TEMA 13 LA ENERGÍA
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.1. LA ENERGÍA: UNA PROPIEDAD DE LA MATERIA
El interior de la Tierra está a una temperatura muy elevada y provoca movimientos en el manto terrestre.
La energía del viento puede trasladar de un lugar a otro algunos objetos.
Los alimentos tienen energía, que mantienen vivas a las células.
La energía es una propiedad de la materia que le da capacidad para producir cambios y nos permite describir de una forma sencilla las transformaciones. La unidad de la energía en el Sistema Internacional es el Julio (J).
.2. ¿CÓMO SE REPRESENTA LA ENERGÍA? Todas las formas de energía son combinaciones de dos formas de energía: la energía cinética y la energía potencial.
LA ENERGÍA CINÉTICA Es la energía que tienen los cuerpos que se están moviendo. Por ejemplo: el viento empuja un barco, un martillo que golpea una pared y la derriba. La fórmula es: LA ENERGÍA POTENCIAL
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Es la energía que tienen los cuerpos que están a una cierta altura, porque son atraídos por la Tierra.
También es la que tienen los cuerpos que están en tensión.
La fórmula es:
La energía cinética es la capacidad de producir cambios que poseen los cuerpos por el hecho de moverse respecto a otros. La energía potencial es la capacidad de producir cambios que poseen los cuerpos por el hecho de ser atraídos por otros o estar en tensión.
.3. CAMBIO Y CONSERVACIÓN La energía siempre se conserva, es decir, siempre es la misma. Lo que ocurre es que se transforma. Si calentamos agua con un fuego, la energía del fuego no se pierde sino que pasa al agua.
Si un objeto se cae, la energía que tenía almacenada por el hecho de estar a una cierta altura se convierte en energía de movimiento.
A veces lo que sucede es que la energía se transforma en otra que no se puede aprovechar, que no es útil. En estos casos hablamos de degradación de la energía. Por ejemplo, cuando un coche que se está moviendo frena y se detiene, lo que ocurre es que el suelo se calienta debido a la frena y el roce del neumático con el asfalto. Esta energía no es útil, se pierde. La cantidad total de energía siempre permanece constante porque se transforma y pasa de unos cuerpos a otros. La degradación de la energía es el paso de formas útiles de energía a otras no aprovechables. 3
.4. TRABAJO Y ENERGÍA MECÁNICA Para que un cuerpo cambie de velocidad, suba una cierta altura o se deforme, es necesario que otro cuerpo ejerza una fuerza sobre él. En todos estos casos la energía de los cuerpos cambia. La energía que le damos a un cuerpo cuando hacemos una fuerza sobre él se mide mediante el trabajo. Este trabajo se calcula multiplicando la fuerza realizada por la distancia recorrida por el cuerpo:
Su unidad en el Sistema Internacional es el Julio (J), igual que la energía.
La energía mecánica es la suma de la energía cinética y de la energía potencial de un cuerpo:
Cuando en una transformación solo interviene el peso la energía mecánica permanece constante.
.5. CALOR Y TEMPERATURA Al decir que un cuerpo está caliente o está frío, lo que hacemos es dar una idea de si su temperatura es alta o baja. Por ejemplo, decimos que el café servido por una cafetera está caliente y que los refrescos que salen del frigorífico están fríos. Un cuerpo que está frío tiene una temperatura baja. Un cuerpo que está caliente tiene una temperatura alta. La temperatura de los cuerpos se mide con un termómetro. Cuando nosotros nos encontramos enfermos utilizamos un termómetro para medir la temperatura de nuestro cuerpo.
Cuando dos cuerpos con distintas temperaturas se ponen en contacto, siempre pasa energía del más caliente al más frío, de manera que después de un rato los dos cuerpos van a estar a la misma temperatura. 4
Este intercambio de energía se acaba porque se alcanzó el equilibrio térmico. Por ejemplo, al mezclar agua caliente del grifo con agua muy fría de la nevera, el resultado es agua templada. En el momento en que yo las junto, el agua caliente pasa energía al frío, y después de un momento ya no tengo ni agua fría ni caliente, sino agua templada. Esta energía que pasa de un cuerpo más caliente a otro más frío se llama calor. La temperatura es una propiedad de la materia, mientras que el calor es una transferencia de energía de un cuerpo a otro. El calor y el trabajo son dos formas de cambiar la energía de un cuerpo.
.6. FUENTES DE ENERGÍA Las fuentes de energía son las diferentes materias primas y técnicas para conseguir energía.
FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES Son aquellas que se van agotando a medida que las vamos usando. No se renuevan. -
Combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. Estas sustancias arden con oxígeno y transforman su energía química en energía térmica.
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Energía nuclear. Algunas sustancias, como el uranio o el plutonio, pueden sufrir un proceso llamado fisión nuclear, en el que los átomos se rompen en otros más pequeños liberando una gran cantidad de energía. La energía nuclear se transforma en energía térmica.
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FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES Son fuentes de energía que siempre están disponibles; no se agotan nunca. -
Hidráulica. Aprovecha la energía potencial del agua que está en los embalses. El agua cae y empuja una turbina que mueve un generador de corriente eléctrica.
-Eólica. Utiliza la energía cinética del viento, que impulsa un generador eléctrico, convirtiéndose en energía eléctrica.
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Solar fotovoltaica. Utilizando materiales como el silicio se transforma directamente la energía solar en corriente eléctrica.
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Solar térmica. La energía solar se transforma en energía térmica mediante colectores. Se puede utilizar para obtener agua caliente o para que impulse un generador eléctrico.
El uso masivo de las diferentes fuentes de energía modifica nuestro entorno y produce cambios en el planeta. La quema de combustibles contamina las ciudades y vierte a la atmósfera gases que cambian el clima terrestre. Algunos accidentes en el transporte de petróleo o en las centrales nucleares también han ocasionado catástrofes. 6
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