Tema1 energia

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

UD 1 L’ENERGIA

IES CAN MAS DE RIPOLLET. 2ON CURS.

Nom : …………………………………, Cognoms : …………………………………….

Grup : ………………………, Curs :………………..

Professor/a :………………………………………………

http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

L’energia

1. Tipus d’energia La Font d’energia més important és el sol, és la mes potent, és l’energia de la qual deriven moltes altres tipus gràcies als seus efectes sobre els fluids terrestres (aigua i aire) i els éssers vius del planeta.

La terra funciona com una gran màquina termodinàmica l’energia solar travessa el buit espacial a més de 300.000 Km/s l’atmosfera reflexa el 55% de l’energia que ens arriba del sol.

L´energia solar que arriba a la superfície terrestre es compon: 41% llum visible (es manifesta en forma de calor) 50% infraroigs (es manifesta en forma de calor) 9% altres radiacions L´energia solar es transforma en altres formes d´energia: _ Energia eòlica _ Energia hidràulica _ Energia biològica L’aigua i el vent en moviment ens donen energia cinètica que la transformen en treball o electricitat.

Energia eòlica Els vents s’originen per les diferències de temperatura en diferents zones de l’atmosfera, provoquen diferències de pressió que donen lloc nal moviment de masses d’aire; originen els vents. El 2% de l’energia del sol es converteix en vent.

Energia hidràulica El calor del sol escalfa l´aigua dels oceans, així es produeix el vapor d´aigua que forma els núvols. Els núvols son arrossegats cap a l’interior dels continents i es precipiten en forma d’aigua i tornen als oceans seguint el curs dels rius.

http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

Energia biològica L´energia solar és emmagatzemada per les plantes gràcies a la funció clorofíl·lica i és utilitzada per a generar matèria orgànica. L’energia solar de les plantes és aprofitada com a aliment pels animals o com a combustible per a les persones.

Energies Fòssils El carbó, el petroli i el gas són fonts d’energia que provenen d’ecosistemes ja desapareguts, per a la seva formació són necessaris milions d´anys, per tant, són no renovables.

Carbó.

S’ha format a partir de les plantes que creixien a les maresmes fa uns 300 milions d’anys. Les plantes van quedar soterrades pel fang i en absència d´aire, no es van poder descomposar, així van conservar la seva energia.

Tipus de carbó: Antracita És el carbó més antic, es troba a 6000m de profunditat i té un poder calorífic de 8000kcal/kg.

Hulla És el més emprat, es troba a 3000m de profunditat i té un poder calorífic de 7000kcal/kg.

Lignit Es troba a 1000m de profunditat i té un poder calorífic de 5000kcal/kg.

Torba És el carbó més recent i de menys qualitat, té un poder calorífic de 4000kcal/kg.

Els carbons de més qualitat són els de més antiguitat.

http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

Petroli.

El petroli és un oli natural constituït principalment per carboni i hidrogen, es un líquid viscós molt combustible que es va formar fa uns 50 milions d´anys. Es localitza sota terra, allà on una gran quantitat de plàncton va quedar coberta per materials sedimentaris. En unes condicions de pressió i temperatura elevades i en absència d’aire, aquestes restes orgàniques es van transformar en petroli gràcies a l’acció de determinats microorganismes.

Gas Natural.

Al gas natura és un subproducte de l’acció dels microorganismes que van transformar el plàncton en petroli. El gas natural, que es composa bàsicament de metà, és present en la majoria de jaciments petrolífers en diferents quantitats. És el més barat dels combustibles fòssils, el gas és transportat en estat líquid en vaixells metaners i en estat gasós per mitjà de gasoductes.

2. Altres tipus d’energies.

La terra ofereix altres fonts d’energia que no depenen directament del sol: _Energia Geotèrmica _Energia Mareomotriu _Energia Radioactiva

Energia Geotèrmica. És l’energia obtinguda a partir de la calor interna de la terra. La temperatura de la terra varia 3ºC cada 100m de profunditat, al nucli la temperatura és aproximadament 6000ºC.

Energia Mareomotriu.

L´ energia de les marees és una forma d’energia gravitatòria. La massa de la lluna i la del sol exerceixen una atracció sobre les aigües dels oceans que fa que el seu nivell pugi i baixi amb regularitat i origini el fenomen de les marees, que desplacen grans quantitats d’aigua. El seu aprofitament com a font d’energia és conseqüència directa de l’elevada energia cinètica de l’aigua en aquest desplaçament. http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

Energia Radioactiva Els materials radioactius com l´urani i el plutoni són minerals que transformen part de la seva matèria en energia. Amb les modernes tecnologies és possible aprofitar aquesta transformació de manera molt rendible: en efecte, poca quantitat d’aquests materials produeix molta energia. L´ energia nuclear extreta s’utilitza, normalment per a la generació d’energia elèctrica.

