la energía y su transferencia
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LA ENERGÍA Y SU
TRANSFERENCIA
ÍNDICE
1. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA.
2. LA ENERGÍA.
3. EL CALOR Y LA DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA.
4. PROPAGACIÓN DEL CALOR.
5. LA TEMPERATURA.
6. LAS MÁQUINAS.
7. FUENTES DE ENERGÍA.
8. SOLUCIONES ENERGÉTICAS SOSTENIBLES.
1.TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
¿QUÉ ES UN SISTEMA MATERIAL?
Un sistema puede ser cualquier objeto, cualquier cantidad
de materia, cualquier región del
espacio, etc., seleccionado para
estudiarlo y aislarlo (mentalmente) de todo lo demás. Así
todo lo que lo rodea es entonces el
entorno o el medio donde se encuentra
el sistema.El sistema y su
entorno forman el universo
LA ENERGÍA COMO PROPIEDAD DE LOS SISTEMAS
Los CAMBIOS en los sistemas materiales van siempre acompañados de VARIACIONES DE ENERGÍA
INTERCAMBIO DE ENERGÍA ENTRE SISTEMAS
Los sistemas materiales pueden intercambiar energía
En forma mecánica(TRABAJO)
En forma térmica(CALOR)
Se produce un intercambio de
energía en forma de TRABAJO
siempre que una fuerza produce un
desplazamiento
El intercambio energético en
forma de CALOR se produce
entre sistemas a distinta
temperatura
INTERCAMBIO DE ENERGÍA ENTRE SISTEMAS
SISTEMA
A
SISTEMA
B
TRABAJO: energía en tránsito
CALOR: energía en tránsito
EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en
cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la
conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un
calefactor.
Sistema mecánico en el cual se conserva la energía, para choque perfectamente elástico y
ausencia de rozamiento
EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
2.LA ENERGÍA
CONCEPTO DE ENERGÍA
La energía es la capacidad que tienen los sistemas materiales para producir cambios.
TIPOS DE ENERGÍA
ENERGÍA CINÉTICA
(asociada al movimiento)
ENERGÍA POTENCIAL
GRAVITATORIA(asociada a la
posición)
ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA
(asociada a los muelles)
ENERGÍA MECÁNICA
TIPOS DE ENERGÍA
ENERGÍA TÉRMICA(asociada a dar o
ceder calor)
ENERGÍA QUÍMICA(asociada a los enlaces de
los componentes de la materia)
ENERGÍA INTERNA
TIPOS DE ENERGÍA
ENERGÍA RADIANTE(asociada a las ondas electromagnéticas )
MEDIDA DE LA ENERGÍA
PROPIEDAD DE LA MATERIA
MAGNITUD QUE MIDE
UNIDAD SÍMBOLO
CAMBIOS ENERGÍA JULIO J
Es más fácil medir la energía que se transfiere de un sistema a otro que medir
la energía interna de un sistema.
1J TRABAJO NECESARIO PARA ELEVAR 1m DE ALTURA UN OBJETO DE 102g DE MASA
1J = 0,24 cal (calorías)
3. EL CALOR Y LA DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA
CONCEPTO DE CALOR CALOR
Es la energía en transito entre dos sistemas, o cuerpos, a distinta temperatura.
EL CALOR ES ENERGÍA
LA ENERGÍA ES CALOR MIENTRAS SE TRANSFIERE DE UN CUERPO A OTRO
4. PROPAGACIÓN DEL CALOR
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DEL CALOR
CUERPO CALIENTE
CUERPO FRIO
CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN
La conducción de calor es un mecanismo de
transferencia de energía térmica entre dos sistemas
basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que
tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes
cuerpos en contacto.
MATERIALES SEGÚN SU COMPORTAMIENTO
FRENTE A FUENTES DE CALOR
AISLANTES CONDUCTORES
PROPAGACIÓN DEL CALOR: CONDUCCIÓN
La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua)
que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce
únicamente por medio de materiales fluidos. Éstos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, disminuyen su densidad y ascienden
desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que está a menor temperatura. Lo que
se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y
descendente del fluido.
PROPAGACIÓN DEL CALOR: CONVECCIÓN
La brisa marina es el viento costero, fresco y húmedo que
sopla desde el mar hacia tierra durante el día. Por la noche,
esta tendencia se invierte y la brisa fluye desde la tierra hacia
el mar. El ciclo completo es llamado régimen de brisas.
PLACAS TECTÓNICAS
PROPAGACIÓN DEL CALOR: CORRIENTES DECONVECCIÓN
Emisión continua de energía desde la superficie de los cuerpos, sin que exista ningún medio material entre el cuerpo emisor y el que
recibe
PROPAGACIÓN DEL CALOR: RADIACIÓN
PROPAGACIÓN DEL CALOR.
5. LA TEMPERATURA
La temperatura es una magnitud (algo que podemos medir) que se relaciona (es proporcional) con la medida de la
velocidad media con que se mueven las partículas (por lo tanto con su energía cinética o nivel de agitación).
CONCEPTO DE TEMPERATURA
CONCEPTO DE TEMPERATURA
El CALOR es la transferencia de energía que tiene lugar desde un cuerpo caliente (mayor temperatura) a otro frío (menor temperatura) al ponerse en
contacto.
LA TEMPERATURA indica el estado de agitación de las partículas.
CONCEPTO DE TEMPERATURA
Los fenómenos térmicos y caloríficos forman parte de
los fenómenos físicos cotidianos. Es sabido que calor y temperatura son sustantivos que están
incorporados al lenguaje popular y que raramente son
utilizados de una forma científicamente correcta.
Frecuentemente se identifican o bien se utilizan en
definiciones circulares en las que uno hace referencia
directa al otro como sinónimo. Ese es el error que se comete al afirmar que la temperatura "mide el calor que hace", o cuando de una
persona que tiene fiebre se dice que "tiene calor",
etc...
Otras veces el calor se identifica con
algún ingrediente material de los
cuerpos. Por eso se cierran las ventanas "para que no se vaya
el calor", o las calorías se utilizan como medida del
aporte no deseable de materia, "lo que
engorda", por parte de los alimentos a las
personas que los ingieren.
CONCEPTO DE TEMPERATURA
ESCALAS TERMOMÉTRICAS
PROPIEDAD DE LA MATERIA
MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO
Agitación térmica Temperatura Kelvin K
T (K )= 273 + t (ºC)
t (ºF) = (9/5) x t (ºC)+32
5.LAS MÁQUINAS
Una máquina es un aparato que sirve para modificar las fuerzas y/o las energías
Necesitan energía para
funcionar
Realizan funciones útiles
MÁQUINAS TÉRMICASTransforman energía térmica en energía mecánica
MÁQUINAS ELÉCTRICASTransforman energía eléctrica en trabajo
mecánico o trabajo mecánico en energía eléctrica
6.FUENTES DE ENERGÍA
7.SOLUCIONES ENERGÉTICAS SOSTENIBLES
RECURSOS ENERGÉTICOS DEL PLANETA
¿QUÉ PETRÓLEO QUEDA?
Una curva de producción del petróleo, como sugirió originalmente M. King Hubbert en 1956
RECURSOS ENERGÉTICOS DEL PLANETA
¿CUÁNTO CARBON TENEMOS?
Se estima que las reservas de carbón se agotarán en unos 200 años
SOLUCIONES ENERGÉTICAS
Cambiar a energías renovables.
Mejorar la eficiencia energética.
Consumo responsable.