LA ENERGÍA
Presentación realizada por:
Virgilio Marco Aparicio.
Profesor de Apoyo al Área Práctica del
IES Tiempos Modernos.
ZARAGOZA
LA ENERGÍA
ÍNDICE
• Formas y transformaciones de energía
• Fuentes no renovables de energía.
• Fuentes renovables de energía.
• Trabajo y potencia.
• Motores.
• Motores de fluidos.
• Motores térmicos.
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FORMAS Y TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA I.
DEFINICIÓN
La energía es una propiedad de los cuerpos según la cual
éstos pueden transformar su estado o su posición u originar
transformaciones en el estado o la posición de otros cuerpos.
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FORMAS Y TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA II.
La energía interviene en todos los cambios que ocurren en el
universo, se precisa para calentar, iluminar, deformar, mover
y para que la vida sea posible.
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FORMAS Y TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA III.
La energía puede manifestarse de muchas formas. Por ejemplo:
Mecánica. La energía
relacionada con los cuerpos
o la materia en movimiento.
Puede ser:
Cinética:la que tiene una
masa moviéndose a una
velocidad.
Potencial: la que tiene un
cuerpo debido a su posición
en el espacio (gravedad) o a
su deformación (tensión,
torsión, etc)
Mecánica
Potencial
Cinética
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FORMAS Y TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA IV.
La energía puede manifestarse de muchas formas. Por ejemplo:
Eléctrica. La energía asociada a
los electrones de la corteza de los
átomos.
Térmica. La energía asociada al
calor.
Luminosa. La energía asociada a
la luz.
Nuclear. La energía asociada a las
partículas del núcleo de los
átomos.
Química. La energía asociada a las
reacciones químicas.
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FORMAS Y TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA V.
Transformaciones de la energía. Todas las formas de energía son convertibles, es
decir, se pueden transformar las unas en las otras. Cuando la energía se utiliza, no se
gasta, sólo se transforma. A medida que la energía se utiliza pierde su calidad para
poderse aprovechar realizando trabajo.
En las centrales eléctricas, el calor, u otras
formas de energía, se transforman en
energía mecánica, que luego vuelve a
transformarse en energía eléctrica, la cual
transformamos en energía, luminosa o de
otro tipo en nuestras casas.
La energía mecánica del viento se
transforma en energía eléctrica en
un aerogenerador.
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FORMAS Y TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA VI.
Energía almacenada. Algunos cuerpos, ya sea por su posición en el espacio, o por
su composición u otras causas, tienen energía almacenada. Es decir, puede obtenerse
energía a partir de ellos. Cuando se usa la energía almacenada, se convierte en otro
tipo de energía.
Los combustibles, las pilas y las baterías tienen energía almacenada. También algunos
dispositivos como los muelles, las gomas elásticas o los arcos.
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FORMAS Y TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA VII.
Fuentes de energía. Son los materiales o los fenómenos a partir de los cuales
podemos obtener energía
No renovables. Son las fuentes de
las que sólo existe una cantidad
limitada. Eso sucede con el carbón,
el petróleo o el uranio radioactivo,
por ejemplo.
Renovables. Son las fuentes de las
que existe una cantidad ilimitada.
Eso sucede con el sol, el viento, las
mareas y las corrientes de agua por
ejemplo.
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FUENTES NO RENOVABLES DE
ENERGÍA I.
El petróleo, el carbón, y el gas natural se formaron de los restos de fósiles y de la
descomposición de animales y plantas hace millones de años.
El petróleo. Es un líquido oscuro y
viscosos que contiene cientos de
compuestos diferentes, en su mayoría
hidrocarburos. Se considera que hay
reservas para unos 100 años.
Una vez extraído de los pozos, se
separan
y
transforman
sus
componentes en las refinerías.
Del petróleo se obtienen gasolinas,
fueloil,
plásticos,
fertilizantes,
medicinas, pesticidas, etc.
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FUENTES NO RENOVABLES DE
ENERGÍA II.
El petróleo, el carbón, y el gas natural se formaron de los restos de fósiles y de la
descomposición de animales y plantas hace millones de años.
El carbón. Es una roca formada por
carbono mezclado con otras sustancias.
Se calcula que hay reservas para entre
unos 200 y unos 1000 años.
Se utiliza en la industria siderúrgica, en
la producción de gas y otros
combustibles, en calefacción y en
centrales termoeléctricas.
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FUENTES NO RENOVABLES DE
ENERGÍA III.
El petróleo, el carbón, y el gas natural se formaron de los restos de fósiles y de la
descomposición de animales y plantas hace millones de años.
El gas natural. Es una mezcla de
hidrocarburos (metano, butano y
propano) que puede encontrase junto a
un pozo petrolífero o en una bolsa
independiente.
Su poder calorífico es mayor que el de
muchos de los derivados del petróleo y
es mucho más limpio.
Se transporta mediante gasoductos y
se puede licuar para almacenarlo en
depósitos o distribuirlo en bombonas.
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FUENTES NO RENOVABLES DE
ENERGÍA IV.
