·s·(Tf-Ti)·t Convección: Se requiere de un fluido intermedio para transmitir el calor. Al calentarse los fluidos pierden densidad y se mueven produciendo un trasiego de calor entre la partículas. Q= α ·s·(Tf-Ti)·t Radiación: Todos los cuerpos con temperatura superior a 0 K emiten radiación electromagnética , siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. La cantidad de calor será: Q=c·s·[(T2/100) 4 -(T1/100) 4 ]·t

Energía química Es la que se produce al darse una reacción química entre dos elementos. Existen diversos tipos de reacciones químicas, nos vamos a centrar en la producida por al combustión. Donde: Pc=Poder calorífico Q=Pc·m m=masa Fotosíntesis Combustión Corriente eléctrica

Energía nuclear Es la propia que tiene la materia y hace que los núcleos átomos se mantengan unidos. Si conseguimos unir (Fusión) o separar (Fisión) los elementos del núcleo de los átomos se liberará gran cantidad de energía. E=m·c 2 c=velocidad de la luz 3·10 8 m/s

Acumulación de energía en los cuerpos Los cuerpos son capaces de almacenar energía y estos lo hacen en forma de calor. La cantidad e energía almacenada por un cuerpo al variar su temperatura viene dada por: Q=Ce·m·(Tf-Ti) Ce=Calor especifico

Energía eléctrica Es una de las formas de energía más empleada y es la forma en ala que se transforman las demás energías para ser transportadas y empleadas. La energía eléctrica antes de su utilización es transformada en otro tipo, como a mecánica (motores), a lumínica (lámparas) o calorífica (estufas). La energía eléctrica se transporta desde las centrales hasta los puntos de consumo. La potencia eléctrica viene dada por: P=VxI = Watios V (Voltios) Donde V=IxR I (Amperios) R (Ohmios) La energía eléctrica será: E=Pxt

Transformación de la energía El primer principio de la termodinámica dice que la energía ni se crea ni se destruye, sino que se transforma ∆ E=Q - W

Rendimiento de una máquina Se entiende por rendimiento de una máquina como la relación que existe entre la energía que le suministramos y la que realmente se aprovecha, para lo que ha sido diseñada la máquina. El rendimiento nunca podrá ser mayor que 1 es decir mayor del 100%

Ahorro de energía Existen muchas formas de ahorrar energía, pero que estén en nuestras manos solo unas pocas, pero debemos ser racionales con su uso colaborando en: Aislar paredes y techos. No dejar elementos eléctricos en marcha de forma innecesaria. Emplear elementos elevada eficiencia energética. Hacer un uso racional de la calefacción (20 o 21ºC) en invierno y el aire acondicionado (26º C) en verano. Hacer un uso coherente del agua. Utilizar el transporte público. Etc.

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