1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i...

34
19 GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL 1 Energia Conèixer els diferents tipus de transformacions energètiques que es produeixen en els aparells que fem servir cada dia quan aquests aparells s’engeguen. Saber de quines maneres s’obté avui dia l’energia, i descriure el procés de transport i distribució de l’energia elèctrica des dels centres de producció fins als llocs de consum. Identificar les característiques i la manera de funcionar dels diferents tipus de centrals elèctriques que hi ha. Repassar quines són les fonts d’energia més utilitzades avui dia, mostrant els principals avantatges i inconvenients de cadascuna. Diferenciar els aparells que consumeixen una gran quantitat d’energia elèctrica dels de baix consum. OBJECTIUS MAPA DE CONTINGUTS Fonts d’energia RENOVABLES: • Hidràulica • Solar • Biomassa • Maremotriu NO RENOVABLES: • Carbó • Petroli Gas natural • Urani ENERGIA CENTRALS: • Tèrmiques Solars tèrmiques • Nuclears • Geotèrmiques • Biomassa CENTRALS: • Hidràulica • Eòlica • Maremotriu CENTRALS: • Fotovoltaiques Calor Generador Moviment d’un fluid Cèl·lules fotovoltaiques ENERGIA ELÈCTRICA Transport en línies d’alta tensió Vapor d’aigua Turbina Transformador a l’alta Transformador a la baixa CONSUMIDORS

Transcript of 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i...

Page 1: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

19� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 Energia

• Conèixer els diferents tipus de transformacionsenergètiques que es produeixen en els aparells que fem servir cada dia quan aquests aparells s’engeguen.

• Saber de quines maneres s’obté avui dia l’energia, i descriure el procés de transport i distribució del’energia elèctrica des dels centres de producció fins als llocs de consum.

• Identificar les característiques i la manera defuncionar dels diferents tipus de centrals elèctriquesque hi ha.

• Repassar quines són les fonts d’energia mésutilitzades avui dia, mostrant els principalsavantatges i inconvenients de cadascuna.

• Diferenciar els aparells que consumeixen una granquantitat d’energia elèctrica dels de baix consum.

OBJECTIUS

MAPA DE CONTINGUTS

Fontsd’energia

RENOVABLES:

• Hidràulica

• Solar

• Biomassa

• Maremotriu

NO RENOVABLES:

• Carbó

• Petroli

• Gas natural

• Urani

ENERGIA

CENTRALS:

• Tèrmiques

• Solars tèrmiques

• Nuclears

• Geotèrmiques

• Biomassa

CENTRALS:

• Hidràulica

• Eòlica

• Maremotriu

CENTRALS:

• Fotovoltaiques

Calor

Generador

Movimentd’un fluid

Cèl·lulesfotovoltaiques

ENERGIAELÈCTRICA

Transport en línies d’alta tensió

Vapor d’aigua

Turbina

Transformadora l’alta

Transformadora la baixa

CONSUMIDORS

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 19

Page 2: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

20 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

• Mesura del consum elèctric. El kilowatt hora.

• Tipus d’energia: mecànica, tèrmica, química, radiant, acústica i elèctrica.

• Transformacions de l’energia.

• Ús de l’energia elèctrica: producció, distribució i consum.

• Tipus de centrals elèctriques: hidroelèctrica, tèrmica de combustibles fòssils, tèrmicanuclear, tèrmica solar, solar fotovoltaica i eòlica.

• Altres tipus de centrals elèctriques: maremotrius, geotèrmiques i heliotèrmiques. Energia de la biomassa.

• Interpretació d’esquemes sobre el funcionament de les centrals elèctriques.

• Identificació dels diferents tipus d’energia i les seves transformacions més importants.

• Valoració de l’enorme importància que ha tingut el desenvolupament de l’electricitat per al nostre estil de vida en les societats industrialitzades.

• Foment d’hàbits destinats a disminuir el consum de l’energia elèctrica.

• Interès per conèixer les característiques d’un aparell elèctric que en determinen el consum.

• Interès per conèixer el procés que se segueix en una central elèctrica per generarelectricitat.

• Sensibilitat sobre l’ús d’energies alternatives per generar electricitat.

CONTINGUTS

PROGRAMACIÓ1

1. Educació per al consumidor. Un dels objectius principals de la unitat és fomentar l’interès de l’alumnat per conèixer les característiques dels aparells elèctrics que en determinen el consum, i així fomentar hàbitsdestinats a l’estalvi energètic.

2. Educació ambiental. Es tracta de sensibilitzar els alumnes sobre l’ús d’energies alternatives com a forma degenerar electricitat, enfront de les fonts d’energia convencionals, com el carbó o el petroli, més contaminants. A més, han de ser conscients dels pros i els contres de les altres energies convencionals.

EDUCACIÓ EN VALORS

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 20

Page 3: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

21� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1

COMPETÈNCIES QUE ES TREBALLENCompetència en el coneixement i la interaccióamb el món físicEl coneixement de les fonts d’energia, com també de la seva classificació i aprofitament, és un contingutfonamental que contribueix a l’adquisició d’aquestacompetència. El coneixement de la forma de generarenergia a les diferents centrals capacita l’alumne per entendre la interacció amb el món físic.

Competència social i ciutadanaS’assoleix fomentant en l’alumne la capacitat i disposició d’aconseguir un entorn saludable i una millora en la qualitat de vida per mitjà delconeixement i l’anàlisi crítica de la repercussiómediambiental de l’activitat tecnològica i el foment de les actituds responsables de consum racional.

ÍNDEX DE FITXESTÍTOL DE LA FITXA CATEGORIA

1. Corrent elèctric Reforç

2. Tipus d’energia Reforçi transformacions

3. Un motor de vapor sense Reforçpeces mòbils

4. Lectura. La contaminació Reforçcausada per l’ús de combustibles fòssils

5. Producció d’energia elèctrica Ampliació

6. Distribució i consum Ampliació

7. Un forn solar (I) Ampliació

8. Un forn solar (II) Ampliació

9. Informe de l’ONU Ampliació

10. Banc de dades. Informació Ampliaciócomplementària (I)

11. Banc de dades. Informació Ampliaciócomplementària (I)

12. Avaluació Avaluació

TÍTOL DE LA FITXA CATEGORIA

13. Autoavaluació Avaluació

14. Solucions Avaluació

15. Fonts d’energia renovables Continguts peri no renovables saber-ne més...

16. El carbó Continguts persaber-ne més...

17. El petroli (I) Continguts persaber-ne més...

18. El petroli (II) Continguts persaber-ne més...

19. El gas natural Continguts persaber-ne més...

20. Com funcionen les centrals Continguts perelèctriques? (I) saber-ne més...

21. Com funcionen les centrals Continguts perelèctriques? (II) saber-ne més...

22. Què són les fonts Continguts perd’energia alternatives? saber-ne més...

1. Identificar transformacions d’energia en aparellselèctrics que fem servir cada dia.

2. Descriure el funcionament bàsic de les principalscentrals elèctriques en funcionament al nostre país.

3. Comparar els procediments utilitzats per produirenergia elèctrica en les diferents centrals.

4. Classificar els aparells elèctrics que fem servir cada dia en funció dels seu elevat o reduït consumd’energia.

5. Descriure com es fa el transport d’energia elèctrica des de les centrals elèctriques fins als llocsde consum.

CRITERIS D’AVALUACIÓ

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 21

Page 4: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

22 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

SOLUCIONARI1Les transformacions energètiques que tenen llocen cada cas són:

a) Batedora:

b) Cuina de gas:

c) Microones:

d) Focs artificials:

Per escalfar el menjar necessitarem:

1 000 kcal ⋅ = 4,18 ⋅ 106 J

I si fem servir l’electricitat:

4,18 106 J ⋅ = 1,16 kWh

Convé utilitzar el kWh com a unitat estàndard perexpressar el consum energètic dels aparells elèc-trics a la llar.

Els cotxes tenen un generador que es connecta almotor amb una corretja i una politja. Quan el cotxeestà parat, pot necessitar energia elèctrica per enge-gar el motor o per encendre els llums. Per fer-ho,disposa d’una bateria que emmagatzema electrici-tat mentre funciona el motor.

Resposta pràctica. Demanar els alumnes i les alum-nes que busquin les línies d’alta tensió aèries i mi-rin cap on van. Aquestes línies d’alta tensió estan

connectades amb els transformadors reductors detensió dels centres de consum.

Si es redueix la tensió, es necessita molta més in-tensitat per aconseguir la mateixa potència. Si la xar-xa d’alimentació fos de 12 V, els cables hauriende posseir una secció més gran. L’inconvenient ésque aquests cables tenen un preu més elevat i queels tubs que recorren la instal·lació també han deser més grans.

Les centrals tèrmiques fan servir combustibles fòs-sils, com ara el carbó, el petroli i el gas natural.Aquests combustibles tenen un gran poder calorífic.

Les centrals nuclears també són tèrmiques, però,en aquest cas, fan servir combustible nuclear: ura-ni o plutoni.

La llenya és un combustible que podríem utilitzara les centrals tèrmiques, però el seu poder calorí-fic és molt inferior al dels combustibles fòssils. Peraconseguir un bon rendiment caldria molta quan-titat de combustible.

