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GUIA N° 3
LA ENERGIA
¿Qué es energía? La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, el concepto de energía se define como la capacidad de hacer funcionar las cosas.
La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, la energía es la capacidad de hacer funcionar las cosas.
Propiedades de la energía
La energía tiene 4 propiedades básicas:
• Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma, siendo durante esta transformación cuando se ponen de manifiesto las diferentes formas de energía.
• Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene. La energía no se destruye.
• Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o trabajo.
• Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no deseadas
Es una magnitud homogénea con el trabajo, por lo que se mide en las mismas unidades, es decir en julios en el Sistema Internacional. Según la forma o el sistema físico en que se manifiesta, se consideran diferentes formas de energía: térmica, mecánica, eléctrica, química, electromagnética, nuclear, luminosa, etc.
El principio de conservación de la energía establece que la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma". Por consiguiente, la energía total de un sistema aislado se mantiene constante y en el universo no puede existir creación o desaparición de energía, sino transferencia de un sistema a otro o transformación de energía de una forma a otra.
La unidad de medida
La energía se mide en Julio, que equivale a 0,24 calorías, siendo una caloría la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado la temperatura de un gramo de agua. Para expresar múltiplos de estas unidades se utilizan los prefijos Kilo (K), que equivale a 1000 unidades; Mega (M), que equivale a 1.000.000 de unidades y Giga (G), que equivale a 1.000.000.000 de unidades. Así un kilovatio son 1.000 vatios y una giga caloría son 1.000.000.000 calorías. Por otra parte, y esto nos ser muy útil cuando hablemos de energía eléctrica, un Julio también equivale a un vatio por segundo, como veremos más adelante.
Para clasificar las distintas fuentes de energía se pueden utilizar varios criterios:
Según sea la forma de su utilización. Energías primarias o utilizadas directamente y energías secundarias o finales que son aquellas que han sufrido un tipo de transformación anterior a su uso, como la electricidad.
Llamaremos fuentes de energía renovables a aquellas cuyo potencial es inagotable por provenir de la energía que llega a nuestro planeta de forma continua como consecuencia de la radiación solar o de la atracción gravitatoria de otros planetas de nuestro sistema solar. Son la energía solar, eólica, hidráulica, mareomotriz y la biomasa. Las fuentes de energía no renovables son aquellas que existen en una cantidad limitada en la naturaleza. La demanda mundial de energía en la actualidad se satisface en un 94% con este tipo de fuentes: carbón, petróleo, gas natural y uranio.
Llamaremos fuentes de energía convencionales a aquellas que tienen una participación importante en los balances energéticos de los países industrializados. Es el caso del carbón, petróleo, gas natural, hidráulica y nuclear. Por el contrario, se llaman fuentes de energía no convencionales, o nuevas fuentes de energía, a las que, por estar en una etapa de desarrollo tecnológico en cuanto a su utilización generalizada, no cuentan con participación apreciable en la cobertura de la demanda energética de esos países. Es el caso de la energía solar, eólica, mareomotriz y biomasa.
Según sea su utilización las fuentes de energía las podemos clasificar en primarias y secundarias. Las primarias son las que se obtienen directamente de la naturaleza, como el carbón, petróleo y gas natural.
TIPOS DE ENERGÍA
v Energía hidráulica.
Energía hídrica o hidroenergía es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinéticas y potenciales de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Se puede transformar a diferentes escalas. Existen, desde hace siglos, pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río, con una pequeña represa, mueve una rueda de palas y genera un movimiento aplicado generalmente a molinos o batanes.
Generalmente se considera como un tipo de energía renovable puesto que no emite productos contaminantes. Otros consideran que produce un gran impacto ambiental debido a la construcción de las presas, que inundan grandes superficies de terreno y modifican el caudal del río y la calidad del agua.
Se aprovecha así la energía cinética de una corriente o salto de agua natural. Para conseguir aprovechar esa energía se aprovechan los recursos tal y como surgen en la naturaleza (por ejemplo, cataratas, gargantas, etc.) o se construyen presas. Las instalaciones más comunes hoy en día son las centrales hidroeléctricas
v Energía solar.
La energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética procedente del Sol, en donde es generada por un proceso de fusión nuclear.
En el Sol se producen constantemente reacciones nucleares de fusión: los átomos de hidrógeno se fusionan dando lugar a un átomo de helio, liberando una gran cantidad de energía. La pequeña parte que llega a la Tierra, es además parcialmente reflejada hacia el espacio exterior por la presencia de la atmósfera terrestre.
La energía solar llega a la superficie de la Tierra por dos vías diferentes:
• Incidiendo sobre las áreas iluminadas (radiación directa).
• Por reflexión de la radiación solar absorbida por el aire y el polvo atmosférico (radiación difusa).
La primera es aprovechable de forma directa. Los colectores planos y las células fotovoltaicas aprovechan la segunda, en alguna medida.
v Energía eólica.
La energía eólica es la energía que se obtiene del viento o, dicho de otro modo, es el aprovechamiento de la energía cinética de las masas de aire que puede convertirse en energía mecánica y a partir de ella en electricidad u otras formas útiles de energía para las actividades humanas. Es una energía renovable.
En la actualidad, la energía eólica se utiliza principalmente para producir electricidad, lo que se consigue mediante aerogeneradores conectados a las grandes redes de distribución de energía eléctrica, entre otras. Los parques eólicos construidos en tierra suponen una fuente de energía cada vez más barata y competitiva, e incluso más barata en muchas regiones que otras fuentes de energía convencionales. Además, se puede proporcionar electricidad en regiones aisladas que no tienen acceso a la red eléctrica mediante instalaciones eólicas de reducido tamaño, o también con energía solar fotovoltaica. Las compañías eléctricas distribuidoras adquieren cada vez en mayor medida el excedente de electricidad producido por pequeñas instalaciones eólicas domésticas. La energía eólica es un recurso abundante, renovable y limpio que ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energía a base de combustibles fósiles. El impacto ambiental de este tipo de energía es, además, generalmente, menos problemático que el de otras fuentes de energía.
v Energía biomasa
Es la energía que se puede obtener de los compuestos orgánicos formados en procesos naturales. Es lo que comúnmente se denomina biomasa.
