página 1 6. ENERGÍA. 1. ¿QUÉ ES LA ENERGÍA? Es un término que manejas desde hace tiempo. Coloquialmente hablamos de consumo de energía, de fuentes de energía… Asociamos la energía al petróleo o al carbón. Pero ¿sabrías definirla? Actividad A: Define la energía con tus propias palabras. Consideraremos que la energía es la capacidad que tiene los cuerpos para producir transformaciones en ellos mismo o en el entorno Energía es una magnitud física que mide la capacidad de los cuerpos para producir transformaciones.. 1.1. Energías tradicionales. Tradicionalmente, la primera fuente de energía que se utilizó fue la de los músculos propios para poder realizar trabajos. Por supuesto, también se utilizaba la energía solar para calentarse, al margen de que la energía solar fuera el origen de la energía de todos los alimentos que finalmente acababan siendo la energía muscular. También se empezaron a utilizar por parte del hombre otros tipos de energía, como la que proporcionan los animales, utilizados en las labores agrícolas y de transporte. Con la aparición del fuego empezó a aprovecharse la energía química almacenada en los enlaces de ciertas moléculas de sustancia combustibles, tales como la madera, la grasa de los animales, etc..., para obtener calor. El viento y el agua se han venido usado de manera tradicional para mover los molinos para moler el grano en las cosechas o en el caso del agua para mover el enorme martillo de las fraguas. En el siglo XIX, con la revolución industrial, empezó a utilizarse el carbón, así como los combustibles fósiles como el petróleo, además del gas natural. Unidad 6: La energía. página 2 A finales de siglo comenzó a utilizarse la energía eléctrica, que poco a poco a lo largo del siglo XX ha ido formando parte de nuestras vidas, por ser un tipo de energía fácilmente en otros tipos (calor, movimiento, luz, sonido)… A mediados del siglo XX comenzó a utilizarse la energía nuclear, primero para la obtención de bombas atómicas y posteriormente se le dio un uso pacífico con la construcción de centrales nucleares, que proporcionan a los países desarrollados la mitad de los recursos energéticos que se necesitan. Actividad B: a) Indica las fuentes de energía tradicionales que conozcas. b) Indica las fuentes de energía que han empezado a utilizarse a partir de Revolución industrial. 2. FUENTES DE ENERGÍA. ENERGÍAS ALTERNATIVAS. Se llaman fuentes de energía a los recursos naturales que la humanidad utiliza para la obtención de energía. Clasificaremos la fuentes de energía en: No renovables Renovables 2.1. Fuentes de energía no renovables. Son las que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada, y que por tanto, acabarán por agotarse en un plazo más o menos cercano. Además, muchas de ellas son contaminantes por los residuos que producen. Son fuentes de energía no renovables: Carbón Petróleo Gas natural Uranio como combustible de fisión nuclear. Hidrógeno como combustible necesario en la fusión nuclear. La Tierra como fuente de energía geotérmica Unidad 6: La energía. página 3 Sin embargo, estas dos últimas fuentes de energía, aunque desde un punto de vista estricto podemos considerarlas como no renovables, éstas se encuentran en unas cantidades tales, que podremos usarlas durante milenios sin miedo a que se agoten por lo que . a veces se les da un tratamiento similar a las renovables. 2.2. Fuentes de energía renovables. Son aquellas que pueden considerarse inagotables, ya que se renuevan continua- mente. Son fuentes de energía renovables: El Sol (aunque algún día, dentro de millones de años dejará de brillar) El agua de los ríos y mares El viento. La biomasa. Estas fuentes de energía, junto con la de fusión nuclear, que todavía está en fase de experimentación, y la geotérmica constituyen las llamadas “energías alternativas”. La energía procedente del Sol es el origen de todas las demás energías, pues gracias al calentamiento que sufre la Tierra se producen las precipitaciones y los vientos, así como la energía de la biomasa producida por la función clorofílica de las plantas verdes. Actividad C: ¿Cuál es la diferencia entre energías renovables y no-renovables? Actividad D: ¿Cuáles son las energías no-renovables que en la práctica se consideran renovables? Actividad E: a) ¿Qué características tienen en común las energías alternativas? b) ¿Cuáles son dichas fuentes? Haz en el cuaderno los ejercicios desde el 1 al 3, ambos incluidos. Unidad 6: La energía. 3. página 4 CONSERVACIÓN Y DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA. La energía que utilizamos se transforma de un tipo a otro continuamente. Así, la energía eléctrica se transforma en calor (radiadores eléctricos), en luz (lámparas) o en movimiento (motores eléctricos). Estas transformaciones continuas dan lugar al famoso principio de conservación de la energía, que se formula de la siguiente manera: La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. La unidad en que se mide la energía en el Sistema Internacional de unidades es el Julio (J). Sin embargo, como es una unidad bastante pequeña, en la práctica se usa mucho el kilovatio-hora (kWh) que es la energía consumida por una máquina de 1000 W durante una hora, y que equivale a 3,6 106 J, que es la unidad en la que se nos cobra el recibo de la luz. Aunque la energía se conserva, en muchas transformaciones energéticas, la energía se transforma en otras formas de energía que son menos utilizables y que tienen menos capacidad para producir trabajo, como por ejemplo, el calor. Cuando una máquina funciona, el objetivo es producir un trabajo; sin embargo, parte de la energía de la misma, y por la que pagamos la compañía eléctrica se invierte en calentar la propia máquina y el entorno, que no es el objetivo del que usa la máquina. Igualmente, sucede con parte de la energía obtenida en el motor de un coche, que se pierde en calentar el motor, las ruedas, la carretera, etc… Esta energía que se transforma en calor, cuando éste no es el objetivo del aparato eléctrico es lo que se conoce como energía degradada o energía disipada. Esumisnistrada = Eútil + Edegradada Se llama energía degradada a la energía no aprovechada. Se llama rendimiento al porcentaje de energía aprovechable con respecto a la energía suministrada (que es por la que pagamos). Rendimiento Eútil Esuministrada 100 Unidad 6: La energía. página 5 Actividad F: a) ¿Qué es energía degradada? b) ¿De qué tipo es? Actividad G: ¿Qué energía consume una lámpara de 100 W en un día? Actividad H: Un motor eléctrico de 2000 W que funciona durante dos horas proporciona una energía útil de 3,2 kWh a) ¿Qué energía se ha disipado? b) ¿Cuál es el rendimiento de dicho motor? Haz en el cuaderno los ejercicios desde el 4 al 8, ambos incluidos. Ejercicios para casa. 1) a) ¿Qué son Energías renovables? b) ¿Cuáles son? 2) a) ¿Qué son Energías no renovables? b) ¿Cuáles son? 3) 4) 5) ¿Por qué se produjo la Revolución Industrial cuando se incorporaron el carbón, el petróleo y posteriormente la electricidad a las fuentes de energía tradicionales? Escribe el principio de conservación de la energía. ¿En que se transforma la energía eléctrica… a) en un motor de arran- que de un coche? b) en un radiador? c) en un ventilador? d) en una lámpara? e) en una radio? 6) ¿Qué entiendes por degradación de la energía? 7) Si una máquina consume 3 kWh y produce un trabajo útil de 2,5 millones de Julios? a) ¿Cuál será la energía disipada? b) ¿Cuál será el rendimiento de la misma? 8) Un motor realiza un trabajo de 50000 J ¿Qué energía consumirá si el rendimiento del motor es del 80 %