3. L’explotació de l’energia La terra disposa de nombroses fonts d’energia, però no sempre se´n pot disposar pel seu aprofitament. La calor del magma interior de la terra o dels volcans, l’energia elèctrica dels llamps en són exemples.

Per explotar una font d´energia s’han de donar les següents condicions.

Cal disposar de la tecnologia adient. No podem aprofitar l’energia geotèrmica si no es en llocs molt determinats on el magma aflora a la superfície de l’escorça terrestre. Si no es en aquest cas, no es disposa d’una solució tecnològica que ens permeti el seu aprofitament.

La seva explotació ha de ser assequible. En alguns llocs troben gran quantitat d’energia, com la calor continguda al mar, però la seva dispersió n’impedeix l’extracció. Diem que es una energia difusa, ja que es presenta molt poc concentrada en la font d´on prové. Les fonts d´energia més assequibles i per tant, més explotades són aquelles en què trobem l´energia concentrada; les mines de carbó, els dipòsits de petroli i els embasaments hidràulics.

La seva explotació ha de ser rendible. Perquè l´explotació sigui rendible cal que proporcioni més energía que la que invertim en la seva extracció. S’analitza la rendibilitat d´una font d’energia tenint en compte els efectes de la seva explotació sobre el medi ambient.

http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

4. Energies primàries i secundaries.

Les energies es poden classificar segons si s’utilitzen directament tal com s’extreuen de la font o si són fruit d´un procés de transformació.

Energies primàries: són les que s’utilitzen tal com es troben a la natura, sense experimentar cap mena de transformació. Tenim l’energia hidràulica i l’enèrgica eòlica. També són energies primàries els combustibles fòssils (carbó, gas natural) quan s’utilitzen per escalfar o per il·luminar directament, sense variar-ne prèviament l’estructura química.

La roda hidràulica, aprofita l´energia de l’aigua per a moure una roda que de pales o caixons, aquesta roda s´acobla a la màquina que es vol accionar.

Les embarcacions a vela, la força del vent impulsa les veles de tot tipus d’embarcacions. Per transmetre la força del vent al vaixell, s’incorporava un arbre a la nau on se sostenia una vela de roba. Aquesta rebia l´impacte del vent i la seva energia cinètica es transmetia mitjançant l’arbre de la nau a la quilla. Actualment l’energia eòlica s’utilitza per accionar els aerogeneradors dels parcs eòlics.

El carbó i el gas, el carbó va ser una font d’energia fonamental dels temps de la industrialització, però el petroli i l’energia hidroelèctrica i altres formes d’energia apareguts posteriorment, el van substituir en molts casos. Tenint en compte que es preveu un exhauriment del petroli, i que encara es disposa de grans quantitats de reserves de carbó, aquest tornarà a ser important.

El gas natural, té múltiples aplicacions, tant domèstiques com industrials. Un cop extret del jaciment de petroli, es purifica i es transporta sense patir cap transformació química al lloc de consum, mitjançant vaixell, o gasoductes. Abans d’utilitzar-lo se li afegeix additius que li donen olor per tal de poder-ne detectar les fuites.

Energies secundaries: Són les que no s’obtenen directament de la natura, sinó que provenen de la transformació d’altres energies o de l’aplicació d’un procés químic a altres fonts d’energia.

Electricitat. És una forma d’energia secundària altament elaborada , com es pot transformar amb facilitat en altres formes d’energia i és transportable, s’ha convertit en el tipus d’energia més utilitzat a la vida quotidiana. Per a generar energia elèctrica s´utilitza energia mecànica, que pot provenir tant d´una turbina hidràulica com d´un motor de combustió. Un com aconseguida s’envia als llocs de consum a través de cables elèctrics on es transforma en altres tipus d’energia mitjançant els aparells adequats.

Nuclear. L’energia nuclear és la que s’obté bombardejant determinats àtoms amb neutrons. En fer-ho, els àtoms es trenquen (procés de fissió nuclear) així s’originen altres elements més lleugers i de gran quantitat d’energia en forma de calor. L´energia tèrmica obtinguda s’utilitza per a produir electricitat mitjançant turbines de vapor i generadors. La http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

fissió nuclear només es pot dur a terme amb materials radioactius que no es troben espontàniament en la natura, aquesta es la raó de considerar l’energia nuclear com una energia secundària.

Els derivats del petroli. Per a utilitzar l’energia del petroli es necessari sotmetre’l a un llarg procés de transformació. El cru que s’obté del jaciment es sotmet a un procés de refinament per aconseguir diferents combustibles anomenats hidrocarburs.

