TEMA 11:

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 deagua desde 14,5 ºC a 15,5 ºC. 1 cal = 4,18 J• Kilovatio-hora (kWh): Es la energía consumida o desarrollada por una máquinade 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


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 segundo1 CV = 75 kpm/s = 736 W


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.


TCmQ e

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:

LmQ

L es el calor latente (de fusión, evaporación, etc.)


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.


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.


2

2

1vmEc

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.

hgmEP

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”.


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.


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).

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