LA ENERGÍA: EL MOTOR DE LA VIDA · Es la energía asociada la deformación de los cuerpos ......

EDUCACIÓN SECUNDARIA PARA PERSONAS ADULTAS NIVEL II

ÁMBITO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO

BLOQUE VII. TEMA 1: La Energía: El Motor de la Vida.

LA ENERGÍA: EL MOTOR

Introducción

La Energía es una propiedad los cuerpos del Universo y que tiene varias características

Como hemos visto con las historias de Belén yformas , pero todas las formas de la

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…

El ser humano explota los de ellos energía para usarla directamente o para su uso.

¿Y cuántos tipos o formas de energía hay? E

repaso a algunas de las más comunes. ¿Estás preparado/a?

• Permite producir cambios en los cude temperatura de la leche cuando mete• la energía despertador de Belén

• Puede ser transformada de una a otra forma ejemplo, la energía calorífica en la placa solar térmica de Teresa).

• Puede ser transferida de uno a otro cuerpoTeresa cuando se ducha con el agua caliente procedente de la placa).

Como la transformación de energía solar en energía calorífica en la placa de Teresa, o como en una bombilla, donde la energía eléctrica se transforma en luz y calor

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido1. ¿Qué cuerpos del Universo tienen energía?

2. ¿Cuáles son las cuatro características de la energía?

3. ¿De dónde obtiene el ser humano la en

PERSONAS ADULTAS NIVEL II

TECNOLÓGICO


Bloque VII. Tema 1, Página

LA ENERGÍA: EL MOTOR DE LA VIDA

Todas las situaciones de la vida cotidiana de Teresa y Belén ponen de manifiesto fenómenos energéticos. la energía está presente en todos los fenómenos que suceden en el Universo .

Pero ¿qué es la energía? “Energía” es una palabra que, aunque forma parte del vocabulario científico, es tan familiar para todo el mundo que todos tenemos una idea más o menos clara de lo que es. A pesar de ello, y aunque es realmente difícil dar una definición de energíaa precisar lo que entendemos por energía en el campo de las Ciencias.

propiedad de los cuerpos. Es “algo” que poseen los cuerposdel Universo y que tiene varias características:

Como hemos visto con las historias de Belén y Teresa la energía se manifiesta de muchas formas de la energía son intercambiables entre sí .

El ser humano explota los recursos naturales (carbón, petróleo, viento, sol, etc.) usarla directamente o para transformarla en otra

¿Y cuántos tipos o formas de energía hay? En los siguientes apartados vrepaso a algunas de las más comunes. ¿Estás preparado/a?

Permite producir cambios en los cu erpos (como el aumento de temperatura de la leche cuando Belén la mete en el microondas). Puede ser almacenada (por ejemplo

la energía que almacenan las pilas dedespertador de Belén).

Puede ser transformada de una a otra forma (por ejemplo, la energía solar que se transforma en energía calorífica en la placa solar térmica de Teresa). Puede ser transferida de uno a otro cuerpo (como al de Teresa cuando se ducha con el agua caliente procedente

Como la transformación de energía solar en energía calorífica en la placa de Teresa, o como en una bombilla, donde la ía eléctrica se transforma en luz y calor, es decir, en energías luminosa y calorífica.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido ¿Qué cuerpos del Universo tienen energía?

¿Cuáles son las cuatro características de la energía?

¿De dónde obtiene el ser humano la energía que usa?

Bloque VII. Tema 1, Página 1 de 15

DE LA VIDA

Todas las situaciones de la vida cotidiana de Teresa y Belén ponen de manifiesto fenómenos energéticos. Es más,

está presente en todos los fenómenos que

gía? “Energía” es una palabra que, aunque forma parte del vocabulario científico, es tan familiar para todo el mundo que todos tenemos una idea más o menos clara de lo que es. A pesar de ello, y aunque es realmente difícil dar una definición de energía , vamos

energía en el campo de

algo” que poseen los cuerpos , todos

se manifiesta de muchas

(carbón, petróleo, viento, sol, etc.) y obtiene forma más adecuada

n los siguientes apartados vamos a dar un

(como el aumento Belén la

(por ejemplo las pilas del

Como la transformación de energía solar en energía calorífica en la placa de Teresa, o como en una bombilla, donde la




Formas de energía I

Una cosilla…Una cosilla…Una cosilla…Una cosilla… La energía se presenta de formas muy diversas y variadas, todas las cuales son

igualmente importantes. Para no dar más presentaremos por orden alfabético.

