FACULTADCARRERACICLOCURSO: De Ingeniera y Arquitectura: Ingeniera de Sistemas e Informtica: III: Fsica AplicadaTTULO DE LA MONOGRAFA:La Energa y susTransformacionesINTEGRANTES :- PINTO SIPION LENIN ROLINLIMA - PERDEDICATORIAEste trabajo lo dedicamos A Dios, por brindarnos la dicha de la salud, bienestarfsico y espiritual, a nuestros maestros que nos guan, acompaan, nosasesoran y nos facilitan la consecucin de aprendizajes para el logro decapacidades y a nuestros familiares ms cercanos, por su apoyo incondicional,paciente y perseverante, que permanentemente nos llena de optimismo y noscompromete lograr el anhelado Ttulo Profesional, para luego entrar al serviciode la sociedad.AGRADECIMIENTOSAgradecemos en primer lugar a la Universidad TELESUP , ya que gracias a suVisin de brindar estudios virtuales para aquellos que como nosotros nopodemos asistir a las clases presenciales y regulares, nos brinda laoportunidad de cumplir con una meta anhelada, la cual es culminar nuestraformacin acadmica, en segundo Lugar a los Catedrticos que nosacompaan y nos orientan con profesionalismo, eso inspira en nosotros laresponsabilidad de estudiar y lograr las capacidades suficientes para luego sercompetentes al ejercer nuestra profesin.1NDICEDEDICATORIAAGRADECIMIENTOSINTRODUCCIN ......................................................................................... 3CAPITULO I: ENERGIA Y TRABAJO1.- ENERGIA Y TRABAJO...................................................................... 51.1.- ENERGIA........................................................................................ 51.2.- TRABAJO: ...................................................................................... 61.3.- CALOR: .......................................................................................... 7CAPITULO II: FORMAS DE ENERGIA2.- FORMAS DE ENERGIA .................................................................... 92.1. ENERGA MECNICA: .................................................................... 9a) Energa Cintica............................................................................ 9b) Energa Potencial .......................................................................... 92.2. LA ENERGA TRMICA O CALORFICA ........................................ 102.3. ENERGIA QUIMICA......................................................................... 112.4. ENERGIA NUCLEAR....................................................................... 132.5. ENERGIA RADIANTE O ELECTROMAGNETICA ......................... 142.6. ENERGIA ELCTRICA .................................................................. 17CAPTULO III: TRANSFORMACIONES DE ENERGIAS3.- TRANSFORMACIONES DE ENERGIA3.1.- DEGRADACION DE LA ENERGIA................................................. 183.2.- CONSERVACIN DE LA ENERGA ............................................. 203.3.-TRANSFORMACIONES ENERGTICAS EN LOS SERES VIVOS 213.4.- LAS FUENTES DE ENERGA ..................................................... 223.3.1. ENERGAS NO RENOVABLES ......................................... 223.3.2. ENERGAS RENOVABLES ................................................. 233.5.- USO RACIONAL DE LA ENERGA: UN PROBLEMA DE ACTUALDEBATE MUNDIAL ...................................................................... 24CONCLUSIONES ........................................................................................ 26BIBLIOGRAFA ............................................................................................ 