Los minerales radiactivos son algunos, como el uranio o el radio, cuyos átomos
se descomponen espontáneamente desprendiendo partículas de energía.
El uranio. Es el combustible
radiactivo
más
utilizado.
La
pechblenda es el mineral que contiene
una mayor cantidad de uranio.
La energía que proporciona no es por
combustión, sino por la llamada fisión
nuclear, que consiste en romper los
núcleos de los átomos formando una
reacción en cadena.
Una tonelada de uranio da la misma
energía que un millón de toneladas de
carbón, pero deja unos residuos mucho
más radiactivos que el uranio y que son
peligrosos durante miles de años.
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FUENTES RENOVABLES DE
ENERGÍA I.
Las fuentes renovables de energía no corren peligro de agotarse, afectan menos
al medio ambiente y son menos peligrosas.
La energía hidráulica. Aprovecha
saltos de agua para convertir la energía
del agua al caer en energía eléctrica.
Es la energía renovable más utilizada.
Las presas no contaminan y el agua
puede usarse para otros usos, pero
afectan mucho a la vida de los ríos e
inundan tierras y pueblos.
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FUENTES RENOVABLES DE
ENERGÍA II.
Las fuentes renovables de energía no corren peligro de agotarse, afectan menos
al medio ambiente y son menos peligrosas.
La energía eólica. Aprovecha la
energía del viento para producir
energía
eléctrica
mediante
los
aerogeneradores
La energía de los aerogeneradores es
almacenada en una especie de enormes
baterías
recargables
llamadas
acumuladores o distribuida mediante
centrales y líneas.
Los aerogeneradores no contaminan,
pero producen ruido, modifican el
paisaje y matan aves migratorias.
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FUENTES RENOVABLES DE
ENERGÍA III.
Las fuentes renovables de energía no corren peligro de agotarse, afectan menos
al medio ambiente y son menos peligrosas.
La energía solar. Aprovecha la
energía del sol para producir energía,
A veces se aprovecha el calor,
mediante colectores solares que se
instalan en viviendas y edificios.
Otras veces se convierte en energía
eléctrica,
mediante
células
fotovoltaicas , cuyo precio suele
resultar elevado.
También se construyen centrales
solares que, mediante concentradores
solares logran elevadas temperaturas
para obtener vapor de agua con el que
se produce electricidad al actuar sobre
grandes turbinas.
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FUENTES RENOVABLES DE
ENERGÍA IV.
Las fuentes renovables de energía no corren peligro de agotarse, afectan menos
al medio ambiente y son menos peligrosas.
La biomasa. Es la masa formada por
restos de animales, plantas, y otras
materias orgánicas de las que se puede
obtener energía.
Puede usarse como combustible
directamente o también para obtener
otros combustibles líquidos como
biofuel, metano o etanol y para obtener
biogas.
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TRABAJO Y POTENCIA I.
La energía, en sus diversos tipos, se utiliza en las
máquinas, las cuales transforman la energía que
reciben en otra u otras. Un secador, por ejemplo, recibe
energía eléctrica y produce energía mecánica, calor y
sonido.
El trabajo. Es la energía que se debe aplicar a un cuerpo o
a una carga para conseguir que se mueva o modifique su
forma o estado. Él trabajo es energía que se traspasa, se
mide en Julios. Un Julio es la energía que se debe
comunicar a un cuerpo que pese 100 gramos para elevarlo
1 metro en vertical.
No debemos confundir trabajo y esfuerzo. Si realizamos
una fuerza sin lograr ninguna modificación hacemos un
esfuerzo, pero no un trabajo. Si al realizar una fuerza
logramos una modificación hacemos esfuerzo y realizamos
trabajo.
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TRABAJO Y POTENCIA II.
La potencia, es la cantidad de trabajo que una máquina es capaz de producir en un tiempo
determinado. Potencia = Trabajo/Tiempo.
La energía necesaria para hacer un trabajo es la misma, pero según con qué máquina se haga se
precisará más o menos esfuerzo y se hará en más o menos tiempo.
La potencia se mide en watios. Un watio es la potencia necesaria para hacer un trabajo de un
julio durante un segundo.
El rendimiento. Las máquinas precisan que se les suministre energía para que
puedan producir trabajo. En todas las máquinas se pierde algo del trabajo aplicado.
El rendimiento es la relación entre el trabajo útil que proporciona una máquina y la
energía que se le debe suministrar para para que lo proporcione.
El rendimiento se expresa en % y se representa con la letra µ.
µ = Trabajo útil/Energía suministrada.
Una máquina es mejor cuanta mayor potencia y mayor rendimiento tiene.
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MOTORES I.
Los motores. Son dispositivos que transforman cualquier tipo de energía en
energía mecánica.
Motores eléctricos. Se usan en la
mayoría de los electrodomésticos,
máquinas herramientas, ascensores.
Usan electricidad de la red eléctrica o
de pilas y baterías.
Motores de combustión. Se emplean
en automóviles, motos, barcos,
aviones, etc. Utilizan la energía que
se desprende al quemar o explosionar
un combustible.