Resposta gràfica:7

PÀG. 16

6

PÀG. 15

5

4

3

PÀG. 14

1 kWh

3,6 ⋅ 106 J

4180 J

1 kcal

2

ENERGIATÈRMICA

ENERGIAMECÀNICA

ENERGIAQUÍMICA

ENERGIARADIANT

ENERGIATÈRMICA→ENERGIA

RADIANT→ENERGIAELÈCTRICA

ENERGIATÈRMICA

Focs⎯⎯→

ENERGIAQUÍMICA

ENERGIAMECÀNICA

Motor⎯⎯→

ENERGIAELÈCTRICA

1

PÀG. 10

⎯→

⎯→⎯→

APARELL AMB XARXA DE 220 V

Vídeo V = 220 V I = 2 A P = 440 W

Ràdio V = 220 V I = 0,25 A P = 55 W

Rellotge despertador V = 220 V I = 0,1 A P = 22 W

APARELL AMB XARXA DE 12 V

Vídeo V = 12 V I = 2 A P = 24 W

Ràdio V = 12 V I = 0,25 A P = 3 W

Rellotge despertador V = 12 V I = 0,1 A P = 1,2 W

Urani Reactor Turbina Alternador

E. química → E. tèrmica → E. mecànica → E. elèctrica

Xarxa elèctrica

Refrigerador Transformador

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 22

Page 5: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

23� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

Les barres de control serveixen per frenar la reacció.

El refrigerant serveix per extreure la calor del nucli.Segons el tipus de central, aquesta calor pot pas-sar a un altre circuit, que és el que evapora l’aiguaque passa per les turbines, o ser aquest mateix cir-cuit el que passa per les turbines, les quals hand’estar a l’edifici de contenció.

Els refrigerants també són diferents segons el tipusde central.

La funció de tots dos és transformar l’energia me-cànica que té una determinada massa d’aigua, acausa de l’altura, en energia elèctrica.

La turbina és un dispositiu amb una corona de pa-letes, col·locades al voltant d’un eix central, que gi-ra a causa del pas de l’aigua.

La turbina i l’alternador van acoblats per mitjà d’uneix, de manera que tots dos giren solidàriament i,així, l’alternador genera electricitat.

Resposta lliure. Vegeu l’esquema de la pàgina 99del llibre.

1. Es construeix un embassament aprofitant l’aiguad’un riu.

2. L’aigua cau des de l’embassament per una ca-nal feta a la presa.

3. L’aigua arriba a la turbina, un dispositiu amb pa-letes col·locades al voltant d’un eix central quesegueix el pas de l’aigua.

4. La turbina va acoblada a un generador elèctric.El moviment de la turbina es converteix així enelectricitat de baix voltatge.

5. Després el corrent elèctric es converteix en cor-rent amb alt voltatge que serà distribuït a tra-vés de les línies elèctriques.

6. L’aigua es recull en un desguàs i es fa servir perregar, per exemple.

Els dos tipus de centrals fan la transformació del’energia de la mateixa forma. En tots dos casos uti-litzen l’energia calorífica per transformar-la en elec-tricitat.

Les centrals tèrmiques convencionals obtenenl’energia per mitjà del consum de combustiblesfòssils.

La central solar aprofita l’energia de la radiació so-lar per produir energia tèrmica.

Per obtenir electricitat, s’escalfa aigua fins a con-vertir-la en vapor. El vapor, a gran pressió i tempe-ratura, mou una turbina connectada a un genera-dor elèctric.

Els panells solars serveixen per a moltes aplicacions,com ara les següents:

— Llocs d’auxili a la carretera

— Il·luminació en zones apartades

— Cotxes solars

— Naus espacials

— Cases de camp

Com que els panells solars generen poca energia,es necessiten grans espais per obtenir una quanti-tat d’energia acceptable.

El vent a gran velocitat fa girar les aspes del rotor.Un sistema multiplicador de velocitat transmet elmoviment a un generador, que indueix un correntelèctric.

La velocitat que adquireix el rotor no és prou altaperquè l’alternador indueixi un corrent elèctric. Elmultiplicador és un sistema de transmissió per engra-natges que augmenta la velocitat de gir del rotor peradaptar-la a la que necessita el generador a fi d’in-duir corrent.

Resposta lliure. El mapa següent mostra la potènciaelèctrica instal·lada (2004) en parcs eòlics.

16

15

14

PÀG. 20

13

12

11

PÀG. 19

10

9

PÀG. 17

8

1

Més d’1.500.000

Entre 700.000 i 1.500.000

Entre 100.000 i 700.000

Menys de 100.000

POTÈNCIA EÒLICAINSTAL·LADA(en GW)

OCEÀ ATLÀNTIC

MAR

MEDITERRANI

OCEÀ

ATLÀNTIC

GALÍCIA

PRINCIPATD’ASTÚRIES CANTÀBRIA

LA RIOJA

ARAGÓ

CASTELLAI

LLEÓ

COMUNITATDE

MADRID

CATALUNYA

COMUNITATVALENCIANA

ILLESBALEARS

CASTELLA-LA MANXA

REGIÓDE

MÚRCIAANDALUSIA

EXTREMADURA

Ceuta

Melilla

PAÍSBASC C.F. DE

NAVARRA

CANÀRIES

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 23

Page 6: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

24 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

SOLUCIONARI1Sol → energia radiant i energia tèrmica.

Biomassa → energia química.

Hidràulica → energia mecànica.

Eòlica → energia mecànica.

Carbó, gas, petroli → energia química.

Resposta lliure. Exemple: energia elèctrica en energiamecànica en un ventilador o en una espremedora.

El frigorífic emet escalfor a l’exterior per la part deldarrere, i per això s’hi posa una reixeta que facili-ta aquesta emissió a l’aire, però és una «calefac-ció» molt poc rendible.

El raig surt perquè amb la descomposició dels ani-mals es va formar no sols petroli, sinó també gasos,que com que no poden sortir queden fortamentcomprimits. Quan es perfora el pou, empenyen elpetroli cap amunt amb molta força.

El vapor que surt de la caldera a gran pressió i tem-peratura passa per una turbina formada per di-verses hèlices. El vapor xoca amb les hèlices, queobliguen que la turbina giri. El generador elèctricque està unit a la turbina gira amb aquesta i ambel moviment es genera electricitat.

El pitjor inconvenient és que en llocs tan inacces-sibles no es pot controlar que aquests residus notinguin fuites de radiació, sobretot quan la seva mit-jana de vida pot ser de milers d’anys. A més, dei-xem a les generacions futures un problema quehauríem de solucionar nosaltres.

a) Planxa de vapor.

b) Rentar amb aigua calenta.

La diferència principal és la potència que propor-ciona i, per tant, la mida. Menys de 5.000 kW pera la minicentral. El funcionament i els elements queles formen són els mateixos.

L’avantatge principal de les minicentrals és que espoden situar en molts més rius, no necessiten pre-ses tan grans. Fins i tot en alguns casos no ne-cessiten presa, perquè n’hi ha prou amb desviar elcabal del riu i, després de fer-lo passar per les tur-bines, tornar l’aigua al riu. (Com la central de laimatge del llibre).

Aigua: presa → canal → turbina → desguàs.

Electricitat: generador elèctric → transformador →→ xarxa elèctrica.

La temperatura de la Terra augmenta sempre ambla profunditat; aquest augment, però, no és signifi-catiu: 3 ºC cada 100 m. Només resulta rendible enzones volcàniques on aquest augment pot ser de20 ºC cada 100 m. Es pot fer un petit càlcul per rao-nar aquesta qüestió:

Si cada 100 m la temperatura augmenta 3 ºC, peraconseguir un augment de 90 ºC (evaporar aiguaa 10 ºC) necessitaríem fer un pou de 3.000 m.

No la podem situar en qualsevol platja, perquè ladiferència entre la marea alta i la marea baixa hade ser prou significativa per poder-la aprofitar i quela construcció de l’embassament sigui rendible.

28

27

26

25

Motor⎯⎯⎯→Rentadora

ENERGIAELÈCTRICA

ENERGIATÈRMICA

Resistència⎯⎯⎯⎯→

ENERGIAELÈCTRICA

24

23

22

21

20

19

18

17

PÀG. 24 i 25

Renovables No renovables

• Bioalcohol

• Oli vegetal

• Vent

• Fusta

• Hidràulica

• Gas natural

• Urani

• Petroli

• Gas metà

ENERGIAMECÀNICA

ENERGIATÈRMICA

Moviment

⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→Calor

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 24

Page 7: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

25� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

Els satèl·lits de comunicacions i les naus espacialshan d’utilitzar energies renovables per al seu fun-cionament en òrbita. Si utilitzessin un altre tipusd’energia, aquesta es podria exhaurir i, per tant,deixarien de funcionar.

En òrbita, la millor energia alternativa és l’energiasolar. Per transformar-la en electricitat, en fan ser-vir grans panells solars. Per emmagatzemar l’ener-gia, els satèl·lits disposen de bateries. També s’hanenviat naus equipades amb energia nuclear, peròsón més habituals els panells solars.

La distribució de les centrals tèrmiques respon alsfactors següents:

• La proximitat a les conques mineres que li pro-porcionen combustible, és a dir, carbó extret demines: Astúries, Lleó i la conca de lignits arago-nesos, a Terol i Escucha.

• Localització costanera, que facilita el proveïmentde carbó importat per via oceànica: petroli (fuel)i gas.

• La proximitat als centres urbans (pobles i ciutats)als quals ha de proveir.

És fàcil fer alguna joguina que funcioni amb un pe-tit panell fotovoltaic o amb un ventilador casolà im-pulsat per una goma elàstica.

Les zones més propícies per instal·lar-hi centrals,si el relleu ho permet, són: Galícia, Astúries, regióPirinenca, Cantàbria i el País Basc.

