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Trabajo y energía
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Esquema de contenidos
La energía
Fuentes de energía
Clasificación de las fuentes de energía
Tipos de energía
Aprovechamiento de los combustibles fósiles
Propiedades de la energía
Aprovechamiento de la energía nuclear
Aprovechamiento de la energía hidráulica
El trabajo
Aprovechamiento de la energía eólica
Qué es el trabajo?
Aprovechamiento de la energía solar térmica
La fuerza de rozamiento
Aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica
El trabajo modifica la energía
Ciclo de la energía
Potencia
Consumo de energía a lo largo de la historia
Las máquinas mecánicas
Producción de energía en Europa
Producción de energía en España
Consumo de energía en España
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Para empezar, experimenta y piensa
Energía potencial
Energía cinética
Dejamos caer dos bolas, una de hierro y otra de
madera desde la misma altura.
Las bolas caen a la vez.
Arcilla blanda
Dejamos caer la bola desde la posición A.
Si con un cuentagotas vamos rellenando de agua
las huellas de cada impacto
Qué huella contendrá más gotas?
Destruirá la construcción?
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Tipos de energía
La energía es una propiedad de los cuerpos o de
los sistemas materiales que les permite producir
cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.
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Propiedades de la energía
La energía se transfiere
La energía se puede almacenar y transportar
La energía eléctrica se transporta por el tendido
eléctrico.
Una cocina transfiere energía térmica a la
paellera.
Las pilas almacenan energía.
La energía se transforma
La energía se degrada
Cuando la chica cae, su energía potencial se
transforma en cinética.
Calor
En los botes, parte de la energía se transforma
en calor. Se degrada porque no puede ser
utilizada de manera útil.
En cada transformación, la cantidad total de
energía se conserva.
La energía se conserva
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Qué es el trabajo?
El trabajo es la energía que se transfiere de un
cuerpo (o sistema) a otro por medio de una fuerza
que provoca un desplazamiento. En el SI se mide
en julios (J).
El chico hace un gran esfuerzo con la mochila,
pero no realiza ningún trabajo.
El chico que arrastra la mochila, si realiza un
trabajo, pues aplica una fuerza que provoca el
desplazamiento de la mochila.
a
a
W F ?x cosa
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La fuerza de rozamiento
El trabajo de la fuerza de rozamiento siempre es
negativo, pues la fuerza de rozamiento siempre se
opone al movimiento.
Wroz F roz ?x cos 180º - Froz ?x
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El trabajo modifica la energía
Energía potencial
Energía cinética
Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza vertical
que le hace desplazarse en esa misma dirección
con velocidad constante, el trabajo desarrollado
coincide con la variación de energía potencial
que experimenta el cuerpo. W?EP
Cuando sobre un cuerpo actúa un fuerza que le
provoca un desplazamiento en su misma dirección,
el trabajo desarrollado coincide con la variación
de energía cinética que experimenta el cuerpo.
WF?EC
Energía mecánica
Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza que
provoca cambios en su velocidad y en su posición,
el trabajo de esa fuerza es igual a la variación
de energía mecánica que experimenta el
cuerpo. WF?EM
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Potencia
La potencia (?) relaciona el trabajo realizado
con el tiempo que se emplea en ello ? W / t
? E / t En el SI la potencia se mide en
vatios (W).
Potencia y velocidad
Potencias típicas de algunas máquinas.
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Las máquinas mecánicas
Las máquinas son dispositivos que transforman una
energía o un trabajo en otro que resulte más
provechoso.
Se llama rendimiento de una máquina (?) a la
relación entre el trabajo útil que se obtiene y
el trabajo aplicado o trabajo motor.
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Clasificación de las fuentes de energía
Renovable
Contaminante
Limpia
Convencional
Alternativa
No renovable
Fuente de energía
Geotérmica
Biomasa
Biocombustibles
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Aprovechamiento de los combustibles fósiles
Salida de residuos gaseosos.
La energía obtenida en la combustión se emplea en
calentar agua.
El vapor hace mover la turbina.
Entrada de combustible
El movimiento de la turbina se transmite a un
generador que produce la corriente eléctrica.
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Aprovechamiento de la energía nuclear
Moderador. Es un material cuya función es
mantener la reacción en cadena
Turbinas. El agua se evapora y mueve las
turbinas.
Generador. El movimiento de la turbina se
transmite a un generador que produce la corriente
eléctrica
Combustible. Suele ser óxido de uranio.
Núcleo del reactor. Es la zona donde se encuentra
el combustible.
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Aprovechamiento de la energía hidráulica
Embalse. Se construye en la parte superior del
río.
El generador transforma esta energía mecánica en
electricidad de bajo voltaje.
Turbina. Gira debido al paso del agua
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Aprovechamiento de la energía eólica
El generador es el dispositivo que transforma el
movimiento de giro del multiplicador (a alta
velocidad) en electricidad.
El rotor es el elemento que convierte la energía
del viento en energía mecánica.
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Aprovechamiento de la energía solar térmica
El vapor mueve la turbina.
Los heliostatos. Concentran la radiación solar
sobre una tubería.
La turbina está conectada a un generador que
transforma la energía mecánica en electricidad a
bajo voltaje.
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Aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica
Los rayos solares inciden perpendicularmente
sobre el panel solar y producen un efecto
fotoeléctrico. La luz incide sobre los electrones
del panel y los pone en movimiento se genera
corriente eléctrica.
El silicio es el principal componente de los
paneles solares fotovoltaicos.
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Ciclo de la energía
Las células fotoeléctricas transforman la luz en
electricidad.
Los rayos solares calientan la atmósfera y
evaporan mares y ríos.
Las plantas alimentan a animales y personas.
Fotosíntesis
Los rayos solares calientan la atmósfera y
producen los vientos
Los animales alimentan a las personas.
Los restos fósiles de algunos animales marinos
forman petróleo.
Lluvias
Los restos fósiles de plantas forman carbón
mineral.
Las centrales eólicas aprovechan la energía del
viento para producir electricidad.
Utilización de carbón en las fábricas
Fabricación de pilas
Los vehículos funcionan con derivados del
petróleo.
Utilización de petróleo en las fábricas
Las pilas producen electricidad.
Utilización de petróleo en las centrales térmicas
El agua de las presas mueve los generadores y se
obtiene energía eléctrica.
Las centrales térmicas producen electricidad a
partir de un combustible.
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Consumo de energía a lo largo de la historia
Hombre actual
Hombre industrial (XVIII - primera mitad del XX)
Hombre preindustrial (hasta el siglo XVIII)
Hombre agricultor y sedentario (10000 a.C.)
Uso del arco y del fuego (40000 a.C.)
Homo sapiens (150000 a.C.)
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Producción de energía en Europa
30,3
25,2
19,6
12,1
12,8
Energía nuclear
Petróleo y derivados
Gas natural
Energías renovables
Carbón
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Producción de energía en España
Año 2006
Carbón
Otras renovables
Petróleo
19,5
23,9
0,4
Gas natural
0,2
Hidráulica
16,9
49,0
Nuclear
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Consumo de energía en España
Carbón
Energías renovables
Año 2006
Petróleo y derivados
2,1
3,9
Electricidad
20,4
57,8
15,8
Gas
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Enlaces de interés