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MOTORES II.
Los motores. Son dispositivos que transforman cualquier tipo de energía en
energía mecánica.
Motores de resorte. Aprovechan
para su funcionamiento la elasticidad
de algunos materiales. Son ejemplos
de estos motores los relojes de
cuerda, las cajitas de música, etc.
Ruedas hidráulicas. Transforman la
energía del agua que circula, al
golpear contra las palas o álabes de la
rueda, en la rotación de un eje. Se
han usado y se usan para moler
grano, elevar agua, golpear, etc.
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MOTORES III.
Los motores. Son dispositivos que transforman cualquier tipo de energía en
energía mecánica.
Las turbinas hidráulicas. Aprovechan el
movimiento del agua, pero están sumergidas en
ella. Son usadas en las centrales hidroeléctricas.
Las turbinas constan de canal de admisión, por
donde penetra el agua; distribuidor que encauza
el agua hacia el elemento móvil; y rodete que es
el elemento que dispone de las palas que giran.
El molino de viento. Aprovechan la energía del
viento para trabajos como bombear agua, mover
barcos, moler grano, etc. Los molinos suelen ser
orientables para aprovechar el viento aunque
cambie de dirección
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MOTORES DE FLUIDOS I.
Las máquinas hidráulicas. Son máquinas capaces de multiplicar una fuerza gracias a
las propiedades de los fluidos. Cuando presionamos en un fluido, la presión se
transmite con la misma intensidad a todos los puntos del fluido de forma instantánea.
Si tenemos dos cilindros iguales con sus émbolos,
unidos por un tubo que contiene líquido, al presionar en
uno conseguimos que el otro se eleve la misma
distancia que hemos hecho bajar al primero.
Si uno de los cilindros tiene una superficie nueve veces
menor que el otro, al presionarlo la presión se transmite
al mayor en todos sus puntos. La fuerza conseguida en
el mayor es nueve veces mayor que la realizada, ahora
bien, el mayor se desplaza un espacio nueve veces
menor.
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MOTORES DE FLUIDOS II.
Las bombas hidráulicas. Son máquinas usadas para impulsar los fluidos, ya sea para
elevarlos o para transportarlos a otro lugar. Hay varios tipos de bombas hidráulicas.
Bombas de pistón. Tiene forma de cilindro con un
pistón en su interior que al subir y bajar bombea el
líquido. Constan de dos válvulas para la entrada y
salida del líquido.
Bombas centrífugas. Son más o menos cilíndricas con
un orificio de entrada en el centro de la base y otro de
salida en la pared lateral. Disponen de un rotor con
paletas accionado por un motor. Al girar el rotor se
aspira el agua y las paletas la impulsan hacia la salida.
Bombas rotativas. Contienen dos rotores engranados
entre sí. Los rotores giran a igual velocidad pero en
sentido contrario. Al girar impulsan el líquido.
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MOTORES DE FLUIDOS III.
El aire comprimido. El aire también puede transmitir la presión como los otros
fluidos, pero también se puede comprimir por lo que ocupa menos espacio.
Máquinas neumáticas. Son las que
aprovechan la fuerza del aire
comprimido. Se usan para fabricar
máquinas herramientas, mecanismos
de apertura y cierre en autobuses,
atracciones de feria, etc.
Compresores. Son máquinas que se
utilizan para comprimir el aire que
luego usan las máquinas neumáticas.
Disponen de una bomba que comprime
el aire y un depósito que lo almacena ya
comprimido.
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MOTORES TÉRMICOS I.
Obtienen la energía necesaria a partir del calor de una combustión. El calor es
absorbido por un gas que se expande y, entonces, pone en movimiento la máquina.
Motores de combustión externa.
Generan vapor con el calor y el vapor a
presión mueve los mecanismos. La
máquina de vapor es un ejemplo.
Motores de combustión interna.
Aprovechan la expansión de los gases
producidos por una explosión que se
produce en su interior. El motor de
cuatro tiempos es un ejemplo.
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MOTORES TÉRMICOS II.
Motor de cuatro tiempos. Es uno de los motores más utilizados en automoción.
Dispone de uno o más cilindros con un émbolo en su interior que se mueve
impulsado por la explosión del combustible dentro del cilindro. El émbolo o pistón
transmite el movimiento a una biela y de ahí a los otros mecanismos. Los cuatro
tiempos son : admisión, compresión, explosión y escape.
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MOTORES TÉRMICOS III.
La turbina de gas. Es un motor
térmico rotativo de combustión
interna. Consta de compresor, cámara
de combustión, turbina y conducto de
salida. Se emplean en la producción
de electricidad y en la propulsión de
aeronaves.
Los reactores. Son un tipo especial
de turbinas de vapor usadas en
aviones y cohetes. Se basan en el
principio de la acción y reacción.
La acción es la fuerza de los gases
al salir y la reacción, que es la que
impulsa la nave, es la que causa el
aire exterior al rechazar el empuje
del gas expulsado
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LA ENERGÍA - I.E.S. Tiempos Modernos