Al mapa es distingeixen perfectament les zones enquè la velocitat del vent és més alta.

Seria una casa que tingués col·lectors solars pera l’aigua calenta, panells fotovoltaics per a l’electri-citat i que estigués correctament orientada i aïlla-da per aprofitar al màxim tant la llum com la calordel sol a l’hivern.

35

34

33

32

31

30

29

1

S’APAGUENDE NIT?

PER QUÈ?

Central NO Es gasta combustibletèrmica quan es torna a engegar

la central.

Central SÍ Perquè no funcioni n’hihidràulica ha prou amb tancar la

comporta. Es pot recollirl’energia sobrant d’unaaltra central si la central hidràulica és de bombeig.

Central NO Es necessita temps per nuclear parar la reacció nuclear

i també per tornara engegar.

Central NO Durant la nit eòlica podem aprofitar

l’energia de l’airesense cap cost.

Central solar SÍ De nit no arriba la llum del sol.

Central NO També hi ha mareesmaremotriu de nit i no tenen cost.

Central NO De nit pot continuar geotèrmica aprofitant la diferència

de temperatura.

Biomassa NO Es gasta combustible quan es torna a posar en marxa la central.

LITRES PER m2

Menys de 300 mm

Entre 300 i 400 mm

Entre 400 i 600 mm

Entre 600 i 800 mm

Més de 800 mm

OCEÀ ATLÀNTIC

OCEÀ ATLÀ

NTIC

mar Cantàbric

mar Med

iterra

ni

OCEÀ ATLÀNTIC

VELOCITAT DEL VENT(en metres per segon)

De 0 a 2

De 2 a 4

De 4 a 6

Més de 6

mar Cantàbric

OCEÀ A

TLÀ

NTIC

marMediterrani

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 25

Page 8: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

26 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

SOLUCIONARI1Hem vist que per poder transportar l’electricitatcal elevar la tensió. Les torres subjecten els ca-bles perquè vagin per l’aire. El problema és que,com que els cables tenen alta tensió, cal utilitzarun aïllant entre aquestes i la torre. Els discos oplats són fets d’un material molt aïllant, normal-ment de vidre o ceràmica.

Si analitzem uns quants aïllants, ens adonarem que,com més discos tingui o més gros sigui l’aïllant quesubjecta el cable, més tensió transporta aquest.

Una aturada en el subministrament elèctric com-porta que tots els aparells que funcionen amb elec-tricitat deixin de funcionar. Les conseqüències sónles següents:

• Aturada de màquines de tracció elèctrica: trens,metro, tramvies, ascensors.

• Aturada d’indústries amb maquinària elèctrica.

• Caos circulatori a causa de l’apagada de semà-fors i de la il·luminació pública.

• Suspensió de vols als aeroports.

• Problemes als hospitals. Per solucionar aquestsproblemes, els hospitals disposen del seu propigenerador elèctric, que proporciona l’energia ne-cessària en cas que es talli el subministramentelèctric exterior.

L’inconvenient principal és la dificultat per al seuemmagatzematge en grans quantitats i d’una for-ma rendible.

No pot funcionar perquè, sense l’embassament in-ferior, de nit no té on recollir l’aigua per bombar-la fins a l’embassament superior.

Consumeix electricitat durant la nit perquè és quanhi ha excedent d’electricitat procedent de la pro-ducció de les centrals tèrmiques de combustió i lesnuclears.

Es va posar el nom de joule a la unitat de mesurad’energia en honor del físic britànic James PrescottJoule (1818-1889). Joule va fer investigacions im-portants sobre la calor que desprèn un conductorpel qual circula un corrent elèctric, i va establir larelació numèrica existent entre l’energia tèrmica ila mecànica; és a dir, l’equivalent mecànic de lacalor.

La potència disponible a la xarxa es mesura en múl-tiples del watt hora. S’utilitza el megawatt (1 milióde watts) o el gigawatt (mil milions de watts).

Durant la jornada laboral es consumeix molta ener-gia. De nit, el consum disminueix notablement. Deles hores nocturnes en diem hores vall. Les com-panyies elèctriques ofereixen contractes de tarifanocturna que rebaixen el preu del que es consu-meix de nit i penalitzen el que es consumeix de diaper tal d’afavorir el consum nocturn, encara que devegades hi ha esdeveniments especials que en dis-paren el consum, com algunes retransmissions te-levisives.

Al gràfic del dimecres 21 d’abril de 2004 podemapreciar que el consum màxim es va donar a les21.33 hores.

La potència màxima s’assoleix en els mesos mésfreds de l’hivern per l’ús de la calefacció, i en elsmesos més calorosos de l’estiu per l’ús de l’aire con-dicionat.

Tot seguit es mostra un gràfic corresponent a undia feiner.

A continuación se muestra la gráfica correspon-diente a un día laborable.

Font: www.ree.es

42

41

40

39

38

37

36APARELL TENSIÓ

CORRENTALTERN

CORRENTCONTINU

Rentadora 220 V Xarxa elèctrica

Calculadora 1,5 V Pila de botó

Televisor 220 V Xarxa elèctrica

Ràdio portàtil 3 V 2 piles petitesen sèrie

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 26

Page 9: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

27� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

CSN: és el Consell de Seguretat Nuclear. La sevamissió és vigilar i controlar les instal·lacions nu-clears i radioactives del nostre país i garantir quefuncionin en condicions òptimes. A més, controlala qualitat radiològica del medi ambient i els mit-jans per donar resposta a emergències radiològi-ques.

ENRESA: Empresa Nacional de Residus Radioac-tius, S. A. Creada el 1984, s’encarrega de gestio-nar els residus radioactius que es generen al nos-tre país.

En medicina:

• Diagnòstic: per exemple, utilitzant iode radioactiu.

• Tractament: per exemple, radioteràpia.

Les radiacions també tenen aplicacions en el campde la indústria, els aliments i les aplicacions domès-tiques, com per exemple:

• Detecció d’esquerdes en edificis.

• Examen de maletes i paquets.

• Estimació de l’antiguitat d’una substància: carbo-ni-14.

• Il·luminació passiva de sortides d’emergència.

• Esterilització de material quirúrgic i aliments.

• Desenvolupament de conreus més rendibles, etc.

NOTA: a la pàgina web del CSN (Consell de Se-guretat Nuclear), www.csn.es, hi pots trobar mol-tes més aplicacions.

• Residus d’alta activitat:

– Combustible utilitzat.

• Residus de baixa i mitjana activitat:

– Eines i material de manteniment utilitzat a lescentrals.

– Xeringues, guants o materials utilitzats en me-dicina nuclear i radioteràpia.

– Fonts radioactives utilitzades en la indústria.

– Material de laboratori contaminat.

Més informació a la pàgina d’ENRESA:

www.enresa.es

Han de coincidir els factors següents:

• Llocs on es donen precipitacions abundants deforma regular.

• Zones d’orografia elevada, amb pendents i ambconques que permeten l’acumulació d’aigües permitjà de la construcció de preses.

• Zones on hi ha necessitats energètiques.

• La vela: cap al 3000 aC els egipcis van fer servirla vela per impulsar les embarcacions.

• La Xina antiga: sabem que utilitzaven carretonsamb veles.

• 700 dC: s’estén el molí de vent i el seu ús esgeneralitza a Europa durant l’edat mitjana. Elvent mou un conjunt d’aspes que giren i trans-meten el moviment a les rodes de moldre el blatper mitjà d’un sistema de transmissió per en-granatges.

• Avió: el 1903, els germans Wright van fer el pri-mer vol controlat amb avió de motor.

Perquè la velocitat del vent és alta (de 6 a 8 m/s)i els corrents d’aire són continus i estables.

A Espanya hi ha 32 mines operatives: 16 a Astúries,1 a Badajoz, 4 a Saragossa, 1 a Àlaba, 2 a la Co-runya, 5 a Madrid, 1 a Terol, 1 a Huelva i 1 a Lleó.

La producció de carbó a Espanya és de 15 milionsde tones l’any.

Econòmicament sí que és una energia rendible,perquè és barata, però la seva transformació enelectricitat a les centrals tèrmiques té un baix ren-diment energètic i un alt cost mediambiental.

49

48

47

46

45

44

43

1

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 27

Page 10: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

28 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

REFORÇ

CORRENT ELÈCTRIC1 FITXA 1

Una de les formes d’energia més utilitzades en el món desenvolupat és l’electricitat. En fem moltesaplicacions, i el seu ús ens resulta imprescindible en una societat com l’actual. També podemconcloure que, com més s’utilitza aquesta energia, més alt és el nivell de vida.

Fes una llista d’aparells elèctrics que utilitzes cada dia, diferenciant els de corrent continu i els de correntaltern.

1

Completa la taula escrivint-hi les magnituds bàsiques elèctriques i les seves unitats corresponents.2

QÜESTIONS

CORRENT CONTINU CORRENT ALTERN

MAGNITUDS ELÈCTRIQUES UNITATS SÍMBOLS

FÓRMULES QUE LES RELACIONEN

Llei d’Ohm

Potència elèctrica

Energia elèctrica

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 28

Page 11: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

Indica almenys tres aparells en què tenen lloc les transformacions d’energia que s’esmenten:2

29� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

REFORÇ

TIPUS D’ENERGIA I TRANSFORMACIONS1 FITXA 2

Seguint el principi fonamental de l’energia (l’energia ni es crea ni es destrueix, tan sols estransforma), l’aplicarem a uns quants aparells elèctrics. A fi de conèixer-los més bé, analitzarem les diferents transformacions que s’hi produeixen.

