feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 2 de 25

CONCEPTES

FONTS

PRODUCCIÓ

DISTRIBUCIÓ

CONSUM

CONSEQÜÈNCIES

TECNOLOGIA

INDUSTRIAL

ENERGIA

(1.Fonts)

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 3 de 25

CONCEPTES

ENERGIA: Capacitat per fer un treball

TREBALL:

� = � · � · ��� ∝

POTÈNCIA:

=�

�

W, Treball [ J ] F, Força [ N ]

X, Distància [ m ] P, Potència [ W ]

t, Temps [ s ]

1 W = 1J/1s 1 CV = 736 W

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 4 de 25

MANIFESTACIONS D’ENERGIA

MECÀNICA Cos

INTERNA � TÈRMICA Molècules

QUÍMICA Enllaços

ELÈCTRICA Electrons

NUCLEAR Nucli

RADIANT Ones electromagnètiques

SONORA Vibració del medi

...

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 5 de 25

OPERADORS

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 6 de 25

QUÈ ÉS ENERGIA?

“La lluita per la vida és una competició per l’energia disponible” Ludwig Boltzman (1886)

“És evident que la sort de la població humana està inextricablement relacionada amb l’ús que es fa dels sistemes energètics”

M. Kinghubbert (1969)

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 7 de 25

QUÈ ÉS ENERGIA?

S XIX. LLEIS DE LA TERMODINÀMICA.

1. LLEI DE LA CONSERVACIÓ DE LA ENERGIA L’energia no es crea ni es destrueix, es transforma.

2. LLEI DE LA ENTROPIA L’Entropia va augmentant en un sistema aïllat (Clàusius, 1898) Éssers vius:

→ Sistemes oberts → Illes d’ordre temporal → Analogia amb societats

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 8 de 25

1372 W/m2

30% + 70%

� �� + ���� + ��������������� ������ + ���

� �� + ���� + ��������� ��������! ������ + ���

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 9 de 25

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 10 de 25

→ Energia disponible � Capacitat de Càrrega

→ Llei de Liebig

→ Comunitat � Bucles � Clímax

→ Subsidis d’Energia = Augment CC

→ Estratègies:

� Control (desviar recursos)

� Eines (animal ortopèdic)

� Especialització (divisió del treball)

� Ampliació del medi (augment de possibilitats)

� Aprofitament de recursos

[ William Catton. “Overshoot: The ecological basis of revolutionary change” ]

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 11 de 25

FONTS D’ENERGIA

PRIMÀRIES � SECUNDÀRIES RENOVABLES VS NO RENOVABLES CONVENCIONALS O NO CONVENCIONALS

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 12 de 25

MATERIALS COMBUSTIBLES

En combinar-se amb l’O2 (combustió) alliberant energia.

pC � PODER CALORÍFIC

#$ = #$%&'(

101300·

273

273 + .

C � CAPACITAT CALORÍFICA

CE � CALOR ESPECÍFICA

/ = 0 · &1%.2 − .4(

pC, poder calorífic [J/m3] pC, pC en CN (0ºC, 1 atm) P, pressió [Pa] T, temperatura [ºC] m, massa [kg] Ce, calor específica [kJ/kg·ºC] 1 Cal = 4,18 J 1 atm = 101.300 Pa

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 13 de 25

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 14 de 25

CARBÓ

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 15 de 25

PETROLI

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 16 de 25

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 17 de 25

GAS NATURAL

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 18 de 25

EXERCICI

Una industria necessita escalfar diàriament 15.000 litres d’aigua des de 20ºC a 90ºC. Per fer-ho disposa d’una instal·lació de carbó.

Quant carbó ha de cremar diàriament?

Aigua: Ce = 1 kcal/kg·ºC Instal·lació: η = 75%

Carbó: PC = 28 MJ/kg

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 19 de 25

EXERCICI

Calcula el consum de benzina per cada 100 km d’un automòbil amb un motor de 60 CV que circula a 100 km/h.

Motor: η = 32% Benzina: PC = 32 MJ/l

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 20 de 25

EXERCICI

Una central tèrmica que consumeix gas natural disposa d’un grup motriu de 200 MW de potència.

Calcula el consum horari de gas si es subministra a P=506 kPa i T=20ºC.

Instal·lació: η = 40%

Gas natural: PC (CN)= 46 MJ/m3

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 21 de 25

ENERGIA NUCLEAR

→ Nombre atòmic

→ Nombre màssic

→ Isòtop

→ Radioactivitat

→ Energia nuclear

→ Reacció nuclear

→ Fusió / Fissió

→ Massa crítica

→ “Combustibles” nuclears

21H +3

1H→42He+1

0n+ENERGIA

23592U+1

0n→14056Ba+93

36Kr+210n +ENERGIA

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 22 de 25

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 23 de 25

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 24 de 25

feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 25 de 25