No obstante, algunas de ellas las estudiaremos con más profundidad, pues su estudio matemático es lo bastante sencillo como para que encaje dentro de la profundidad que pretendemos en este nivel.

Energía calorífica o térmicaConvivimos con ella continuamente. Es la

temperaturaLa energía calorífica o térm

calientes en forma de calor y fríos.

La energía térmica la estudiaremos en profundidad en otro deaprenderás la relación entre la energía calorífica, el calor y la temperatura y a calcular cuánto aumenta o disminuye la temperatura de un cuerpo cuando gana o pierde cierta cantidad de energía calorífica

Energía cinética Esta energía, aunque tenga un nombre un poco raro y técnico, es

también muy familiar para todos/as. La poseen los cuerpos por estar en

También la energía cinética la estudiarás con profundidad en otfórmula que se utiliza para calcularla. Verás que es muy fácil y que puedes aprender mucho sabiendo calcular la energía cinética de algunos cuerpos en movimiento.

Energía eléctrica Esta es la energía más familiar de

usamos continuamente y para casi todas las actividades que realizamos.Una parte muy significativa de la energía que obtenemos de los

recursos naturales la transformamos en energía eléctrica para usarla.

El barrote de hierro al rojo vivo posee mucha energía calorífica

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Cuando tocamos el vaso de leche recién salido del microondas sentimos pasa de la leche caliente a nuestra mano, más

Al coger una cerveza fría del frigoríficocerveza nos pasa el frío. En realidad, es nuestra mano, más caliente, la que pasa calor a la cerveza

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo podemos observar suscabeza a toda velocidad: cuanta más velocidad lleva, posee más energía cinética, y por tanto, si nos da en la cabeza más daño nos hace.


TECNOLÓGICO



La energía se presenta de formas muy diversas y variadas, todas las cuales son

igualmente importantes. Para no dar más importancia a unas y restarla a otras, te las presentaremos por orden alfabético.

No obstante, algunas de ellas las estudiaremos con más profundidad, pues su estudio matemático es lo bastante sencillo como para que encaje dentro de la profundidad que

ndemos en este nivel.

érmica Convivimos con ella continuamente. Es la energía asociada a la

temperatura y muy relacionada con el calor . La energía calorífica o térmica es la liberada por los cuerpos más

calientes en forma de calor y pasa de los cuerpos calientes a los

estudiaremos en profundidad en otro de los temas de este bloque. Allí aprenderás la relación entre la energía calorífica, el calor y la temperatura y a calcular cuánto aumenta o disminuye la temperatura de un cuerpo cuando gana o pierde cierta cantidad de energía calorífica

Esta energía, aunque tenga un nombre un poco raro y técnico, es también muy familiar para todos/as. Es la energía asociada al movimiento

poseen los cuerpos por estar en movimiento , por tener velocidad

También la energía cinética la estudiarás con profundidad en otro tema de este bloque, incluyendo la fórmula que se utiliza para calcularla. Verás que es muy fácil y que puedes aprender mucho sabiendo calcular la energía cinética de algunos cuerpos en movimiento.

la energía más familiar de todas para nosotros . La usamos continuamente y para casi todas las actividades que realizamos.

na parte muy significativa de la energía que obtenemos de los recursos naturales la transformamos en energía eléctrica para usarla.

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo… Cuando tocamos el vaso de leche recién salido del microondas sentimos pasa de la leche caliente a nuestra mano, más fría.

l coger una cerveza fría del frigorífico sentimos justo lo contrario. Parece que la cerveza nos pasa el frío. En realidad, es nuestra mano, más caliente, la que pasa calor a la cerveza

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo… Por ejemplo podemos observar sus efectos en la pelota de tenis que viene hacia nuestra cabeza a toda velocidad: cuanta más velocidad lleva, posee más energía cinética, y por tanto, si nos da en la cabeza más daño nos hace.