En la llista d’aparells que hi ha tot seguit, identifica els tipus d’energia que utilitzen:1

QÜESTIONS

ELÈCTRICA QUÌMICA TÈRMICA LLUMINOSA ACÚSTICA MECÀNICA

Rentadora

Ordinador

TRANSFORMACIONS APARELLS

Energia elèctrica → lluminosa

Energia lluminosa → tèrmica

Energia química → mecànica

Energia elèctrica → mecànica

Energia elèctrica → acústica

Energia mecànica → elèctrica

Energia elèctrica → tèrmica

Timbre

Bombeta

Planxa

Vitroceràmica

Cuina de gas

Altaveu

Caldera de gas

Pila

Assecador

Forn elèctric

Vídeo

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 29

Page 12: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

30 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

REFORÇ

UN MOTOR DE VAPOR SENSE PECES MÒBILS1 FITXA 3

Per fabricar motors no cal, en tots els casos, crear ginys complexos. Es poden crear, fins i tot, sensepeces mòbils. En aquesta fitxa aprendràs a crear un vaixell mogut per la flama d’una espelma.

UN VAIXELL DE VAPOR

Necessitaràs els materials següents:

• Un pot de plàstic d’uns 6-7 cm de diàmetre i uns 12-14 cm de longitud.

• Una espelma amb receptacle d’alumini, com les que es fan servir a les esglésies.També es fan servir en algun llumd’il·luminació ambiental. El diàmetre és d’uns4 cm i l’altura s’acosta als 3 cm.

• Un tub de coure buit d’uns 3 mm dediàmetre. Els diàmetres més grans tambéserveixen, però no ultrapassis els 5 mm. N’hi ha prou amb uns 30 cm de tub.

MUNTATGE

1. La primera cosa que has de fer és tallar longitudinalment el pot de plàstic per donar-li la forma de la figura.Utilitza un cúter o unes tisores molt esmolades. Les de tallar paper no serveixen.

2. Enrotlla el tub de coure al voltant d’un llapis per donar-li la forma de la figura. N’hi ha prou amb un parell de voltes.

3. Fes dos forats al pot de plàstic en un dels seus extrems perquè hi puguin passar els caps del tub de coure, tal com es mostra a la figura. Procura no fer els forats molt avall, de manera que els tubs de coure surtin de la base del pot per damunt de la línia de flotació.

4. Doblega els tubs perquè els caps quedin sota la superfície de l’aigua.

5. Omple d’aigua el tub de coure.

6. Posa l’espelma sota l’espiral de coure i encén-la. Si tot va bé, veuràs que surten petites bombolles dels tubs i que el pot es pot desplaçar per l’aigua d’una banyera o d’una pica.

No cal que tornis a omplir els tubs d’aigua. El vapor, quan surt, crea un buit. L’aigua torna a entrar pels tubs i es repeteix el procés.

PROCEDIMIENT

Fes el muntatge anterior, comprova que funciona i respon les preguntes següents:

a) Explica per què el vaixell avança a estrebades.

b) En comptes de dues espires, fes-ne tres. El vaixell va més de pressa o més a poc a poc? Per què?

1

QÜESTIONS

Espelma

Coure

Aigua Pot deplàstic

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 30

Page 13: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

31� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

REFORÇ

LECTURA. LA CONTAMINACIÓ CAUSADA PER L’ÚS DE COMBUSTIBLES FÒSSILS1 FITXA 4

La contaminació atmosfèrica es produeix quan s’expulsen certs gasos a l’atmosfera. Tots els combustibles fòssils afegeixen agents nocius a l’atmosfera en el moment de cremar-se.Aquí tens els més nocius que coneixem.

Coneixes cap mitjà de transport que no contamini l’atmosfera? L’utilitzes sovint? I la teva família?

Examina i enumera les fonts de contaminació que hi ha a la teva localitat. Fes una taula on es relacionin la font de contaminació i els problemes que causa. Afegeix una entrada a la taula i proposa solucionspossibles per als problemes que causa o bé de substitució de la font de contaminació.

2

1

PERÒ, QUIN ÉS EL PROBLEMA AMB AQUESTS GASOS?

■ ❖ ✩ Són gasos anomenatsd’efecte hivernacle. Permetenpassar la llum i la calor del Sol desde l’espai a la Terra, però després la deixen escapar amb dificultat. El resultat és que la temperatura del planeta augmenta. Es podenproduir grans canvis en el clima i el desglaç dels pols, per aixòcertes zones costaneres podrienquedar inundades.

❖ ✩ En barrejar-se amb aigua en la pluja, produeixen àcid sulfúrici àcid nítric dissolts. Aquesta barrejade pluja i àcid s’anomena plujaàcida i és capaç d’atacar les fullesde les plantes i destruir-les. Alguns boscos d’Alemanya handesaparegut a causa d’aquestfenomen.

✻ ✧ ✩ Formen una boira fosca i pesant a nivell de terra que irritaels ulls i els pulmons. En diemsmog o boira fotoquímica. Si viusen una gran ciutat, és molt correntque es formi a l’hivern, quan, a mésdels automòbils, les calefaccionsfuncionen a plena potència.

QÜESTIONS

Tots els transports actuals es mouen cremant derivats dels petroli:dièsel per a vaixells i automòbils, gasolina per a automòbils, fuel per a vaixells i querosè per a avions.

Les centrals tèrmiques cremencarbó, fuel i gas. ■ ❖ ✩ ✧ ✻

■ Diòxid de carboni ✧ Partícules de pols

❖ Diòxid de sofre ✤ Metà

✩ Òxids de nitrogen ✻ Ozó

Les fuites de gas en lesexplotacions petrolíferessón contínues. Aquest gasconsisteix fonamentalmenten metà.

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 31

Page 14: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

32 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AMPLIACIÓ

PRODUCCIÓ D’ENERGIA ELÈCTRICA1 FITXA 5

Hi ha diferents mètodes de producció d’energia elèctrica, que van des dels convencionals fins als alternatius. La implantació de fonts d’energia alternatives depèn, desgraciadament, de decisions polítiques.

Indica els avantatges i els inconvenients que presenten les distintes formes d’obtenir l’energia elèctrica.1

Elabora els esquemes bàsics de funcionament d’una central hidràulica i d’una central tèrmica.

• Central hidràulica:

• Central tèrmica:

2

QÜESTIONS

AVANTATGES INCONVENIENTS

Central nuclear

Central eòlica

Central hidràulica

Central tèrmica

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 32

Page 15: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

Calcula el consum dels aparells elèctrics de casa teva. Si sabem que el cost aproximat d’1 kWh és de 0,09 €, quins són més barats?

2

33� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AMPLIACIÓ

DISTRIBUCIÓ I CONSUM1 FITXA 6

Un cop generada l’energia, s’ha de transportar als punts de consum.Les companyies elèctriques disposen d’una sèrie de xarxes de distribució capaces de transportar-la,encara que cal evitar sempre els recorreguts llargs a causa de les pèrdues que es produeixen, aixícom també un increment en els costos.

Indica la tensió en les diferents etapes de transport de l’energia elèctrica, des de la generació fins al consum.1

QÜESTIONS

ETAPES TENSIÓ

Generació

Centrals elèctriques

Transport

Subestació transformador d’elevació

Transport línia d’alta tensió

Subestació transformació de distribució

Distribució i consum

Centre de transformació

Habitatges

APARELLS

ELÈCTRICS

TEMPS DE

FUNCIONAMENT (H)

POTÈNCIA ELÈCTRICA

(KW)

COST DIARI

C (€)= P (kW) ⋅ t (h) ⋅0,09 €

kWh

Llum

Microones

Cuina elèctrica

Rentadora

Planxa

Televisor

Frigorífic

Ordinador

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 33

Page 16: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AMPLIACIÓ

UN FORN SOLAR (I)1 FITXA 7

Tal com has après en aquesta unitat, l’energia solar és gratuïta i pràcticament inexhaurible. La podem transformar directament en electricitat per mitjà de cèl·lules fotovoltaiques, però sónbastant cares de fabricar. En canvi, resulta relativament senzill fer servir la llum solar per escalfarmaterials, fins i tot a temperatures elevades.

UN FORN SOLAR PARABÒLIC

Necessitaràs els materials següents:

• A i B. Dues planxes de cartó pedra o de contraplacat. El gruix no ha d’ultrapassar 1 cm. Les dimensions han de ser de 60 x 100 cm.

• C, D, E i F. Quatre llistons de fussta amb una longitud de 60 cm. La secció pot ser quadrada o rectangular,almenys de 4 x 4 cm.

• G. És l’element més important. Es tracta d’un plàstic de tipus mirall. És fàcil trobar-lo en botiguesespecialitzades. Ha de ser flexible i tenir una de les superfícies completament emmirallada. Les dimensions han de ser de 150 x 60 cm. El gruix ha de ser l’adient per aguantar la curvatura que es mostra a l’esquema, però sense que s’arribi a trencar.

• H. 80 espigues de fusta per unir planxes de fusta. El diàmetre ha de ser de 6 mm, i la longitud, no inferior a 3 cm.

També necessitaràs 16 cargols de fusta de 3 cm o més de llarg, un trepant i una broca perr a fusta de 6 mm. Un tros de filferro d’uns 70 cm completarà tot el que necessites per muntar aquest forn solar.

