NOMBRE:

JENIFER FLORES AREVALO .PROFESORA:

MARIA ELENA FALLA JUAREZ. COLEGIO:

I.E SANTA MAGDALENA SOFIA BARAT. GRADO:

”1” SECCION:

”C” . CURSO:

CIENCIA, TEGNOLOGIA Y AMBIENTE. TEMA:

LA ENERGIA.

LA ENERGIA TIPOS, FORMAS Y FUENTES.

ENERGÍA, TRABAJO Y POTENCIA

CALOR Y TEMPERATURA EN LOS CUERPOS

LA ENERGÍA

Toda la energía que utiliza el hombre en la vida diaria para ser funcionar las industrias y vehículos dediferente tipo proviene del sol.

Al quemar leña, carbón o petróleo, aprovechamos la energía acumulada en forma de energía química. Lascentrales hidroeléctricas aprovechan la energía del agua evaporada por el calor del sol La energía queingerimos en los alimentos proviene del sol. Por ejemplo:

En la fotosíntesis, las plantas transforman la energía solar en química.

TIPOS Y FORMAS DE ENERGÍA

Energía eléctrica

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía queresulta de la existencia de una diferencia de potencial entredos puntos, lo que permite establecer una corrienteeléctrica entre ambos (cuando se les coloca en contacto pormedio de un conductor eléctrico) para obtener trabajo.

Energía luminosa

La energía lumínica o luminosa es la energía fracciónpercibida de la energía transportada por la luz y que semanifiesta sobre la materia de distintas maneras, una de ellases arrancar los electrones de los metales, puede comportarsecomo una onda o como si fuera materia, pero lo más normales que se desplace como una onda e interactúe con la materiade forma material o física.

Energía mecánica

La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la energía elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.

Energía térmica

Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puedeser obtenida de la naturaleza, a partir de la energía térmica, mediante unareacción exotérmica, como la combustión de algún combustible; por unareacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efectoJoule o por efecto termoeléctrico; o por rozamiento, como residuo de otrosprocesos mecánicos o químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía dela naturaleza que se encuentra en forma de energía térmica, como la energíageotérmica o la energía solar fotovoltaica.

La energía térmica se puede transformar utilizando un motor térmico, ya seaen energía eléctrica, en una central termoeléctrica; o en trabajo mecánico,como en un motor de automóvil, avión o barco.

La obtención de energía térmica implica un impacto ambiental. Lacombustión libera dióxido de carbono (CO2) y emisiones contaminantes. Latecnología actual en energía nuclear da lugar a residuos radiactivos quedeben ser controlados. Además deben tenerse en cuenta la utilización deterreno de las plantas generadoras de energía y los riesgos de contaminaciónpor accidentes en el uso de los materiales implicados, como los derrames depetróleo o de productos petroquímicos derivados.

Energía eólica

Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada enotras formas útiles para las actividades humanas.El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos enla mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar lamaquinaria de molinos al mover sus aspas.En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica medianteaerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios.1 Mientras la eólica genera alrededordel 1% del consumo de electricidad mundial,2 representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007). En el año 2008 el porcentaje aportado por la energía eólica en España aumentó hasta el 11%.3Laenergía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazartermoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es suintermitencia.

Energía solar

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.La radiación solar que alcanza la Tierra puedeaprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una delas llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde. Si bien, al final de suvida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que enbuenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce comoirradiancia.La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llegadirectamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiplesfenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puedereflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

La irradiancia directa normal fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde aun valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).Según informes de Greenpeace, la energía solarfotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030..

Energía nuclear

La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear(división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nuclearesse libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transformadirectamente en energía. Lo anterior se puede explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de la genialidad del granfísico Albert Einstein.

Energía cinética

Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuaciónE = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. La energía asociada a un objeto situado adeterminada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte enenergía cinética.

Energía potencial

La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema decuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistemapuede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como enelasticidad un campotensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos Ay B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

Energía química

La energía química es la energía acumuladaen los alimentos y en los combustibles. Seproduce por la transformación de sustanciasquímicas que contienen los alimentos oelementos, posibilita mover objetoso generar otro tipo de energía.

Energía hidráulica

Se denomina energía hidráulica o energíahídrica a aquella que se obtiene delaprovechamiento de las energías cinéticay potencial de la corriente de ríos, saltosde agua o mareas. Es un tipo de energíaverde cuando su impacto ambiental esmínimo y usa la fuerza hídrica sinrepresarla, en caso contrario esconsiderada sólo una forma de energíarenovable.

Energía sonora

La energía sonora es aquella que se produce conla vibración o el movimiento de un objeto, quehace vibrar también el aire que lo rodea y esavibración se transforma en impulsoseléctricos que en el cerebro se interpretancomo sonidos.

Energía radiante

Es la energía que poseenlas ondas electromagnéticas como la luzvisible, las ondas de radio, los rayosultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR),etc. La característica principal de estaenergía es que se propaga en el vacío sinnecesidad de soporte material alguno. Setransmite por unidades llamadas fotones,estas unidades llamadas fotones actúantambién como partículas, debe ser como loplantease el físico Albert Einstein ensu teoría de la relatividad general.