5. L´energia elèctrica. _Les centrals hidroelèctriques _Les centrals termoelèctriques _Les centrals nuclears

Les centrals Hidroelèctriques.

La major part de l’energia elèctrica que es consumeix prové de les centrals hidroelèctriques i termoelèctriques.

Les centrals hidroelèctriques aprofiten un salt d´aigua que baixa d´un nivell superior per una canonada fins a una turbina que gira per fer funcionar un alternador.

Aquestes centrals, tenen un elevat cost de construcció, però presenten l´avantatge d´un manteniment barat, ja que la font d´energia que consumeixen és l´aigua que proporciona la natura i que es renova continuament.

La potència elèctrica generada per les centrals hidroelèctriques pot ser molt elevada, es compta en MW, si es disposa de prou aigua per produir un bon cabal constant i d´un desnivell considerable des de la zona on queda embassada fins a la turbina. L´aigua que fa funcionar les turbines procedeix dels llacs de muntanya o dels embassaments.

http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

Les Centrals Termoelèctriques Les centrals termoelèctriques funcionen amb vapor d´aigua, que s´obté en escalfar aigua en unes calderes. Aquest vapor, en expandir-se, és conduït a través de canonades cap a unes turbines de vapor que en girar fan funcionar el generador de corrent. El vapor deprés de passar per la turbina, s´ha de condensar, és a dir, s´ha de convertir de nou en aigua, amb la qual cosa, se´n redueix el volum perquè puguin retornar a la caldera. És per això, que aquest tipus de centrals, se solen situar a prop de rius o del mar, per aconseguir fàcilment l´aigua que s´utilitza per refrigerar el vapor en uns compartiments anomenats condensadors.

Hi ha dos tipus de centrals segons la classe de combustible que fan servir per escalfar l´aigua: -

-

Les centrals tèrmiques: funcionen amb combustibles fòssils com carbó, derivats del petroli... Aquests combustibles desprenen substàncies contaminants, reaccionen amb l´oxigen de l´aire, durant el procés de combustió i desprenen grans quantitats de diòxid de carboni ( CO2). Aquesta substància és la responsable de l´efecte hivernacle que produeix l´escalfament de l´aire perjudicant l´ecologia.

Les centrals termonuclears: utilitzen l´energia nuclear per produir vapor.

http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

Les Centrals Nuclears L´energia nuclear s´obté a partir d´isòtops radioactius, principalment d´urani i plutoni. En estat natural, aquests elements emeten radioactivitat, a conseqüència d´aquesta emissió es transformen en altres elements menys pesants.

La tecnologia actual ens permet utilitzar els materials radioactius per a obtenir molta energia en poc temps i aprofitar-la per als nostres objectius. Molts dels combustibles nuclears són sotmesos a un procés d´enriquiment per a augmentar la seva radioactivitat de manera artificial.

La fissió nuclear té lloc als reactors nuclears i consisteix en el trencament d´ àtoms radioactius mitjançant el bombardeig del seu nucli amb neutrons. Per efecte de les colisions, aquets àtoms s´escindeixen i es creen àtoms d´altres elements. En fissionar-se un àtom, s´allliberen neutrons que xoquen amb altres àtoms, es produeix així una reacció en cadena. Una petitíssima part de matèria dels àtoms es transforma en una gran quantitat d´energia tèrmica. També se´n desprèn una forta radiació molt perillosa per als éssers vius.

Per mantenir controlada aquesta reacció, cal una tecnologia molt precisa i avançada.

Les centrals nuclears són un tipus de centrals tèrmiques a les quals el vapor és produït per la calor generada al reactor nuclear. Al reactor s´hi produeix molta radioactivitat. El vapor obtingut circula per un circuit anomenat primari que no fa funcionar la turbina, sinó que va a parar a l´intercanviador de calor. En aquest intercanviador la clor que porta el vapor del primari passa a un altre circuit, el secundari on es genera el vapor que ha de fer funcionar la turbina. Si una fuita radioactiva perillosa contaminés el vapor del circuit primari, difícilment arribaria al secundari i per tant, a les turbines on treballen els operaris. http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas

Departament de Tecnologia de l´IES Can Mas de Ripollet UD1 L´energia

2n ESO

Els avantatges d´aquest tipus d´energia són la nula emissió de CO2, l´alt rendiment de combustible nuclear ( un gram d´urani equival a 3000 tones de carbó ). Un dels grans problemes de les centrals és la generació i el transport de residus ja que són altament perillosos i no es coneix cap sistema per a reciclar-los.

http://blocs.xtec.cat/tecnocanmas