282INTRODUCCINEnerga es la capacidad de producir trabajo o calor. El trabajo es una magnitudfsica que se define como la fuerza multiplicada por el espacio. Requiere, portanto, fuerzas y desplazamientos (que es lo que hay en los mecanismos de lasmquinas). El calor es lo que permite aumentar la temperatura de algo.Estos conceptos son complejos, por lo mismo lo explicaremos de una manerams sencilla de comprender en los captulos de este trabajo.Desde un punto de vista tcnico, la energa es lo que se necesita para quefuncionen las mquinas. Las mquinas tienen elementos que se mueven. Paraconseguir esos movimientos necesitamos desarrollar fuerzas.En una gra, por ejemplo, hay fuerzas que sirven para mover pesos. Para quefuncione una gra, habr que alimentarla con energa.Cualquiera de las mquinas que el hombre fabrique necesitar energa parafuncionar. Por ejemplo un auto de juguete necesita una pila que le suministre laenerga que necesita para moverse. Lo mismo le pasar a cualquier mquinaque fabriquemos, necesitar energa para poder funcionar.La energa tambin puede usarse para calentar algo. Por ejemplo cuandoponemos agua en una cafetera para hacer un caf, necesitaremossuministrarle energa o el agua no hervir. Esa energa se la suministra elfuego que ponemos debajo.El Principio de conservacin de la energa indica que la energa no se crea nise destruye; slo se transforma de unas formas en otras. En estastransformaciones, la energa total permanece constante; es decir, la energatotal es la misma antes y despus de cada transformacin.3En el caso de la energa mecnica se puede concluir que, en ausencia derozamientos y sin intervencin de ningn trabajo externo, la suma de lasenergas cintica y potencial permanece constante. Este fenmeno se conocecon el nombre de Principio de conservacin de la energa mecnica.La Energa puede manifestarse de diferentes maneras: en forma demovimiento (cintica), de posicin (potencial), de calor, de electricidad, deradiaciones electromagnticas.Tambin es debemos destacar que actualmente se est promoviendo el usoracional de la energa debido a que podra generarse una crisis energtica anivel mundial.4CAPITULO IENERGIA Y TRABAJO1. ENERGIA Y TRABAJOEn la vida cotidiana se hace uso frecuente de las palabras energa y trabajo,pero qu significan?1.1.- ENERGIAEn determinadas condiciones, los cuerpos (objetos, plantas, animales opersonas) poseen energa. La energa se puede entender como laposibilidad que tiene un cuerpo de producir algn cambio, accin o efectoen s mismo o sobre otro cuerpo. Tales cambios pueden ser movimiento,calentamiento, o alteraciones en el estado de dichos cuerpos. La energainterviene en todos los cambios que ocurren en el Universo, y se precisapara calentar, iluminar, deformar, mover, y para que la vida sea posible.Se llama energa a la capacidad que tiene un cuerpo de producir algn tipode cambio en s mismo o en otro cuerpo.1Por tanto, los cuerpos poseen energa, y dicha energa les permitira sercapaces de producir cambios o efectos en s mismos o en otros cuerpos.Ahora bien, para desencadenar ese cambio, la energa que acumula uncuerpo debe ser liberada, o transferida a otro cuerpo.Se puede decir que hay dos formas de transferir la energa entre loscuerpos, o dicho de otra forma, que la energa produce dos tipos deacciones o cambios sobre los cuerpos: trabajo y calor.1Ejemplo 1:Las personas poseen energa (obtenida de los alimentos). Esta energatiene la posibilidad de producir un cambio en una caja (su movimiento),ENDESA EDUCA, La Energa, en: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/i.-la- energia-y-los-recursos-energeticos 5cuando sea transferida a la caja mediante la aplicacin de una fuerza.(Figura 1).Ejemplo 2:Un bolgrafo situado a una cierta altura posee energa, que se puede liberardejndolo caer. La energa liberada provoca un efecto en el bolgrafo, quees su cambio de posicin debido a su cada. (Figura 2)1.2.- TRABAJO.El trabajo es una de las formas de transferir la energa de un cuerpo a otro.Consiste en aplicar una fuerza sobre un cuerpo para conseguir sumovimiento. El trabajo se define como:TRABAJO = FUERZA x DESPLAZAMIENTO(El trabajo se mide en Julios (J), la fuerza en Newtons (N), y el desplazamiento en metros (m).)Es decir:Para que la energa se transfiera o libere en forma de trabajo, es necesarioejercer una fuerza que produzca un cambio en forma de desplazamiento.Fuerza y movimiento son los elementos fundamentales del trabajo. Si noexiste fuerza, desplazamiento, o ninguno de ellos, no puede existir trabajo.Ejemplo:Para elevar una piedra por una pendiente, una persona debe ceder parte desu energa a la piedra en forma de trabajo (aplicacin de una fuerzasuficiente para desplazar la piedra pendiente arriba). La piedra ha recibido6energa en forma de trabajo, que puede liberar de nuevo para rodarpendiente abajo (Figura 3 y 4)Figura 3Figura 41.3.