Energía fotovoltaica

Los sistemas de energía fotovoltaicapermiten la transformación de la luz solar enenergía eléctrica, es decir, la conversión deuna partícula luminosa con energía (fotón)en una energía electromotriz (voltaica).

El elemento principal de un sistema deenergía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica,un dispositivo construido de silicio (extraídode la arena común).

Energía de reacción

En una reacción química el contenidoenergético de los productos es, en general,diferente del correspondiente a los reactivos.Este defecto o exceso de energía es el que sepone en juego en la reacción. La energíadesprendida o absorbida puede ser en forma deenergía luminosa, eléctrica, mecánica, etc.. perohabitualmente se manifiesta en forma de calor.El calor intercambiado en una reacción químicase llama calor de reacción y tiene un valorcaracterístico para cada reacción. Las reaccionespueden entonces clasificarse en exotérmicas oendotérmicas, según que haya desprendimientoo absorción de calor.

El petróleo como energía

Es un recurso natural no renovable y actualmentetambién es la principal fuente de energía en lospaíses desarrollados. El petróleo líquido puedepresentarse asociado a capas de gas natural, enyacimientos que han estado enterrados durantemillones de años, cubiertos por los estratossuperiores de la corteza terrestre.

Energía iónica

La energía de ionización es la cantidad de energíaque se necesita para separar el electrón menosfuertemente unido de un átomo neutro gaseoso ensu estado fundamental.

El gas natural como energía

El gas natural es una fuente de energía norenovable formada por una mezcla de gases que seencuentra frecuentemente en yacimientos depetróleo, disuelto o asociado con el petróleo o endepósitos de carbón. Aunque su composición varíaen función del yacimiento del que se extrae, estácompuesto principalmente por metano encantidades que comúnmente pueden superar el 90ó 95%, y suele contener otros gases comonitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.

El carbón como energía

El carbón es un tipo de roca formada por el elemento químico carbono mezclado con otras sustancias. Es una de las principales fuentes de energía. En 1990, por ejemplo, el carbón suministraba el 27,2% de la energía comercial del mundo.

Energía geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radio génico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

Energía mareomotriz

Es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

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Energía electromagnética

La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemosatribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidadesde campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnéticadepende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades de campo.

Energía metabólica

La energía metabólica o metabolismo es elconjunto de reacciones y procesos físico-químicosque ocurren en una célula. Estos complejosprocesos interrelacionados son la base de la vida anivel molecular, y permiten las diversas actividadesde las células: crecer, reproducirse, mantenersus estructuras, responder a estímulos, etc.

FUENTES DE ENERGÍA

• Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de las que el ser humano puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo el viento, el agua y el sol, entre otros.

• Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrióel fuego para calentarse y asar los alimentos, pasando porla Edad Media en la que construía molinos deviento para moler el trigo, hasta la época moderna en laque se puede obtener energía eléctrica fisionandoel átomo, el hombre ha buscado incesantemente fuentesde energía de las que sacar algún provecho para nuestrosdías, que han sido los combustibles fósiles; por un ladoel carbón para alimentar las máquinas devapor industriales y de tracción ferrocarril así como loshogares, y por otro, elpetróleo y sus derivados enla industria y el transporte (principalmente el automóvil),si bien éstas convivieron con aprovechamientos a menorescala de la energía eólica, hidráulica y la biomasa. Dichomodelo de desarrollo, sin embargo, está abocado alagotamiento de los recursos fósiles, sin posible reposición,pues serían necesarios períodos de millones de años parasu formación.

A finales del siglo XX se comenzó a cuestionar el modelo energético imperante por dos motivos:

Los problemas medioambientales suscitados por la combustión de combustibles fósiles, como los episodiosde esmog de grandes urbes como Londres o Los Ángeles, o el calentamiento global del planeta.

Los riesgos del uso de la energía nuclear, puestos de manifiesto en accidentes como Chernóbil.

Las energías limpias son aquellas que reducen drásticamente los impactos ambientales producidos, entre lasque cabe citar el aprovechamiento de:

La energía solar, el sol produce luz y calor. Todos los seres vivos necesitan luz solar para vivir. Y en la actualidadse utiliza la luz y el calor del sol para producir energía eléctrica, sobre todo en las viviendas.

La energía eólica, antiguamente se usaba para mover los objetos, por ejemplo, los barcos de vela.Actualmente lo utilizamos para producir electricidad. En las centrales eólicas el viento mueve las aspas de losmolinos y este movimiento se transforma en electricidad.

Los rios y lagos: energía hidráulica

Los mares y océanos: energía mareomotriz

El calor de la Tierra : energía geotérmica

La materia orgánica: biomasa.

Todas ellas renovables, excepto la energía nuclear, por ser su combustible principal, el uranio, un mineral.

CLASIFICACIÓN DE LAS FUENTES DE

ENERGÍA

Las fuentes de energía se clasifican en:

Renovables: Pueden utilizarse de manera continua para producir energía, bien porque se regeneran fácilmente (biomasa) o porque son una fuente inagotable (solar)

No renovables: Una vez utilizadas tardan demasiado tiempo en regenerarse o bien nunca se podrán regenerar.