La energía de la biomasa se puede conseguir fundamentalmente:
• Estableciendo determinados cultivos vegetales que puedan transformarse posteriormente en energía (biomasa cosecharle).
• Aprovechando residuos forestales, agrícolas y domésticos, transformándolos en combustible (biomasa residual).
• Transformando química o biológicamente ciertas especies vegetales para convertirlas también en combustible (metanol y etanol).
La principal aplicación de la biomasa cosechable es la producción de calor en un proceso de combustión. Para este fin se suelen utilizar plantas de tipo herbáceo y leñoso, obtenidas en ecosistemas naturales, o en cultivos destinados a este fin (agro energética).
v Energía geotérmica.
Es una energía renovable que aprovecha el calor del subsuelo para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. Aunque es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas, sus efectos son espectaculares de admirar en la naturaleza.
El calor contenido en el subsuelo es empleado mediante el uso de Bombas de Calor Geotérmicas para caldear en invierno, refrigerar en verano y suministrar agua caliente sanitaria. Por tanto, cede o extrae calor de la tierra, según queramos obtener refrigeración o calefacción, a través de un conjunto de colectores (paneles) enterrados en el subsuelo por los que circula una solución de agua con glicol.
Una energía respetuosa con el Medio ambiente: Una de las principales ventajas de esta energía es su mínimo impacto medioambiental. La utilización de esta fuente energética no sólo no produce prácticamente residuos, sino que, además, reduce drásticamente el consumo de combustibles fósiles y, por tanto, de emisiones de CO2. Por otro lado, el coste de producción de electricidad es menor que el de las plantas de carbón e, incluso, que el de las centrales nucleares.
v Energía mareomotriz.
Es la energía desarrollada por las aguas del mar cuando están en movimiento.
Las mareas son el resultado de la atracción gravitatoria ejercida por el Sol y la Luna sobre nuestro planeta. En algunos lugares el desnivel de las mareas alcanza con frecuencia varios metros entre la marea baja y la marea alta (bajamar y pleamar). Su utilización industrial sólo es posible en aquellas zonas costeras que reúnan determinadas condiciones topográficas y marítimas en las cuales el valor de amplitud del desnivel de las mareas sea comparable a una instalación hidroeléctrica de escasa altura de caída de agua, pero de considerable masa de ésta.
En algunos casos particulares en que la marea penetra por un paso estrecho, es posible mediante diques dejar entrar en él la marea ascendente y hacer pasar el agua a través de turbinas cuando la marea se retira. Este es el principio de las centrales mareomotrices.
La necesidad de la energía es tan evidente que referirse a ello constituye un tópico. Antes de nada, porque la propia vida biológica está basada en procesos de oxidación que consumen energía y generan residuos. Además, porque como es de todos conocido, la actividad humana requiere en cada segundo, de forma indispensable y generalizada, emplearla: en la agricultura (abonos, secaderos, plaguicidas, cosechadoras…), en todos los procesos industriales (calor, frío, metalurgia, alimentación, vestido, ... en los transportes (terrestres, marítimos y aéreos), en los hogares, en las actividades recreativas, en los servicios (financieros, información, comunicación...), etc.
Las energías renovables: Son recursos limpios y casi inagotables que nos proporciona la naturaleza. Por su carácter autóctono contribuyen a disminuir la dependencia de nuestro país de los suministros externos. Favorecen el desarrollo tecnológico y la creación de empleo.
Las energías no renovables: Son aquellas cuyas reservas son limitadas y, por tanto, disminuyen a medida que se consumen. A medida que las reservas son menores, es más difícil su extracción y aumenta su coste. Se consideran energías no renovables el petróleo, el carbón, el gas natural o la energía nuclear.
ACTIVIDAD
USANDO MICROSOFT WORD RESUELVA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS, NO OLVIDE MARCAR CON SU NOMBRE APELLIDO Y CURSO. POR FAVOR TÓMESE EL TIEMPO PARA LEER DETENIDAMENTE LA GUÍA.
1. ¿Qué es la energía? ¿Es necesaria la energía para nuestra sociedad?
2. ¿Qué tipos de energía has evidenciado en tu vida? En qué momento la notaste
3.Nombre 3 tipos de energía renovables y 3 no renovables
4.Cree que estas energías afectan el cambio climático, argumente su respuesta.
5.Del listado de aparatos que aparecen a continuación identifica los tipos de energía a la que pertenecen
| ELÉCTRICA | QUÍMICA | TÉRMICA | LUMINOSA | MECÁNICA |
LAVADORA | | | | | |
TIMBRE | | | | | |
BOMBILLA | | | | | |
PLANCHA | | | | | |
ALTAVOZ | | | | | |
VÍDEO | | | | | |
COMPUTADOR | | | | | |
PILA | | | | | |
SECADOR | | | | | |
CALDERA GAS | | | | | |
6.Existen muchos tipos de energía. Ya has visto la que se produce al frotar un globo con lana. Realiza este experimento y comenta en un párrafo lo que sucedió
7. Coloca las siguientes fuentes de energía en la tabla, según sean o no energías renovables.
Agua, Uranio, Carbón, Viento, Sol, Biomasa, Petróleo, Gas natural.
ENERGÍAS RENOVABLES | ENERGÍAS NO RENOVABLES |
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