- CALOROtra de las formas de transferir la energa entre los cuerpos es en forma decalor. "El calor representa la cantidad de energa que un cuerpo transfiere aotro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ambos".2"El calor es una cantidad de energa y es una expresin del movimiento delas molculas que componen un cuerpo. Cuando el calor entra en un cuerpose produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los objetosms fros poseen algo de calor porque sus tomos se estn moviendo."3Ejemplo 1:La energa del Sol se transfiere al agua del mar en forma de calor,incrementando su temperatura (es decir, calentndola).23Ejemplo 2:Al frotar las manos, parte de nuestra energa se transfiere en forma demovimiento a las manos (trabajo), y parte se transfiere en forma de calor.PROFESOR EN LINEA, Calor y energa trmica, en http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Calorenergiatermica.htmPROFESOR EN LINEA, Calor y Temperatura, en: http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Calor_y_Temperatura.htm 7Adems, el calor aparece en casi todas las trasferencias o transformacionesde energa como un efecto indeseado, que provoca degradaciones yprdidas de energa. Lo veremos ms adelanteFigura 58CAPITULO IIFORMAS DE ENERGIA2. FORMAS DE ENERGIAComo ya se ha estudiado antes, los cuerpos poseen energa. Ahora bien, laenerga que contienen los cuerpos puede manifestarse de formas muydiversas.Por ejemplo, la energa que posee una pila no ser del mismo tipo que laenerga que posee una hoguera.Algunas de las formas de la energa ms sencillas son las siguientes:2.1. ENERGA MECNICA. (Em)Se trata de la energa que poseen los cuerpos debido a su posicin y/o a sumovimiento. Tiene dos componentes: Energa Cintica y Energa Potencial2.1.1. ENERGA CINTICA (Ec): es la energa que posee un cuerpo por elhecho de estar en movimiento. Depende de la masa (m) y la velocidad (v) ala que se desplace el cuerpo:2EC = 1/2 * m * v2.1.2. ENERGA POTENCIAL (Ep): Es la energa de un cuerpo debido a suposicin dentro de un campo de fuerzas determinado.En el caso del campo gravitatorio terrestre, sera la energa de un cuerpodebido a la altura h en la que se encuentre:EP= m * g * hDonde g = gravedad = 9.8 m/s2Se cumple que la energa mecnica es la suma de la energa cintica msla energa potencial: (Grfico5)Em = E c + Ep9Figura 62.2. LA ENERGA TRMICA O CALORFICA.La energa trmica o calorfica es la energa presente en un cuerpo debidoa su temperatura. La energa trmica se debe al movimiento vibratorio delas partculas que forman la materia (a mayor temperatura, las partculasque forman el cuerpo se mueven (o vibran) con mayor velocidad, por lo quetendrn ms energa).La energa trmica o calorfica se transfiere de un cuerpo que est a mayortemperatura a un cuerpo que est a menor temperatura, en forma de calor.Existen tres formas de transferencia del calor cuerpos: conduccin,conveccin y radiacin. (Figura 7)Figura 710La energa calorfica por radiacin se transmite a travs de ondaselectromagnticas. Es el modo con el que nos llega la energa calorficaproveniente del Sol.La transmisin de la energa calorfica por conduccin se experimentacuando un cuerpo caliente est en contacto fsico con otro cuerpo ms fro.Si ambos cuerpos estn a la misma temperatura no hay transferenciaenergtica. Cuando tocamos un trozo de hielo con la mano parte de laenerga calorfica de nuestra mano se transfiere al hielo, por eso tenemossensacin de fro.La transmisin de la energa calorfica por conveccin se produce cuandose trasladan las molculas calientes de un lado a otro. Sera el caso delviento.La energa se mide en Julios (J) segn el sistema internacional, aunquecuando se trata de energa calorfica tambin se suelen utilizar las caloras(cal) que corresponde a la cantidad de energa que se necesita para elevarun grado centgrado un gramo de agua. Una calora equivale a 4.18 julios.2.3. ENERGIA QUIMICAEs la energa almacenada