La energía se presenta de formas muy diversas y variadas, todas las cuales son importancia a unas y restarla a otras, te las

No obstante, algunas de ellas las estudiaremos con más profundidad, pues su estudio matemático es lo bastante sencillo como para que encaje dentro de la profundidad que

energía asociada a la

ica es la liberada por los cuerpos más cuerpos calientes a los

los temas de este bloque. Allí aprenderás la relación entre la energía calorífica, el calor y la temperatura y a calcular cuánto aumenta o disminuye la temperatura de un cuerpo cuando gana o pierde cierta cantidad de energía calorífica.

Esta energía, aunque tenga un nombre un poco raro y técnico, es la energía asociada al movimiento .

, por tener velocidad .

ro tema de este bloque, incluyendo la fórmula que se utiliza para calcularla. Verás que es muy fácil y que puedes aprender mucho sabiendo

. La

na parte muy significativa de la energía que obtenemos de los

Cuando tocamos el vaso de leche recién salido del microondas sentimos el calor que

sentimos justo lo contrario. Parece que la cerveza nos pasa el frío. En realidad, es nuestra mano, más caliente, la que pasa

efectos en la pelota de tenis que viene hacia nuestra cabeza a toda velocidad: cuanta más velocidad lleva, posee más energía cinética, y por





¿Por qué usamos tanto la energía eléctrica? Pues porque con la tecnología que tenemos, es: • Fácil de obtener a partir de otras formas de energía.

• Fácil de transportar a grandes distancias. • Fácil de transformar en otros tipos de energía allí donde necesitemos utilizarla.

La energía eléctrica está asociada a la corriente eléctrica, que no es más que un movimiento ordenado de electrones. Las pilas, baterías o los paneles fotovoltaicos, (corriente continua) o la dinamo de la bicicleta de Teresa (corriente alterna) producen dicho movimiento.

Pero la energía eléctrica tiene un inconveniente, aunque quizá te suene algo increíble. La energía eléctrica no se puede almacenar ; hay que consumirla (transformarla en otro tipo de energía) al mismo tiempo que se obtiene.

Energía eólica Esta es muy fácil de reconocer. Su nombre viene del nombre

del dios griego del viento: Eolo. Es la energía del viento . Fíjate en que se trata de una

energía cinética , puesto que el viento posee energía precisamente por tratarse de un cuerpo, el aire, en movimiento.

La energía eólica se usa directamente, por ejemplo para impulsar los barcos de vela y

también se usa para transformarla en energía eléctrica mediante los aerogeneradores , como los que puedes ver en la imagen.

Energía geotérmica El interior de la Tierra conserva gran cantidad de calor que aún

queda de los tiempos en los que se formó. En algunas zonas de la Tierra, normalmente asociadas a procesos volcánicos, como en Lanzarote o en Islandia, este calor aflora hasta la superficie terrestre y constituye lo que llamamos energía geotérmica.

Se trata de una energía térmica o calorífica , que constituye un interesante recurso natural como fuente de energía, tanto directa como indirecta.

Energía hidráulica Llamamos así a la energía que posee el agua que discurre por los ríos , cae por cascadas

naturales o saltos de agua artificiales , como los que el ser humano construye en los embalses . A veces se aprovecha directamente, por ejemplo para mover una noria. Otras veces, como

en el caso del agua almacenada en los embalses, se aprovecha para transformarla en energía eléctrica.

Si la energía eléctrica no se puede almacenar,…

¿qué es lo que almacenan las pilas o las baterías?

La importancia de la energía eléctrica en nuestra sociedad es tal que vamos a dedicar un tema completo de este bloque a estudiar cómo se produce y se transporta.

En otro bloque del curso estudiarás con profundidad la corriente eléctrica.

Un géiser, una de las

manifestaciones más bellas de la energía geotérmica




Una noria movida por energía hidráulica,

la del agua que corre por un río.

Energía luminosa Es la energí a asociada a la luz

esta energía; también una bombillaluminoso desprenden este tipo de energía.

Pero la energía luminosa es energía más amplia , la energía electromagnéticalas ondas electromagnéticas .

Las ondas electromagnéticas no se ven, solo se detectan por la energía que transportan a través del espacio. Las ondas de radio o de televisión, las microondas, las ondas que nos permiten comunicarnos a través del móvil o acceder a internet vía inalámbrica son ondas electromagnéticas; tienen energía electromagnética.