PROCEDIMENT

EG

H

F

B

D

A

C

34

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 34

Page 17: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AMPLIACIÓ

UN FORN SOLAR (II)1 FITXA 8

UN MIRALL PARABÒLIC

Ara construirem un mirall parabòlic que concentri tota la llum rebuda en una sola zona, de manera que augmenti la temperatura. Ens basem en una figura geomètrica, la paràbola, que pots veure a la figura.

Si un mirall té forma parabòlica, tots els raigs de llum que incideixen paral·lelament en el seu eix central en qualsevol lloc de la superfície es dirigeixen cap a una zona anomenada focus. Amb el nostre experimentaconseguirem concentrar tots els raigs de llum del muntatge al llarg d’un eix centrat en el focus del mirall parabòlic. En aquest lloc la temperatura s’elevarà prou per fer bullir l’aigua o cuinar aliments.

MUNTATGE

1. El primer que has de fer és unir els dos rectangles de cartó pedra o de contraplacat (A i B). Uneix les duescares amb un parell de serjants o tres o quatre clauets que després puguis enretirar amb facilitat. Es tracta de fer forats perfectament simètrics en aquestes planxes, per això cal perforar-les unides i sense que es moguinentre elles.

2. Amb les dades de la taula de l’esquerra has deprocedir a perforar les dues xapes amb la broca de 6 mm. Les mides de la taula són per als forats de la part superior. Per cada forat que facis a la part superior, n’has de fer un altre a sota seu, a una distància en vertical d’1 cm.

3. Tot seguit separa les dues fustes i introdueix lesespigues de fusta (H) en cadascun dels forats quehas fet a les dues fustes. Fes-ho de manera quesobresurtin més per un costat que per l’altre. El costat per on sobresurten més les espigues ha de ser el que quedi cap endins del muntatge; és a dir, cap al mirall.

PROCEDIMENT

DISTÀNCIA EN CM

DES DE L’ESQUERRA

DISTÀNCIA EN CM

DES DE BAIX

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

36,9

30,5

24,9

20,0

15,9

12,5

9,9

8,0

6,9

6,5

6,9

8,0

9,9

12,5

15,9

20,0

24,9

30,5

36,9

Focus

5 cm6 5

6,5 cmOrigen

Forats on introduir

les espigues

5

5

5 5

5

5

5

5

5 5 5

6

5

35

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 35

Page 18: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

4. Així creem un marc per on més tard podrem introduir el plàstic especulat i forçar-lo a adquirir la forma d’unaparàbola, però abans hem d’acabar de muntar la caixa. Agafa els llistons C, D, E i F i cargola’ls tal com s’indicaen el primer esquema. Si tot ha quedat ben muntat, tindràs un parell de panells prou travats perquè no esmoguin en traslladar-los d’un lloc a un altre.

5. A continuació introdueix el plàstic especulat entre els dos rengles de guies que has creat amb les espigues de fusta. La part especular del plàstic ha de quedar a la zona còncava del muntatge. Vés amb molt de compteen aquest punt de la pràctica, ja que el plàstic es pot trencar.

6. Per acabar, ens falta localitzar on és situat el focus;és a dir, el punt (en aquest cas, l’eix) on esconcentren tots els raigs de llum que incideixensobre el mirall del focus. En el cas concretd’aquesta paràbola, es troba a 50 cm de l’esquerrai a 16,7 cm del fons. Amb la broca de 6 mm fes unforat als dos costats, de manera que puguis passarun filferro o una tija d’acer d’un costat a l’altre.Aquest és l’eix del focus.

Duu a terme el muntatge anterior. Tot seguit fes els experiments següents, procurant sobretot que el mirall quedidirigit cap a la posició del Sol i en un dia assolellat. El mirall ha d’estar ben alineat quan s’il·lumini més intensamentqualsevol objecte que situïs en el filferro del focus. Per apujar o abaixar la caixa i orientar-la, fes servir llibres,cadires, pedres o qualsevol tipus de material que l’aguanti bé.

a) Traspassa una llimona amb el filferro situat al focus i espera 15 minuts. Descriu el que passa.

b) Un suggeriment alimentari: traspassa una salsitxa amb el filferro situat al focus i gira-la una mica cada minutperquè la llum hi incideixi pertot arreu. Si el dia és calorós, en deu minuts tindràs una salsitxa rostida.

c) Canvia el tros de filferro per una tija de fusta. Quant triga a cremar la tija?

Nota per al professor:

El càlcul de la paràbola correspon a l’equació:

y = 0,015 ⋅ (x − 50)2 + 6,5

El factor 6,5 fa que el punt més baix de la paràbola es trobi a 6 cm del fons de la paret. S’hi han afegit 0,5 cm mésperquè l’espiga superior quedi desplaçada precisament 0,5 cm. Aquest desplaçament, unit al centímetre que calbaixar per marcar l’espiga inferior, fa que el mirall segueixi més fidelment la paràbola original. El factor –50 restat a xens desplaça l’eix de la paràbola de manera que quedi a la meitat del nostre muntatge.

La posició del focus és donada, a l’eix, per (1/0,015)/4, i això dóna els 16,7 cm indicats.

La superfície total de llum interceptada és de 0,6 m2, i això dóna una potència en un dia assolellat de més de 600 W.Evidentment, el resultat final depèn de la latitud i de l’època de l’any, però al maig en qualsevol lloc d’Espanya potdonar resultats espectaculars.

PRACTICA

50 cm6 5

16,7 cmOrigen

6

5

1 AMPLIACIÓ

UN FORN SOLAR (II)FITXA 8 (CONTINUACIÓ)

36

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 36

Page 19: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

37� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AMPLIACIÓ

INFORME DE L’ONU1 FITXA 9

En aquesta fitxa et proporcionem un extracte d’un text de les Nacions Unides sobre el consumd’energia a escala mundial i les seves previsions de futur.

Fes un treball d’investigació i mira de localitzar al mapa d’Espanya les centrals hidràuliques, tèrmiques,nuclears, solars i eòliques més representatives.

Feu un debat a l’aula sobre centrals nuclears.

Quins són els inconvenients a l’hora d’utilitzar les energies alternatives?3

2

1

QÜESTIONS

El 80% del consum energètic mundial procedeix delscombustibles fòssils (petroli, gas natural i carbó); elseu ús emet gasos perjudicials que augmenten l’efec-te hivernacle i escalfen el planeta. Amb les tendèn-cies actuals no es pot sostenir cap model de desen-volupament econòmic que sigui compatible amb lapreservació del medi ambient. L’estudi estableix treslínies d’actuació imprescindibles (i rendibles):

— més investigació,

— més fonts renovables,

— més eficàcia en el consum de cases, empreses i vehicles, que ara malgasten el 30 % de l’energia.

Sense canvis legislatius adients, el seu cost inferiorcontinuarà estimulant l’actual ús ineficaç dels com-bustibles fòssils tradicionals, i qualsevol model dedesenvolupament econòmic serà «insostenible»; és adir, incompatible amb la qualitat del medi ambient.És imprescindible utilitzar l’energia més eficaçment,sobretot en el punt final del seu ús: edificis, aparellselèctrics, vehicles i plantes de producció.

«Durant els pròxims 20 anys», assenyala l’informe,«la quantitat d’energia primària necessària per a unservei donat es pot reduir, de forma rendible, entreun 25 i un 35% als països industrialitzats». Aquestpossible estalvi és encara més gran (fins a un 45 %)en la majoria dels països en desenvolupament, per-què els seus vehicles i equipaments estan menysoptimitzats.

Les tècniques necessàries per a aquests incrementsd’eficàcia ja existeixen. Però la seva aplicació es veudificultada per una sèrie d’«imperfeccions de mer-cat», corregibles pels governs, entre les quals cal es-

mentar: la falta d’informació i preparació tècnica; laincertesa empresarial sobre la rendibilitat de les in-versions en tecnologies d’alta eficàcia; la falta d’in-centius per abordar-les.

Actualment, les energies renovables (hidràulica, so-lar, eòlica, geotèrmica i per biomassa), que no eme-ten gasos perjudicials, satisfan el 14% del consumenergètic mundial. El fre principal al seu creixementés l’alt risc econòmic que comporten, però l’informede l’ONU assenyala que els costos d’aquestes tecno-logies han disminuït amb rapidesa fins al punt de fer-les competitives enfront dels combustibles fòssils enalguns sectors, i sobretot en zones rurals. Es recoma-na que els Estats financin les primeres fases de la se-va instal·lació i, alhora, augmentar els preus delscombustibles fòssils perquè reflecteixin els seus cos-tos mediambientals.

A més de l’augment de l’eficàcia i l’ús creixent d’ener-gies renovables, es considera imprescindible inves-tigar en noves tecnologies energètiques, sense ex-cloure’n l’energia nuclear, la qual, a pesar delsseus nombrosos i greus inconvenients, continuaoferint l’avantatge de no emetre gasos d’efecte hi-vernacle. [...]

Les projeccions per als pròxims cent anys que pre-senta l’informe són molt dispars, segons que les de-cisions polítiques estimulin poc o molt l’ús racional ieficaç de l’energia. Si els governs no fan res, el des-envolupament serà incompatible amb la protecciódel medi. [...]

Organització de les Nacions Unides, 26 de setembre de 2000

L’ENERGIA AL MÓN

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 37

Page 20: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

38 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AMPLIACIÓ

BANC DE DADES. INFORMACIÓ COMPLEMENTÀRIA (I)1 FITXA 10

Notes

A LA XARXA

SECRETARIA D’ESTATPER A L’ENERGIAwww.mityc.es/energia/home.htm

La web de la Secretaria d’Estat per al’Energia. Dades de consum, energiesrenovables, impactes ambientals,noves mesures i iniciatives legislatives,etc. Molt completa.