en los enlaces qumicos que mantienen unidoslos tomos y molculas de la materia. Dicha energa se libera al reaccionardos o ms productos qumicos para formar otro distinto.Podemos mencionar algunos ejemplos, como: digestin de los alimentospor parte de los seres vivos, combustin del carbn, petrleo, gas, omadera, utilizacin de pilas y bateras en circuitos elctricos, etc. (Figura 8)11La energa qumica, en definitiva, es una de las tantas manifestaciones de laenerga. Si bien este tipo de energa est siempre presente en la materia,slo se manifiesta cuando se registra una alteracin de sta.Cuando hablamos de energa qumica es inevitable que, adems dedeterminar qu es y para qu se utiliza, hagamos referencia al conjunto deventajas que ofrece. Se trata de los beneficios que aporta y que son los quehan motivado que en distintas reas se apueste de manera contundente porella: Cuenta con un elevado rendimiento. Ofrece un mnimo nivel de emisiones de carcter contaminante. Gracias a ella se lleva a cabo la creacin de una gran diversidad deproductos importantes para nuestro da a da. Entre ellos destacaramoslos artculos de limpieza para el hogar o incluso para lo que es la higienepersonal. De la misma manera, no hay que pasar por alto que la energa qumicaest permitiendo en estos momentos la investigacin y desarrollo denuevos medicamentos, gracias a los cuales se puede hacer frente demanera contundente a ciertas enfermedades. Todo ello sin olvidar que tambin a travs de ella se estn acometiendonuevos proyectos y dispositivos que tienen como claro objetivo el lograrpurificar el agua. Est permitiendo que se descubran novedosos materiales.12No obstante, los detractores de la energa qumica, frente a ese conjunto deventajas citadas, no dudan en exponer tambin los contras que tiene haceruso de aquella. En concreto, habitualmente sealan que causa un gravedao al medio ambiente pues lo contamina y que algunos de loscomponentes que utiliza son txicos. Es decir, la muestra como una formade energa nada ecolgica, sino todo lo contrario.Los automviles, los aviones y millones de mquinas se movilizan gracias ala energa qumica desprendida durante la combustin del carbn o delpetrleo. La configuracin de los motores, con sus cilindros y otroselementos, resulta clave en todo el proceso.Este tipo de energa incluso es la que posibilita los viajes al espacio exterior,lo que demuestra su importancia en diversos mbitos del accionar humano.2.4. ENERGIA NUCLEARSe trata de la energa presente en los ncleos de los tomos de la materia.Se puede liberar mediante las reacciones nucleares de fisin (ruptura dencleos) y fusin (unin de ncleos). (Figura 9)La energa nuclear se utiliza principalmente para producir energa elctricaGeneralmente, esta energa (que se obtiene en forma de calor) seaprovecha para generar energa elctrica en las centrales nucleares,aunque existen muchas otras aplicaciones de la energa nuclear.Actualmente slo se aprovecha la energa atmica por fusin de ncleos deuranio en las centrales atmicas. (Figura 10)13Figura 9Figura102.5. ENERGIA RADIANTE O ELECTROMAGNETICAEs la energa presente en las ondas electromagnticas y las radiaciones(luz, ondas de radio, rayos - X, microondas, infrarrojos, ultravioleta, etc.).La caracterstica principal de esta energa es que se puede propagar en elvaco, sin necesidad de soporte material alguno.Un caso particular es la energa luminosa, que es la energa contenida en laluz solar.La energa es la capacidad para producir un trabajo, provocar cambiosfsicos, qumicos y naturales. Debido a estos cambios, la energa semanifiesta de diferentes maneras como la nuclear, atmica, trmica,elctrica, qumica y radiante.La energa radiante llamada tambin como energa electromagntica, esaquella que se transmite por medio de una partcula elemental llamadafotn, interacta con la materia para transferir una cantidad fija de energa.Partcula que est presente en las ondas electromagnticas, en los rayosgama, en los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), las ondas deradio, la luz visible (espectro electromagntico), hasta en la luz y el calor delsol.14