Contenidos Bloque 5: Recursos Energéticos

1. BLOQUE 5: RECURSOS ENERGÉTICOS
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I
LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN

2. CONTENIDOS:
1. CONCEPTO DE ENERGÍA Y SUS UNIDADES
2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
2.1 Energía eléctrica
2.2 Energía calorífica o térmica
2.3 Energía química
2.4 Energía radiante o electromagnética
3. TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA
4. AHORRO ENERGÉTICO

3. 1. CONCEPTO DE ENERGÍA Y SUS UNIDADES
• ENERGÍA (E): capacidad que tiene un cuerpo para realizar un
trabajo (W).
W = F · e
• UNIDADES:
Sistema Internacional (SI): JULIO (N·m = W ·s)
CALORÍA (cal). Equivalencias: 1 cal = 4,18 J
KILOWATIOHORA (kWh) 1kWh = 3.600.000 J (3,6 ·106
J)

4. 1. CONCEPTO DE ENERGÍA Y SUS UNIDADES
OTRAS UNIDADES DE ENERGÍA:
POTENCIA:
P = E / t unidades: P[W]; E[J]; t[s]
Equivalencias con otras unidades:
1 Caballo de vapor (CV) = 735 W
Nombre Abreviatura Equivalencia en julios
Frigoría fg 4.185,50
Termia th 4.185.500
Tonelada equivalente de petróleo Tep 41.840.000.000
Tonelada equivalente de carbón Tec 29.300.000.000
Electronvoltio eV 1.602176462 × 10
-19
British Thermal Unit BTU o BTu 1.055,06
Se usa en sistemas de refrigeración: frigoríficos, aires
acondicionados.
equivalente a 1 millón de calorías. Se usa en el suministro de gas
natural para calcular las facturas. Como el gas suministrado tiene
un poder calorífico algo variable, el cobro se hace en termias en
vez de m³.
Su valor equivale a la energía que hay en un tonelada petróleo y,
como puede variar según la composición de este, se toma un valor
convencional.
Su valor equivale a la energía que hay en una tonelada de carbón
y, según la composición de este, se toma un valor convencional.
Es una unidad de energía que toma un electrón cuando es
acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio. Dicho valor
se obtiene experimentalmente.
Se usa en sistemas de refrigeración: frigoríficos, aires
acondicionados. (Unidad inglesa)

5. 1. CONCEPTO DE ENERGÍA Y SUS UNIDADES
RECORDATORIO DEL SISTEMA DE UNIDADES:

6. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA

7. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
Es la energía asociada a la acumulación o flujo de cargas eléctricas.
Es la que producen las baterías de los coches o los alternadores
industriales.
Ee = P · t
P = V· I
luego: Ee = V·I·t
Ee = I2
·R·t
2.1. ENERGÍA ELÉCTRICA

8. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
Energía asociada a la producción o desprendimiento de calor.
Q = m · Ce · ΔT = m · Ce · (Tf – Ti)
Q = calor (cal)
m = masa (g)
Ce = calor específico (cal ·g/ºC). Característico de cada sustancia.
ΔT = variación de temperatura (ºC)
Tf = temperatura final
Ti= temperatura inicial
2.2. ENERGÍA CALORÍFICA O TÉRMICA

9. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
Ejemplo:
Queremos calentar una habitación utilizando un radiador que tiene
una capacidad de 5 litros, la variación de temperatura en el mismo
es de 15 ºC a 55 ºC , calcular el calor desprendido utilizando agua
(densidad 1kg/l, Ce=1 kcal/kgºC) y utilizando un aceite mineral
(densidad 0.9 kg/l, Ce = 0,43 kcal/kgºC).
2.2. ENERGÍA CALORÍFICA O TÉRMICA (sigue)
Q = m · Ce · (Tf- Ti) m = d · V
Agua: Q = 1kg/l · 5 l · 1 kcal/kgºC · (55ºC – 15ºC) = 200 kcal
Aceite: Q = 0.9 kg/l · 5 l · 0.43 kcal/kgºC · (55ºC-15ºC) = 77.3 kcal

10. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
La energía calorífica o el calor, puede transmitirse de tres formas:
por conducción, por convección y por radiación.
2.2. ENERGÍA CALORÍFICA O TÉRMICA (sigue)
• CONDUCCIÓN:
• CONVECCIÓN:
• RADIACION:

11. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
2.2. ENERGÍA CALORÍFICA O TÉRMICA (sigue)

12. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
Es la energía almacenada en los enlaces que mantienen unidos
los átomos y las moléculas que forman las distintas sustancias.
Reacciones endotérmicas Reacciones exotérmicas
2.3. ENERGÍA QUÍMICA

13. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
El poder calorífico (PC): característico de la sustancia
de sólidos: se expresa en kcal/kg
de fluidos (gases y líquidos): Kcal/m3
2.3. ENERGÍA QUÍMICA (sigue)
Ejemplo de reacción exotérmica: Combustión química
Combustible (C , H) + O2 CO2 + H2O + Q
En gases, los valores teóricos del PC corresponden a condiciones
normales de presión y temperatura (1 atm y 0ºC).
Poder calorífico en otras condiciones de P y T:
Pc = Pc (teórico) · P · Tteórica/T (T en K)
Pc = Pc (teórico) · P ·[273 /(T +273] (T en ºC)

14. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
2.3. ENERGÍA QUÍMICA (sigue)
Calor liberado al quemar una sustancia:
- En sólidos: Q = PC·m
m [kg]
- En gases y líquidos: Q = PC·V
V [m3
]

15. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
2.4. ENERGÍA RADIANTE, LUMÍNICA O ELECTROMAGNÉTICA
Es la energía que
transportan las ondas
electromagnéticas (luz
visible, rayos infrarrojos,
ondas de radio, radiación
ultravioleta, microondas,
etc. ).

16. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
2.4. ENERGÍA RADIANTE, LUMÍNICA O ELECTROMAGNÉTICA
UNIDADES: varían dependiendo de si es energía emitida, absorbida,
radiante…
La más común es: lumen · segundo (lm · s)
(atención: el lumen es una unidad de potencia)
Otras unidades empleadas en este campo, pero que
hacen referencia a otras magnitudes como:
Candela (cd): para medir intensidad luminosa
Lux (lx): lux = lumen/m2
que mide emitancias e
iluminancias (luz que incide o es emitida por una
superficie)
Valores de comerciales

17. 2. FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA
2.4. ENERGÍA RADIANTE, LUMÍNICA O ELECTROMAGNÉTICA

18. 3. TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA
CONSUMO ENERGÉTICO. RENDIMIENTO.
Primer principio de la termodinámica:
“la energía ni se crea ni se destruye, sino que se
transforma”
Este principio rige todas las transformaciones de energía excepto
las reacciones nucleares (E = m·c2
).

19. 3. TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA
Eficacias en las conversiones entre diferentes tipos de energía:

20. 3. TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA
En el cuadro se comparan los lúmenes de distintas lámparas con la potencia
eléctrica, en watios.
Aquí ya va implícita la idea de rendimiento pues refleja la transformación de
energía eléctrica (en realidad potencia eléctrica expresada en watios) en energía
luminosa (en realidad potencia luminosa expresada en lúmen).
COMPARATIVA ENTRE DISTINTAS FUENTES DE LUZ:
Observa: una bombilla incandescente de 40W proporciona la misma luz que un LED
de 9W. ¿Cómo podrías cuantificar el ahorro energético de usar una u otra?

21. 3. TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA
Rendimientos aproximados de algunas máquinas que
transforman una energía en otra:
Motores de explosión 25%
Motores eléctricos 80 al 90%
Placas solares 15%
Turbinas eólicas 10 al 40%
Turbinas hidráulicas 20 al 95%
Radiador eléctrico 100%
Baterías 98%
Dinamo 90 al 98%
Central nuclear 25%

22. 4. AHORRO ENERGÉTICO
22
ETIQUETA ENERGÉTICA
El nivel de eficiencia energética de un aparato
doméstico se determina por una letra que va de la A
a la G y se refleja en la llamada ETIQUETA
ENERGETICA.
A” corresponde a la máxima eficiencia y “G” a la
mínima. Esta clasificación obedece a comparativas
realizadas en su día por las que se midieron
consumos medios y a éstos se les asignó un punto
medio entre las letras “D” y “E”