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La energía y su transformación
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  • 1. Unidad 1 1º BACHILLERATO
  • 2. Sistema de unidades:
  • 3. CONCEPTO DE ENERGÍA Y SUS UNIDADES  La energía se define como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Unidades de energía Sistema Cegesimal (CGS) Internacional (SI) Técnico (ST) Ergio (dina·cm) Julio (N·m) Kilográmetro (Kp·m) Trabajo que realiza una fuerza de 1 dina al desplazar su punto de aplicación 1cm en su misma dirección. Trabajo que realiza una fuerza de 1 Newton al desplazar su punto de aplicación 1m en su misma dirección. Trabajo que realiza una fuerza de 1 kilopondio al desplazar su punto de aplicación 1m en su misma dirección. Otras unidades: Caloría: Es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado de temperatura (para pasar de 14,5 °C a 15,5 °C) un gramo de agua, a presión atmosférica normal (nivel del mar). Se emplea mucho cuando se habla de energía térmica. La fórmula que relaciona la temperatura adquirida por una masa de agua y el calor absorbido es: Q = m (Tf –Ti), donde m está expresado en gramos, las temperaturas en °C y el calor Q en calorías. La equivalencia entre calorías y julios es: 1 cal = 4,18 J. KWh: Indica el trabajo o energía desarrollada (cedida) o consumida por un ser vivo o máquina, que tiene una potencia de 1 kW y está funcionando durante una hora. Un submúltiplo es el vatio hora (Wh) 1 kWh = 1 000 Wh. Esta unidad es masivamente empleada en máquinas eléctricas y para indicar consumos eléctricos (contadores).
  • 4. Formas de energía
  • 5. Energía mecánica
  • 6. Energía calorífica o térmica  Transmisión del calor por conducción Q = (λ/d) S (Tf –Ti) t Coeficiente de conductividad térmica (λ) de algunos materiales. Material λ (kcal/mhºC) Metales puros: Aluminio: 197 Cobre: 378 Hierro: 60 Mercurio: 7,2 Níquel: 72 Plata: 360 Aleaciones: Acero: 12,5 Bronce: 36 Cromoníquel: 16 Duraluminio: 130 Latón: 94 Otros materiales: Ladrillo: 0,33 Hormigón: 0,7 – 1,2 Cristal: 0,7 Mármol: 2,4 Granito: 2,5 Piedra arenisca: 1,4 – 1,8 Fibra de vidrio: 0,013 Madera: 0,32 – 0,4 Líquidos: Agua: 0,022 Aceite: 0,108 Gases: Aire seco: 0,022 CO2: 0,0132 H2: 0,16
  • 7. Energía calorífica o térmica  Transmisión del calor por convención: Q = a S (Tf –Ti) t Coeficientes de convección (α)  Material (Fluido) α (kcal/m2 hºC) Aire: 500 Líquido en reposo: 500 Líquido en ebullición: 10.000 Vapores de condensación: 10.000
  • 8. Energía calorífica o térmica  Transmisión del calor por radiación: Q = c S [(T2/100)4 –(T1/100)4] t Coeficientes de radiación (c).  Material c (kcal/m2 hºC) Madera: 4,44 Esmalte: 4,5 Vidrio: 4,65 Porcelana: 4,58 Ladrillo refractario: 3,7 Ladrillo común: 4,6 Agua: 4,75 Aceite: 4,06 Aluminio: 0,4 Cobre: 0,24 Latón: 0,25 Níquel: 0,35 Acero: 1,42 Estaño: 0,3 Hierro oxidado: 3,04 Hierro colado: 2,16
  • 9. Energía química
  • 10. Energía nuclear
  • 11. Consumo energético Sistema Q W
  • 12. Rendimiento
  • 13. Transformaciones energéticas ENERGÍA PRIMARIA ENERGÍA EN QUE SE TRANSFORMA EJEMPLO Energía mecánica Energía térmica La fricción entre piezas en movimiento se transforma en calor. Energía eléctrica El movimiento de conductores en el interior de campos magnéticos se transforma en energía eléctrica. Energía eléctrica Energía mecánica Al circular corriente eléctrica por los conductores situados en campos magnéticos; crean campos magnéticos; los dos campos originan un par de fuerzas, que pone a los conductores en movimiento. Energía térmica Cuando la corriente eléctrica recorre una resistencia, por efecto Joule se produce calor. Energía eléctrica En los procesos de electrolisis. Energía radiante En las lámparas de incandescencia, la corriente eléctrica que recorre el filamento lo pone incandescente y emite radiación visible. Energía térmica Energía mecánica En las centrales térmicas se calientan masas de agua para convertirlas en vapor que mueve las turbinas. Energía eléctrica Realizada por convertidores termoeléctricos. Energía química Por medio de termólisis. Energía química Energía mecánica En los seres vivos a través de los alimentos. Energía térmica Al quemar combustibles se desprende calor. Energía eléctrica En las baterías y las pilas Energía radiante Energía térmica Los rayos del Sol al incidir sobre los cuerpos los calienta. Energía eléctrica En las células fotovoltaicas. Energía química En las plantas por la fotosíntesis. Energía nuclear Energía térmica Por medio de la fisión o la fusión de los núcleos atómicos.
  • 14. Fuentes de energía  Fuentes de energía: elementos de la naturaleza que pueden suministrar energía.  Recursos energéticos: fuentes de energía que podemos transformar en energía útil en condiciones económicamente favorables.
  • 15. Aspectos a tener en cuenta:  Cada vez consumimos más energía.  Sectores de la vivienda y el transporte son los que más han incrementado su consumo.  Principal fuente de energía para el consumo energético en España es el petróleo y sus derivados.  España tiene una dependencia energética del exterior del 82%.  Energías alternativas.
  • 16. Principales emisiones causadas por el consumo de energía:  CO2 efecto invernadero.  CO Tóxico para el hombre.  NOx Lluvia ácida  SO2 Lluvia ácida  COV (compuestos orgánicos volátiles) cáncer.  Partículas y humo: vías respiratorias.
  • 17. Protocolo de Kioto:  1988  se crea el Grupo Intergubernamental sobre el Cambio Climático.  1990  este grupo presenta el primer informe ( investigaciones de 400 científicos que reflejan un calentamiento atmosférico real).  1992  se firma en Río de Janeiro la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. (Cumbre para la Tierra)  1997  se adopta el Protocolo de Kioto en Kioto (Japón) 84 países firman.  1998  Buenos Aires se establece un grupo de trabajo.  2000  La Haya no se llega a acuerdo.  2001  Acuerdo de Marrakech reglas detalladas para la aplicación del protocolo de Kioto.  2001  Acuerdo de Marrakech reglas detalladas para la aplicación del protocolo de Kioto.  2009  Copenhague  2013 Conferencia sobre el cambio climático en Bonn  Actualmente el protocolo de Kioto tiene 193 integrantes.
  • 18. Plan nacional de asignación (PNA): Responde al compromiso de España en la decisión de cumplir el protocolo de Kioto. En las dos primeras ediciones de este plan se incluyen una lista de instalaciones de sectores industriales a las que se les asignan los derechos de emisiones de CO2. A partir del 1 de enero de 2013 se adopta un enfoque comunitario.
  • 19. Desarrollo sostenible: Utilizar los recursos naturales de forma que minimicen los impactos ambientales y se favorezca el acceso a loa mismos a todos los pueblos y ciudadanos del planeta, en unas condiciones económicas asequibles, sin hipotecar el desarrollo futuro.