Parece imposible, pero así es…Parece imposible, pero así es…Parece imposible, pero así es…Parece imposible, pero así es…

Incluso el calor, en algunos casos, es uncalor que nos llega del sol, o que irradia una estufa, llega hasta nosotros como una onda electromagnética. Por esta razón, a la energía electromagnética también se la conoce como energía radiante

Comprueba que lo has entendido4. Escribe junto a cada una de las frases de la siguiente tabla la forma de energía que esté más relacionada con

ella, de entre las que has estudiado en este apartado.

Se puede transformar en energía eléctrica mediante aero

La usamos continuamente en nuestras casas, pero no podemos almacenarla.

Dentro de nuestro horno microondas hay mucha de esa energía.

Si se mueve, tiene esta energía, pero si se está quieto no la tiene.

En un embalse, el agua almacena e

Pasa de los cuerpos calientes a los fríos pero nunca, nunca, al revés.

En las zonas volcánicas de la Tierra esta energía es fácil de aprovechar.

5. ¿Qué características posee la energía eléctrica que la hace una de las más usadas?


TECNOLÓGICO



La presa de un embalse. La energía hidráulica

almacenada en el agua del embalse se libera en el salto de agua de la presa para producir energía eléctrica.

a asociada a la luz . El sol desprende gran cantidad de esta energía; también una bombilla, una vela encendida y cualquier objeto luminoso desprenden este tipo de energía.

Pero la energía luminosa es tan solo una clase de otra forma de energía electromagnética , que está asociada a

Las ondas electromagnéticas no se ven, solo se detectan por la

energía que transportan a través del espacio. Las ondas de radio o de sión, las microondas, las ondas que nos permiten comunicarnos a

través del móvil o acceder a internet vía inalámbrica son ondas electromagnéticas; tienen energía electromagnética.

Parece imposible, pero así es…Parece imposible, pero así es…Parece imposible, pero así es…Parece imposible, pero así es…

Incluso el calor, en algunos casos, es una forma de energía electromagnética. El calor que nos llega del sol, o que irradia una estufa, llega hasta nosotros como una onda electromagnética. Por esta razón, a la energía electromagnética también se la conoce como energía radiante.

has entendido Escribe junto a cada una de las frases de la siguiente tabla la forma de energía que esté más relacionada con ella, de entre las que has estudiado en este apartado.

Se puede transformar en energía eléctrica mediante aerogeneradores.



Si se mueve, tiene esta energía, pero si se está quieto no la tiene.

En un embalse, el agua almacena este tipo de energía.



¿Qué características posee la energía eléctrica que la hace una de las más usadas?


Una cascada natural, bella manifestación de la energía

hidráulica.

a forma de energía electromagnética. El calor que nos llega del sol, o que irradia una estufa, llega hasta nosotros como una onda electromagnética. Por esta razón, a la energía electromagnética también se la conoce como

Escribe junto a cada una de las frases de la siguiente tabla la forma de energía que esté más relacionada con

FORMA DE ENERGÍA




Formas de energía II

Energía mareomotriz El mar es un inmenso almacén de energía

sus formas. La energía mareomotrizmovimiento de las olas y, sobre todo,

Fíjate que se trata de una energía asociada al movimiento y, por tanto, es una energía cinética

Energía nuclear Es energía almacenada en el núcleo de

libera cuando se rompen los núcleos de los átomos, prfisión nuclear

Los núcleos de algunos átomos se rompen de forma espontáneay no violenta,

Pero la energía nuclear que aprovechamos los seres humanos se libera mediante reaccartificialmentesuelen emplearse en esas reacciones son átomos de

Puedes ver una simulación de una reacción nuclear de fisión del uranio enReacción Nuclear de Fisión.

Para saber más...Para saber más...Para saber más...Para saber más...

Energía potencial elásticaEs la energía asociada la deformación de los cuerpos

que recuperan su forma original cuando la fuerza que los ha deformado deja de actuar.

Aunque todos los cuerpos son más energía es más evidente en cuerpos como los muelles.

Cuando un muelle se comprime o se estiraelástica , pero cuando el muelle recupera su forma, pierde esa ener gía almacenada

6. Completa las siguientes frases empleando una de estas dos palabras: cinética, calorífica.

a. La energía eólica es también una energía …………………………

b. La energía geotérmica es también una energía ………………………..

