Tema 6 Transferencia De EnergíA 1 (Trabajo MecáNico)
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TRANSFERENCIA DE ENERGÍA: TRABAJO MECÁNICO 1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE. 2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN. 3. LA ENERGÍA MECÁNICA. 4. EL TRABAJO MODIFICA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA.
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TRANSFERENCIA DE ENERGÍA:
TRABAJO MECÁNICO
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.3. LA ENERGÍA MECÁNICA.4. EL TRABAJO MODIFICA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA.
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.
EL CONCEPTO DE ENERGÍA.
¿Tiene energía para moverse el coche que se ha quedado sin gasolina?
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.
EL CONCEPTO DE ENERGÍA.
Como se ha quedado sin gasolina, se ha
quedado sin energía.
Este razonamiento no es del todo
correcto.
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.
EL CONCEPTO DE ENERGÍA.
La energía es la capacidad que tienen los sistemas materiales para producir cambios.
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.
CÓMO SE MIDE 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.
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.
MANIFESTACIONES DE LA ENERGÍA.
ENERGÍA CINÉTICA(asociada al movimiento)
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
(asociada a la posición)
ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA
(asociada a los muelles)
ENERGÍA MECÁNICA
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.
MANIFESTACIONES DE LA ENERGÍA.
ENERGÍA TÉRMICA(asociada a dar o ceder
calor)
ENERGÍA QUÍMICA(asociada a los enlaces de los componentes de la materia)
ENERGÍA INTERNA
1. QUÉ ES LA ENERGÍA Y CÓMO SE MIDE.
MANIFESTACIONES DE LA ENERGÍA.
ENERGÍA RADIANTE(asociada a las ondas electromagnéticas )
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
CONCEPTO DE SISTEMA.
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
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
EN QUÉ FORMAN INTERCAMBIAN ENERGÍA LOS 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
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
EN QUÉ FORMAN INTERCAMBIAN ENERGÍA LOS SISTEMAS.
SISTEMASISTEMA
AA
SISTEMASISTEMA
BB
TRABAJO: energía en tránsito
CALOR: energía en tránsito
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
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
CUERPO CALIENTE CUERPO FRIO
CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
PROPAGACIÓN DEL CALOR
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
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
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.
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
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
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
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
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
PROPAGACIÓN DEL CALOR: RADIACIÓN
2. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN.
PROPAGACIÓN DEL CALOR.
3. LA ENERGÍA MECÁNICA.
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA.
Todo cuerpo sometido a la acción de un campo gravitatorio posee
una energía potencial gravitatoria, que depende sólo de la posición del cuerpo y que puede
transformarse fácilmente en energía cinética.
Ep= m g h
ΔEp= Epfinal - Epinicial
Variación de la energía potencial
3. LA ENERGÍA MECÁNICA.
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA.
3. LA ENERGÍA MECÁNICA.
ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA.
Es la energía que poseen los cuerpos que se pueden comprimir o estirar.
Eelástica= 1/2 k (Δx)2
3. LA ENERGÍA MECÁNICA.
ENERGÍA CINÉTICA.
Los cuerpos pueden realizar un trabajo por el hecho de estar en movimiento, es decir, los cuerpos en movimiento tienen energía.
Esta forma de energía mecánica se llama energía cinética.
Ec= 1/2 m v2
ΔEc= Ecfinal - Ecinicial
Variación de la energía cinética
3. LA ENERGÍA MECÁNICA.
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA.
Em= Ep + Ec
En un sistema aislado, la energía mecánica se conserva ΔEm = 0
ΔEm= Emfinal - Eminicial
4. EL TRABAJO MODIFÍCA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA
CONCEPTO DE TRABAJO.
¿Están realizando trabajo estas personas?
ESFUERZO MUSCULAR (se aplica una fuerza)
4. EL TRABAJO MODIFÍCA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA
CONCEPTO DE TRABAJO.
Al realizar un trabajo, el objeto que lo realiza pierde energía. Esta energía la gana el objeto
sobre el que se realiza el trabajo. Todo trabajo produce
una variación de energía.
Si sobre un objeto en reposo realizamos un trabajo para
ponerlo en movimiento, ¿tendremos la misma energía que poseíamos al principio?
Evidentemente no; al realizar un trabajo consumimos energía. La energía que hemos perdido ha pasado al objeto que ahora se
mueve; en reposo no tenía energía y ahora si que la tiene.
TRABAJO (W) = ∆ E = E final – E inicial
4. EL TRABAJO MODIFÍCA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA
CONCEPTO DE TRABAJO.
TRABAJO(la fuerza produce un desplazamiento en la dirección que se aplica)
TRABAJO (W) = F ∆x = F ( x1 - x0 )
TRABAJO (W) = F ∆x cos α
∆x
F
F
α
∆x
UNIDADES S.I. = JULIO (J) (N m)
4. EL TRABAJO MODIFÍCA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA
EL TRABAJO MODIFICA LA ENERGÍA POTENCIAL.
TRABAJO (W) = ∆ E = E final – E inicial
W = F ∆h = F ( h1 - h0 )
Fuerza peso
Fuerza
W = m g ( h1 - h0 )
W = m g h1 - m g h0
W = Ep1 - Ep0
4. EL TRABAJO MODIFÍCA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA
EL TEOREMA DE LAS FUERZAS VIVAS.
V1 V2
F
W = F ∆x
2º PRINCIPIO DE LA DINAMICAF = m a
W = m a ∆x
M.R.U.V. X = 1/2at2 W = m a 1/2at2
W = m1/2a2t2
M.R.U.V. a = v / t W = m1/2(v2/t2)t2
W = m1/2v2
NO OLVIDAR Δ
W = (m1/2v2)2 - (m1/2v2)1 W = Ec2– Ec1
4. EL TRABAJO MODIFÍCA LA ENERGÍA MECÁNICA. POTENCIA
LA RAPIDEZ DEL TRABAJO. POTENCIA
POTENCIA = TRABAJO / TIEMPO
P = W / t
Unidad S.I. = VATIO (w)Potencia de una máquina que realiza un trabajo de un julio cada segundo
1CV = 735 w