TRABAJO, POTENCIA Y ENERGIA

Todos habitualmente utilizamos palabras como trabajo, potencia o energía.En esta unidad precisaremos su significado en el contexto de la física; valoraremos lanecesidad de tal precisión para abordar muchos hechos cotidianos; investigar nuevasaplicaciones; comprobaremos que el cálculo de un trabajo (W), de una potencia (P)desarrollada por una máquina o el control de la energía (E) consumida o almacenada,resultan muy útiles para el mantenimiento y desarrollo de la sociedad en que vivimos.

Echemos un vistazo a las ideas que ya tenemos sobre el trabajo, la potencia y la energía.

El Sol es una fuente inagotable deenergía. Sin él, no podría existir la vida en la Tierra.

El origen de parte de la energía eléctrica que consumimos tiene su origen en laenergía almacenada en los embalses

El montacargas de gran potencia necesitaenergía (combustible) para seguirtrabajando

TIPOS DE MAQUINAS QUE UTILIZA

EL HOMBRE

Máquina herramienta

La máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a piezas sólidas,principalmente metales. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinasestacionarias. El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación de una parte del material, que sepuede realizar por arranque de viruta, por estampado, corte o electroerosión.

El término máquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan una fuente de energíadistinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas por personas si se instalanadecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía. Muchos historiadores de la tecnologíaconsideran que las auténticas máquinas herramienta nacieron cuando se eliminó la actuación directa delhombre en el proceso de dar forma o troquelar los distintos tipos de herramientas. Por ejemplo, seconsidera que el primer torno que se puede considerar máquina herramienta fue el inventado alrededorde 1751 por Jacques de Vaucanson, puesto que fue el primero que incorporó el instrumento de corte enuna cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos del operario.

Las máquinas herramienta pueden utilizar una gran variedad de fuentes de energía. La energía humana yla animal son opciones posibles, como lo es la energía obtenida a través del uso deruedas hidráulicas. Sinembargo, el desarrollo real de las máquinas herramienta comenzó tras la invención de la máquina devapor, que llevó a la Revolución Industrial. Hoy en día, la mayor parte de ellas funcionan con energíaeléctrica.

CONVENCIONALES

Torno, es una de las máquinas más antiguas y trabaja mediante el arranquede material, y una herramienta de corte. Para ello la pieza gira, un carro en elque se sitúan las herramientas se aproxima a la pieza provocando que esta sedesgaste, obteniendo partes cilíndricas o cónicas.

Taladros, destinados a perforación, estas máquinas herramientas son, juntocon los tornos, las más antiguas. En ellas el trabajo se realiza por medio delgiro de la herramienta y la pieza permanece fija por medio de una prensa. Eltrabajo realizado normalmente, en los taladros, es hecho por una broca laque realiza el agujero correspondiente. También se pueden realizar otrasoperaciones con diferentes herramientas, como avellanar y escariar.

Fresadora, con la finalidad de la obtención de superficies lisas o de una formaconcreta, las fresadoras son máquinas complejas en las que es el útil el quegira y la pieza la que permanece fija a una bancada móvil.

Pulidora, trabaja con un disco abrasivo que va eliminando el material de lapieza a trabajar. Se suele utilizar para los acabados de precisión por laposibilidad del control muy preciso de la abrasión. Normalmente no se ejercepresión mecánica sobre la pieza.

CALOR Y TENPERATURA

Calor:Cuando dos cuerpos a distintas temperaturasse ponen en contacto, terminan igualando sustemperaturas. Entonces se dice que se haalcanzado el equilibrio térmico.

Cuando dos sistemas entran en contacto, laspartículas con mayor energía cinéticatransfieren, mediante choques, parte de suenergía a las restantes partículas, de maneraque al final la energía cinética media de todo elconjunto es la misma.

Cuando dos sistemas en desequilibrio térmicoentran en contacto, el de mayor temperaturatransfiere energía térmica al de menortemperatura hasta conseguir el equilibriotérmico.

El calor es la transferencia de energía desde uncuerpo que se encuentra a mayor temperaturahasta otro de menor temperatura. Cuandoambos cuerpos igualan sus temperaturas sedetiene la transmisión de energía.

Temperatura:

La temperatura es la medida de la energíatérmica de una sustancia. Se mide con untermómetro. Las escalas más empleadas paramedir esta magnitud son la Escala Celsius (ocentígrada) y la Escala Kelvin. 1ºC es lo mismoque 1 K, la única diferencia es que el 0 en laescala Kelvin está a - 273 ºC.

En la escala Celsius se asigna el valor 0 (0 ºC) ala temperatura de congelación del agua y elvalor 100 (100 ºC) a la temperatura deebullición del agua. El intervalo entre estas dostemperaturas se divide en 100 partes iguales,cada una de las cuales corresponde a 1 grado.

En la escala Kelvin se asignó el 0 a aquellatemperatura a la cual las partículas no semueven (temperatura más baja posible). Estatemperatura equivale a -273 ºC de la escalaCelsius.

Para convertir ambas temperaturas, tenemosque tener en cuenta que:

T (K) = t(ºC) + 273