TECNOCIÈNCIA. ESPECIAL ENERGIAwww.tecnociencia.es/especiales/energia/index.htm

Aquest web de la Fundació Espanyolade la Ciència i Tecnologia té una seccióespecial dedicada a l’energia, ambdades actuals, noves energies itendències futures de recerca.

INSTITUT NACIONALD’ESTADÍSTICAwww.ine.es

Vols conèixer totes les dades deproducció, consum, importació,exportació i tipus d’energia produïdesa Espanya? Ho trobaràs a l’INE.

LA NASA PER A ESTUDIANTSwww.ueet.nasa.gov/StudentSite/engines.html

L’Agència Espacial Nord-americana(NASA) manté una pàgina excel·lenton explica el funcionament delsprincipals motors d’aviació iaeronàutica. Molt senzilla i il·lustrada.

MOTOR OTTOcipres.cec.uchile.cl/~apacheco/control/intro.html

Aquí trobaràs com funcionen elsmoderns motors de gasolina de quatretemps, els sistemes d’injecció decombustible, el conjunt utilitzat per reduir les emissions de gasoscontaminants i el sistema per millorarel rendiment del motor.

«EL MUNDO» MOTORelmundomotor.elmundo.es/elmundomotor/

És una web dedicada exclusivament a les notícies del món del motor:cotxes, motos, principis tècnics,salons, exposicions, etc. Ideal perestar al dia amb les últimes notícies.

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 38

Page 21: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

39� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AMPLIACIÓ

BANC DE DADES. INFORMACIÓ COMPLEMENTÀRIA (II)1 FITXA 11

A LA XARXA

Notes

TECNOLOGIA I ENERGIAwww.iter.es

És una pàgina de l’Institut Tecnològic i de les Energies Renovables on estracten a fons les distintes energies,amb monogràfics en PDF, a més denotícies, projectes i diversos productesrelacionats amb aquest tipusd’energies.

PRODUCTORS D’ENERGIESRENOVABLESwww.appa.es/dch/que_son_eerr.htm

Web de l’associació Productorsd’Energies Renovables-APPA ons’expliquen les diverses formesd’energies renovables; a més, escomparen aquestes energies amb lesconvencionals.

ENERGIES RENOVABLESsmuz.cps.unizar.es/PlanEneW/teoria/EnerRenovables/EnerRenovables.html#INDICE

Pàgina de la Universitat de Saragossa on s’ofereix informació sobre els tipusd’energies renovables (solar, fotovoltaica i tèrmica, eòlica, biomassa, hidràulica,geotèrmica i RSU), i els sistemes de captació i emmagatzematged’aquestes energies.

REVISTA D’ENERGIESwww.energias-renovables.com/paginas/index.asp

Pàgina de la revista EnergíasRenovables, en què s’ofereixeninteressants articles i les últimesnotícies sobre la generació d’energiesrenovables, instal·lacions,distribuïdors, etc.

RECURSOS MULTIMÈDIAwww.indexnet.santillana.es/secundaria/n3/Tecnologia/08multimediaAula.html

Web d’Indexnet de l’editorialSantillana. Conté una animació queexplica la generació d’energia elèctricaa partir de fonts convencionals, així com també la seva distribució i transport.

ENERGIES RENOVABLESscience.howstuffworks.com/channel.htm?ch=science&sub=sub-engineering

Web en anglès on s’expliquen els sistemes tècnics d’aprofitament de diverses energies renovables.

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 39

Page 22: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

40 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AVALUACIÓ

AVALUACIÓ1 FITXA 12

Defineix els termes següents: font d’energia re-novable, reacció en cadena, góndola, biomassa,efeccte hivernacle.

Enumera els tipus de centrals solars. Explica lesdiferències i similituds que hi ha entre elles.

Dibuixa una central hidroelèctrica amb les sevesparts i explica’n el funcionament. Quiin impacteambiental tenen aquests tipus d’instal·lacions?

Una central elèctrica genera 20.000 W de ppotèn-cia en una hora. A la central de transformació s’e-leva la tensió a 400 kV a fi de transportaar l’elec-tricitat per la xarxa.

a) Quina intensitat circularà per la xarxa?

b) Si es perden 2 kWh de l’energia transportadaper dissipació en forma de calor, quantes ca-lories s’han perdut?

c) Si al centre urbà s’abaixa la tensió per al con-sum a 230 V, quina intensitat circularà?

Dibuixa el diagrama de blocs d’una central tèrmicade combustió i valora’n l’impacte ambiental.

5

4

3

2

1

NOM: CURS: DATA:

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 40

Page 23: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

41� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AVALUACIÓ

AUTOAVALUACIÓ1 FITXA 13

L’energia eòlica és una energia:

a) Renovable.

b) No renovable.

c) Convencional.

En una pila transformem:

a) L’energia química en energia mecànica.

b) L’energia química en energia elèctrica.

c) L’energia elèctrica en energia tèrmica.

d) L’energia lluminosa en energia elèctrica.

Per transportaar energia elèctrica des de les cen-trals fins als llocs de consum:

a) S’apuja la intensitat del corrent i se n’abai-xa el voltatge.

b) S’apuja el voltatge i se n’abaixa la intensitat.

c) Es mantenen baixos el voltatge i la intensitat.

d) S’apugen tant la intensitat com el voltatge.

En una central tèrmica de combustió:

a) El vapor d’aigua mou les turbines acobla-des a un generador.

b) L’aire mou les turbines.

c) L’aigua en estat líquid mou les turbines.

d) El petroli mou les turbines.

La presa o embassament:

a) És on s’instal·la la turbina.

b) És una conducció que torna l’aigua al riu uncop ha passat per la turbina.

c) Es construeix normalment a la part superiordel riu.

En una central nuclear,, el reactor és el lloc on:

a) Es crema el combustible.

b) Té lloc la reacció de fissió.

c) S’acumula el combustible gastat amb ante-rioritat.

d) Es genera l’electricitat.

Assenyala quina central no necessita turbines peral seuu funcionament:

a) Central hidràulica.

b) Central fotovoltaica.

c) Central nuclear.

d) Central tèrmica de carbó.

El rotor és un element que capta l’energia del venti la transforma een energia:

a) Mecànica.

b) Tèrmica.

c) Nuclear.

Com a biomassa podem utilitzar:

a) Urani.

b) Conreus energètics.

c) Petroli.

La pluja àcida la produeixen les centrals:

a) Tèrmiques de combustió.

b) Nuclears.

c) Solars.

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

NOM: CURS: DATA:

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 41

Page 24: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

42 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

AVALUACIÓ

SOLUCIONS1 FITXA 14

NOM: CURS: DATA:

a; b; b; a; c; b; b; a; b; a.10987654321

AUTOAVALUACIÓ

AVALUACIÓ

Defineix els termes següents: font d’energia re-novable, reacció en cadena, góndola, biomassa,efectte hivernacle.

Font d’energia renovable: la font d’energia queés inexhaurible o que es reposa en un curt perío-de de temps.

Reacció en cadena: reacció que es produeix quanun nucli atòmic provoca una reacció nuclear en al-tres nuclis i aquests, al seu torn, desencadenenla reacció d’altres de diferents.

Góndola: part constituent d’un aerogenerador queacompleix la funció de contenir el multiplicador i elgenerador o alternador.

Biomassa: tota la matèria de la Terra que té vida oque té el seu origen en la matèria viva.

Efecte hiveernacle: increment de la temperatura del’aire de l’atmosfera terrestre causada per la refle-xió de la radiació infraroja a conseqüència de la pre-sència de gasos com el CO2.

Enumera els tipus de centrals solars. Explica lesdiferències i similituds que hi ha entre elles.

Tèrmiques i fotovoltaiques.

SSimilituds: totes dues generen electricitat. A més,les centrals solars tèrmiques obtenen l’energia con-centrant la radiació del Sol amb miralls o heliòstatsi transmetent la calor a un fluid tèrmic. Aquesta ca-lor és capaç d’evaporar aigua i generar vapor quemou un alternador.

Diferències: a les centrals solars tèrmiques de tor-re central, tots els heliòstats dirigeixen els raigs so-lars cap a un sol punt. La solar fotovoltaica trans-forma la radicació solar directament en energiaelèctrica de corrent continu per mitjà de l’ús de pa-nells fotovoltaics, per això necessita un grup inver-sor. Les solars tèrmiques generen corrent altern,perquè utilitza alternadors.

Dibuixa una central hidroelèctrica amb les sevesparts i explica’n el funcionament. Quin impacteambiental tenen aquests tipus d’instal·lacions?

Vegeu la resposta i l’explicació a la pàgina 99.

Una central elèctrica geenera 20.000 W de potèn-cia en una hora. A la central de transformació s’e-leva la tensió a 400 kV a fi de transportar l’elec-tricitat per la xarxa.

a) P = 20 000 W = 2 ⋅ 104 W

V = 400 kV = 4 ⋅ 105 V →

→ I = = = 0,05 A

b) 2 kWh ⋅ 3 600 000 = 7 200 000 J =

= 30 096 000 cal ≈ 30,1 ⋅ 106 cal

c) P = 20 000 W = 2 ⋅ 104 W; V = 230 V

I = = 2 ⋅ = 86,96 A

Dibuixa el diagrama de blocs d’una central tèrmi-ca de combustió i valora’n l’impacte ambientall.

