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TEMA 11:. ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR. TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR. 1. ENERGÍA. La energía es algo que se presenta bajo múltiples facetas o formas, hablamos de energía térmica, nuclear, solar, etc pero son realmente la misma energía que se presenta de diferentes maneras.
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TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 1. ENERGÍA La energía es algo que se presenta bajo múltiples facetas o formas, hablamos de energía térmica, nuclear, solar, etc pero son realmente la misma energía que se presenta de diferentes maneras. La energía se define como: “ TODA CAUSA CAPAZ DE PRODUCIR TRABAJO” • Se mide en el sistema internacional en Julio (J). • Otras unidades de energía • Caloría: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de • agua desde 14,5 ºC a 15,5 ºC. 1 cal = 4,18 J • Kilovatio-hora (kWh): Es la energía consumida o desarrollada por una máquina • de 1 Kilovatio de potencia durante una hora. • 1 kWh = 1000 Wh = 1000 W · 3600 s/h = 3600·1000 J = 3’6·106 J • Kilopondímetro (kpm) : 9,8 J
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 2. TRABAJO Y POTENCIA Se define TRABAJO como el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo y el desplazamiento que éste sufre. Trabajo (W) = Fuerza (F)· espacio (e) 1 Julio = 1 N · 1 m Las unidades de trabajo y energía son las mismas. POTENCIA es la cantidad de trabajo que realiza una fuerza por unidad de tiempo. Potencia (P) = Trabajo (W) / tiempo (t) Unidades: 1 vatio (W) = 1 Julio / 1 segundo 1 CV = 75 kpm/s = 736 W
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 3. CALOR • El calor es una manifestación de la energía que se transfiere de un cuerpo a otro cuando entre ambos existe una diferencia de temperatura. • La transmisión de calor es consecuencia del movimiento de los átomos y moléculas que forman la materia, se produce de tres formas: • Transmisión de calor por conducción, cuando se realiza por contacto físico de los cuerpos, el de mayor T cede calor al de menor T, hasta que ambos igualan su T. • Transmisión de calor por convección, suele darse en fluidos, las moléculas calientes (< densidad) ocupan la parte superior y las frías la inferior. • Transmisión de calor por radiación, cuando ceden calor en forma de ondas electromagnéticas.
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR Medida del CALOR (Q) Se utiliza como unidad la caloría. m es la masa, Ce es el Calor específico y ΔT el incremento de T En los cambios de estado no hay variación de temperatura: L es el calor latente (de fusión, evaporación, etc.)
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 4. FORMAS DE ENERGÍA • ENERGÍA INTERNA, depende de la velocidad y posición relativa de las partículas elementales en la estructura microscópica de la materia. • ENERGÍA EXTERNA, depende de la posición y velocidad macroscópicas y relativas de los cuerpos: potencial y cinética. • ENERGÍA EN TRÁNSITO, en forma de trabajo, calor y luz.
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 4.1. ENERGÍA INTERNA • ENERGÍA QUÍMICA, energía que poseen almacenada los cuerpos que al producirse una reacción química puede transformarse en: • Calor: REACCIONES EXOTÉRMICAS y ENDOTÉRMICAS. • Energía eléctrica: pilas. • ENERGÍA PRIMITIVA MUSCULAR, energía química que es transformada en trabajo motor de los músculos.
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 4.2. ENERGÍA EXTERNA • ENERGÍA CINÉTICA, energía que poseen todos los cuerpos en movimiento, depende de su velocidad y su masa • ENERGÍA POTENCIAL, energía que varía con la altura. Principio de conservación de la energía: “ En un sistema aislado la suma de la Ec y la Ep es constante e igual a la energía mecánica”.
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 4.3. ENERGÍA DE TRÁNSITO Son aquellas que se manifiestan en forma de trabajo, luz, calor, sonido, etc., en energías poco utilizables. • ENERGÍA LUMINOSA, aquella parte del espectro electromagnético, cuyas ondas son visibles al ojo humano. • ENERGÍA SOLAR: • Indirecta: • Energía eólica • Energía hidráulica • Directa: • Energía solar (baja <90ºC, media <200ºC o alta temperatura >200ºC) • Energía fotovoltaica.
TEMA 11: ENERGÍA, TRABAJO Y CALOR 5. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA La mayor parte de la energía que consumimos se hace en forma de energía eléctrica. • ALTERNADORES Y GENERADORES ELÉCTRICOS • TURBINA, dispositivo encargado de transformar la energía cinética de traslación en energía cinética de rotación, apta para transformarse en energía eléctrica (moviendo el rotor).