Les centrals tèrmiques de combustió tenen un granimpacte ambiental a causa de l’emissió de partícu-les sòlides i gasos contaminants que generen unagran pol·lució atmosfèrica. Aquests gasos, a més,eleven la temperatura global del planeta perquè in-crementen l’efecte hivernacle. També produeixenpluja àcida, que destrueix boscos, acidifica rius i llacsi deteriora els edificis de la ciutat. L’extracció de com-bustibles fòssils i el seu transport són també agres-sius (mineria a cel obert, plataformes petrolíferes,marees negres, ruptura d’oleoductes). Cal tenir encompte, a més, que a les zones on hi ha aquestesinstal·lacions es produeix un escalfament de l’aiguaque altera l’ecosistema aquàtic i fomenta la prolife-ració d’algues que exhaureixen l’oxigen dissolt a l’ai-gua, la qual cosa provoca la mort dels peixos.

5

5

104

230

P

V

2 ⋅ 104

4 ⋅ 105

P

V

4

3

2

1

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 42

Page 25: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

43� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

FONTS D’ENERGIA RENOVABLES I NO RENOVABLESFITXA 15

L’energia i les fonts d’energia

L’energia és allò que pot produir un treball o actuar sobre un cos. Hi ha moltes formes d’energia, per exemple: l’energia elèctrica, l’energia calorífica, l’energia mecànica, l’energia atòmica, etc.

Una font d’energia és tot allò capaç de produir una o diverses formes d’energia. Per exemple, el carbó és una font d’energia perquè quan crema genera energia calorífica. També el vent és una font d’energia, perquè quan mou les aspes d’un generador en una central eòlica pot produir electricitat.

Diferenciar entre energia i font d’energia. Escriu al costat de cada concepte si consideres que és unaenergia o una font d’energia:

Diferenciar entre fonts d’energia renovaables i no renovables.

És senzill diferenciar les fonts d’energia renovables de les no renovables seguint aquest exemple:

El Sol és una font d’energia lluminosa que, per mitjà de panells solars, es pot convertir en energiaelèctrica. Tant si utilitzem un sol panell per a la calefacció d’una casa com cinc-cents panells per a la il·luminació d’un poble, el Sol té la mateixa energia. L’energia solar és una energia renovable.

El carbó és una substància que es va formar per la descomposició i fossilització de grans masses devegetals, principalment durant l’Era Primària. El carbó és una font d’energia perquè quan crema produeixenergia calorífica que es pot utilitzar per obtenir altres formes d’energia. Si fem servir una tona de carbóper encendre un forn, utilitzarem la mateixa quantitat per encendre deu forns? La resposta és no. Sinomés es fes servir el carbó com a font d’energia, aquest s’acabaria exhaurint. El carbó és un exempled’energia no renovable.

Identificcar fonts d’energia renovables i no renovables. Uneix cadascuna de les fonts d’energia següents amb el terme correcte.

3

2

1

NOM: CURS: DATA:

El Sol

L’electricitat

La calor

El vent

El petroli

La llum

L’urani

La biomassa

L’energia cinètica

• Renovable

• No renovable

Biomassa •

Energia hidroelèctrica •

Energia nuclear •

Energia eòlica •

Petroli •

Gas natural •

Energia maremotriu •

Torre petrolífera.

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 43

Page 26: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

44 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

EL CARBÓFITXA 16

Història del carbó

El carbó és un combustible sòlid format principalment per carboni i el seu origen és vegetal. Durant el període car-bonífer de l’Era Primària (fa uns 300 milions d’anys), a la Terra hi havia enormes extensions pantanoses poblades d’una variada vegetació, principalment falgueres gegants.

Aquestes falgueres, quan morien, quedaven enterrades dins el fang del pantà i es començaven a descompondre.Tota matèria orgànica és formada principalment per carboni, hidrogen i oxigen, a més d’altres elements. Al llarg de la descomposició, anaven perdent àtoms d’hidrogen i oxigen i, per tant, s’enriquien en carboni.

Amb el pas del temps, aquests pantans es van cobrir de sediments i van quedar enterrats a grans profunditats, per això van ser sotmesos a pressions i temperatures molts altes, que van fer que la seva composició fos exclusivament carboni.

Aquesta descripció correspon al tipus de carbó anomenat antracita, que és el més antic i el de més poder calorífic.Els altres tipus de carbó segueixen un procés similar, però, com que són més recents, no contenen tant carboni,fins a arribar a la torba, que es va formant avui dia.

Identificar els tipus de carbó i les seves propietats. Completa la taula següent:

Descriure els processos d’extraccióó del carbó. Completa el text següent:

El carbó s’extreu normalment de __________ subterrànies. Queden poques __________ perquènormalment estan exhaurides.

Abans d’obrir una mina cal fer una __________ per saber si la seva explotació serà rendible. De vegades,com que la formació del carbó està a una __________ massa gran, o té un contingut baix en __________ ,la seva extracció no és aconsellable.

La primera cosa que cal fer amb el carbó és __________ per eliminar les de __________ .

Després es __________ i __________ .

Conèixer alguns usos del carbó en la història. Escriu «cert» o «fals» al costat de cadascuna de les frasessegüents:

El carbó no es va conèixer fins a l’edat mitjana.

A l’edat mitjana es va començar a utilitzar per produir calor.

La seva vertadera importància arriba a final del segle XVIII.

Les locomotores primitives feien servir petroli pur.

Avui dia, ha estat desplaçat pel petroli.

El seu ús principal és a les centrals nuclears.

En una central tèrmica el carbó es fa servir per evaporar aigua.

El carbó s’utilitza en la metal·lúrgia de l’acer.

3

2

1

NOM: CURS: DATA:

Antracita

Hulla Antic

50-70 % Jove

Actual Baix

Nom Cont. en carboni Antiguitat Poder calorífic

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 44

Page 27: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

45� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

EL PETROLI (I)FITXA 17

Història del petroli

El petroli és un líquid viscós d’origen natural, anomenat també petroli cru, o simplement cru, amb una olor moltcaracterística, compost d’una barreja de diverses substàncies orgàniques, anomenades hidrocarburs. El petrolis’utilitza principalment per obtenir combustibles, però també té una àmplia aplicació en la fabricació de moltsmaterials, com ara plàstics, pintures, productes tèxtils, etc. Avui dia, tots els països tenen una gran dependènciadel petroli, especialment del seu ús com a primera matèria dels combustibles per al transport.

Encara que és un producte conegut des de l’antiguitat, el seu ús industrial no va començar fins a mitjan segle XIX.Abans s’havia fet servir tan sols amb finalitats medicinals, per impermeabilitzar teixits o impregnar torxes.

A diferència del carbó, el petroli es va formar a partir de l’acumulació de grans quantitats de petits éssers marinsvius, principalment animals, que en morir van quedar barrejats amb sorres fines en conques marines tranquil·les. A mesura que augmentava el gruix dels sediments, aquests s’enfonsaven pel seu propi pes. Com que aquestfenomen es va prolongar durant milions d’anys, van arribar a grans profunditats i van ser sotmesos a pressionsfortíssimes i a temperatures molt elevades.

Es calcula que aquests processos van començar fa uns 100 milions d’anys i continuen produint-se avui dia.

Conèixer la terminologia dels jaciments de petroli. Llegeix al teu llibre les definicions de les paraulessegüents i escriu-les:

Hidrocarbur:

Roca mare:

Magatzem:

Trampa de petroli:

Diferenciar els processos de formació del carbó i el petroli. A continuació de cadascuna de les frasessegüents, escriu «carbó», «petroli» o tots dos, segons el que pensis que es correspon amb el procés de formació de l’un o de l’altre.

Es forma a partir de restes vegetals.

La seva formació va començar fa 100 milions d’anys.

Es diposita en conques marines tranquil·les.

Es diposita en zones pantanoses.

Els sediments es van enfonsant al llarg del temps.

Es forma a partir de petits animals marins.

La seva formació va començar fa 300 milions d’anys.

Els sediments, quan arriben a grans profunditats, es veuen sotmesos a pressions i temperatures molt altes.

2

1

NOM: CURS: DATA:

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 45

Page 28: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

46 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

EL PETROLI (II)FITXA 18

Explicar breument la formació del carbó i del petroli. De les frases anteriors selecciona les que pertanyen al carbó, ordena-les i construeix una frase explicant el procés de formació del carbó. Fes després el mateixper al petroli.

El carbó:

El petroli:

Descriure breument els processos de localització i extracció del petroli.Completa les frases següents:

Per localitzar les possibles __________ cal fer __________ del terreny, a la recerca de __________geològiques que indiquin la possibilitat que hi hagi una __________. Aquestes prospeccions utilitzen una tècnica que estudia la propagació de les __________.

Per obrir un pou petrolífer es __________ el subsòl amb una màquina que té __________ , i la seva puntas’ha fabricat amb __________.

Al mateix temps que es perfora, cal __________ a fi d’evitar que les produïdes per la __________ la puguintrencar.

Finalment, s’instal·la __________ per __________ el petroli.

Identificar produuctes procedents de la destil·lació fraccionada del petroli. Ordena, de la temperaturad’obtenció més baixa a la més alta, els següents productes derivats del petroli:

• Fueloil, butà, gasoli, lubricants, gasolina, querosè, dissolvents, ceres.

Enumerar algunes aplicacions dels derrivats del petroli. Escriu algunes aplicacions dels derivats del petroli en cadascun dels àmbits següents, que no incloguin el del transport:

Medicina:

Agricultura:

Alimentació:

Fibres tèxtils:

Embalatges:

4

3

2

1

NOM: CURS: DATA:

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 46

Page 29: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

47� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

EL GAS NATURALFITXA 19

Història del gas natural

El gas natural es forma d’una manera semblant al petroli i, gairebé sempre, la seva formació éssimultània; és a dir, el seu origen és el de les restesorgàniques de petits animals i plantes marines quequeden enterrats sota piles enormes de sediments i sotmesos a pressions i temperatures molt altes.

Moltes vegades, quan es fa una perforació perextreure petroli, aquest sorgeix acompanyat de gas.Com que és més poc dens, el gas ocupa la partsuperior de la trampa de petroli, encara que en altrescasos, i segons les característiques del terreny, potemigrar a altres parts de la formació molt distants de la bossa de petroli.

El gas natural és una barreja d’hidrocarburs,principalment el més lleuger, el metà, acompanyatd’altres hidrocarburs també lleugers, com l’età,el propà i el butà.

Un cop separats el propà i el butà, el gas resultant té una aplicació fonamentalment com a combustibleen els àmbits domèstic i industrial. Es transportadirectament amb conduccions anomenadesgasoductes.

Conèixer conceptes bàsics del gas natural. Escriu «cert» o «fals» al costat de les frases següents que es refereixen al gas natural:

La formació del gas és semblant a la del petroli.

És una font d’energia renovable.

Al ritme actual de consum, la seva existència durarà aproximadament un segle.

Sol estar associat a jaciments de petroli.

Només es troba en jaciments de petroli.

Es transporta en canonades anomenades gasoductes.

Els productors principals són Rússia i el Pròxim Orient.

El seu ús principal és el de combustible.

No es pot utilitzar en automoció.

El gas natural té aplicacions en la indústria química.

Identifficar alguns avantatges de l’ús del gas natural. Completa les frases següents:

La combustió del gas natural és molt __________ en comparació de la d’altres __________, com el __________ i el __________.

El gas natural suposa un __________ del consum energètic mundial i aquesta xifra va en __________alhora que disminueix el consum del __________.

La raó principal és que el consideren una __________ , ja que redueix les emissions de __________ a l’atmosfera.

2

1

NOM: CURS: DATA:

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 47

Page 30: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

48 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

EL GAS NATURALFITXA 19 (CONTINUACIÓ)

Reconèixer termes relacionats amb el gas natural. A la sopa de lletres busca vuit paraules relacionades amb el gas natural.

Recollir dades sobre el gas natural a Espanya. Localitza a Internet algunes dades sobre la producció i el consum de gas natural a Espanya. Fes servir algun cercador, com el Google, i hi introdueixes «jaciments de gas a Espanya».

• Elabora un informe recollint dades sobre els aspectes que consideris més interessants, per exemple:

Proveïment propi i d’importació.

Els diferents mercats a què va destinat el consum de gas natural.

Xifres de clients en els diversos mercats.

La xarxa de gasoductes a Espanya.

Localització dels jaciments de gas a Espanya.

Estudi comparatiu del consum de gas a Espanya.

4

3

NOM: CURS: DATA:

I R S O S A G R I E

U L Q E D O T M N T

S T U E Q A T E M A

P K N E G O R T I N

R I P R E G U T I H

O R B L E N T A X P

P E S T R U M T A L

A S I T B U T A Z X

Y C M A S T I D R U

E T C U D O S A G X

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 48

Page 31: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

49� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

COM FUNCIONEN LES CENTRALS ELÈCTRIQUES? (I)FITXA 20

Interpretar esquemes de centrals. Les centrals tèrmiques proporcionen energia a partir d’un combustible o bé a partir de la llum del sol.

• Retola els elements d’una central tèrmica de combustibles fòssils.

Caldera

Generador

Turbines

Transformador

Cremador

Combustible

Escalfadors

Bombes d’aigua

Torre de refrigeració

Condensador

• Retola ara els elements d’una central tèrmica nuclear.

Reactor

Barresde combustible

Torrede refrigeració

Sala de control

Turbines

Generador

Transformador

Condensador

Bombes d’aigua

• Explica ara com s’utilitza una energia renovable: l’energia solar.

Caldera

Turbina

Generador

Transformador

Mirallsorientables

Bomba

Fonts d’energia (llum)

Transformador

Condensador

• Per què les centrals tèrmiques se situen al costat d’un riu, un llac o el mar? Quin paper tenen, en toteselles, les bombes d’aigua?

• Escriu una llista amb els elements comuns en totes les centrals tèrmiques.

• Quins elements diferencien principalment una central nuclear de les altres centrals tèrmiques?

1

NOM: CURS: DATA:

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 49

Page 32: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

50 � GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

COM FUNCIONEN LES CENTRALS ELÈCTRIQUES? (II)FITXA 21

Interpretar esquemes sobre la distribució de l’energia elèctrica. Des que es produeix l’energia elèctrica fins que pot ser consumida a llars o indústries, cal transportar el corrent elèctric.

• Observa l’esquema de la distribució de l’energia elèctrica i assenyala-hi:

On es produeix l’energia elèctrica. Quin tipus de central hi ha representat a l’esquema?

Com es connecta aquesta energia elèctrica amb la xarxa elèctrica.

On s’eleva la tensió del corrent elèctric per minimitzar les pèrduesenergètiques durant el transport.

Quins són els elements necessaris per transportar el corrent elèctric des d’una central fins a una ciutat.

On es redueix el valor de la tensió del corrent perquè el puguin utilitzar les màquines d’una indústria o elselectrodomèstics d’un habitatge.

Observar fotografies. Alguns dels elements que has observat en els esquemes anteriors es poden identificarobservant exteriorment una central elèctrica, però d’altres no.

• Observa les fotografies i indica quin tipus de central elèctrica hi ha representada en cadascuna.

• Completa un quadre amb els elements que hagis identificat en cadascuna de les centrals.

Es veu el generador? I les turbines?

Tenen totes les centrals torres de refrigeració? Per què?

Contaminen el medi ambient les centrals de les fotografies? De quina manera?

2

1

NOM: CURS: DATA:

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 50

Page 33: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

51� GUIA TECNOLOGIES TERCER ESO � MATERIAL FOTOCOPIABLE © GRUP PROMOTOR SANTILLANA EDUCACIÓ, SL �

1 CONTINGUTS PER SABER-NE MÉS...

QUÈ SÓN LES FONTS D’ENERGIA ALTERNATIVES?FITXA 22

Noves fonts per satisfer la demanda creixent d’energia

El desenvolupament de la tecnologia ha originat un augment en la demanda d’energia per fer funcionar les màquines. Des de final del segle XIX, l’energia utilitzada a llars i indústries és fonamentalment elèctrica, enfront del carbó o el gas utilitzats tradicionalment. L’energia elèctrica no resulta gaire contaminant en el moment de consumir-la (no s’emeten gasos, perquè no es fa cap combustió), però abans cal produir-la.

Com ja saps, la generació d’energia elèctrica té sovint conseqüències negatives per al medi ambient. Per exemple, les centrals tèrmiques de combustibles fòssils generen contínuament gasos contaminants, les centrals nuclears produeixen residus molt contaminants, etc. A més, durant l’explotació dels recursos naturals (extracció de petroli, gas, etc.), l’impacte paisatgístic és enorme.

També coneixes l’existència de fonts d’energia, anomenades fonts alternatives, en contraposició a les fonts tradicionals, que permeten aprofitar recursos energètics naturals ocasionant menys perjudicis al medi ambient. Algunes de les més utilitzades són l’energia solar i l’energia eòlica, però també s’intenta aprofitar l’energia per altres mitjans: energia geotèrmica, energia maremotriu, energia de la biomassa.

Conèixer les característiques de les fonts d’energia alternatives.

• Llegeix atentament les afirmacions següents i assenyala quines són certes i quines falses.

Avui dia, les fonts d’energia alternatives són més utilitzades que les fonts d’energia tradicionals.

Les fonts d’energia alternatives no causen cap impacte en el paisatge.

Les fonts alternatives són més eficaces que les fonts tradicionals; és a dir, una central solar produeixmés energia elèctrica que una central nuclear.

El procés de generació d’energia a partir de fonts alternatives és menys contaminant que a partir de combustibles com el petroli o el carbó.

L’energia solar o l’energia eòlica es poden aprofitar cada dia en qualsevol regió d’Espanya.

L’energia elèctrica produïda amb fonts alternatives té una qualitat inferior a la generada amb petroli, gas o combustibles nuclears.

Resulta molt més barat produir energia a partir de fonts tradicionals, però no s’utilitzen mai.

Conèixer els avaantatges i els inconvenients de les fonts d’energia alternatives.

• Completa la taula de la dreta anotant-hi alguns avantatges i inconvenients de dues fonts d’energia alternatives: l’energia solar i l’energia eòlica.

• Què vol dir que moltes fonts d’energia renovables tenen un fort condicionant geogràfic?

2

1

NOM: CURS: DATA:

Avantatges

Inconvenients

Energia eòlicaEnergia solar

Molí d’unacentral eòlica.

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 51

Page 34: 1 Energia - peprifa.catpeprifa.cat/arees/tcn3/recursos3/tema1.pdf · Tipus d’energia Reforç i transformacions 3. Un motor de vapor sense Refor ...

Notes

52

877542 _ 0019-0052.qxd 10/7/07 08:56 Página 52