7. ¿De qué tipo será también la energía hidráulica del agua

La energía nuclear fue descubierta por los físicos en el primer tercio del siglo XX. Si tienes curiosidad por conocer un poquito mejor cuáles son los fundamentos de esta forma de la energía, le

PorPorPorPor ejemplo…ejemplo…ejemplo…ejemplo… ¡Cuántas veces no nos ha "saltado" la pila cuando intentábamos cambiarla en el mando a distancia de la televisión!energía potencial elástica que almacenaba el muellecito que sujeta la pila se ha liberado cuando el muelle ha recuperado su posición original.


TECNOLÓGICO



inmenso almacén de energía en muchas de energía mareomotriz es la asociada al

, sobre todo, de las mareas . te que se trata de una energía asociada al movimiento y, es una energía cinética : energía cinética del mar.

energía almacenada en el núcleo de los átomo

libera cuando se rompen los núcleos de los átomos, proceso al que se llama fisión nuclear.

Los núcleos de algunos átomos se rompen de forma espontánea, dando lugar a fenómenos de radiactividad

Pero la energía nuclear que aprovechamos los seres humanos se libera reacc iones nucleares de fisión provocadas y controladas

artificialmente que liberan enormes cantidades de energíasuelen emplearse en esas reacciones son átomos de uranio

Puedes ver una simulación de una reacción nuclear de fisión del uranio en

lástica asociada la deformación de los cuerpos elásticos , los

que recuperan su forma original cuando la fuerza que los ha deformado deja

Aunque todos los cuerpos son más o menos elásticos, esta forma de la energía es más evidente en cuerpos como los muelles.

Cuando un muelle se comprime o se estira (se deforma) , almacena energía potencial cuando el muelle recupera su forma, pierde esa ener gía almacenada

Completa las siguientes frases empleando una de estas dos palabras: cinética, calorífica.

La energía eólica es también una energía …………………………

La energía geotérmica es también una energía ………………………..

¿De qué tipo será también la energía hidráulica del agua que cae por una cascada, cinética o calorífica?

La energía nuclear fue descubierta por los físicos en el primer tercio del siglo XX. Si tienes curiosidad por conocer un poquito mejor cuáles son los fundamentos de esta forma de la energía, lee el documento Fusión y Fisión Nuclear

uántas veces no nos ha "saltado" la pila cuando intentábamos cambiarla en el mando a distancia de la televisión!energía potencial elástica que almacenaba el muellecito que sujeta la pila se ha liberado cuando el muelle ha


átomo s. Esta energía se oceso al que se llama

Los núcleos de algunos átomos se rompen de forma espontánea, natural radiactividad natural .

Pero la energía nuclear que aprovechamos los seres humanos se libera iones nucleares de fisión provocadas y controladas

que liberan enormes cantidades de energía. Los átomos que uranio .

Puedes ver una simulación de una reacción nuclear de fisión del uranio en la animación

, los que recuperan su forma original cuando la fuerza que los ha deformado deja

o menos elásticos, esta forma de la

, almacena energía potencial cuando el muelle recupera su forma, pierde esa ener gía almacenada .

Completa las siguientes frases empleando una de estas dos palabras: cinética, calorífica.

que cae por una cascada, cinética o calorífica?

La energía nuclear fue descubierta por los físicos en el primer tercio del siglo XX. Si tienes curiosidad por conocer un Fusión y Fisión Nuclear.

uántas veces no nos ha "saltado" la pila cuando intentábamos cambiarla en el mando a distancia de la televisión! La energía potencial elástica que almacenaba el muellecito que sujeta la pila se ha liberado cuando el muelle ha




Energía potencial gravitatoriaEs la energía asociada a la altura a la que se encuentra u

superficie de la Tierra (o de la Luna si el cuerpo está en la Luna, o de Marte si el cuerpo está en Marte, etc.).

Es muy parecida a la energía potencial elástica: energía potencial gravitatoria .

Energía química Cuando Belén arranca el todo terreno, en el motor se q

gasoil. Esta reacción nos permite extraer la almacenada en el combustiblellamamos energía química .

Para entender esta nuevaencender una pantallita en tu mevarias, unidas por barritas. Esgasoil, o también de glucosa de azúcarsustancia.

¿Has visto alguna vezmuerte cuando éramos pequeños? Pues pasa lo mismo que con la pila. Dentro hay un muelle comprimido que almacena energía potencial elástica; cuandmuelle recupera su forma original y libera esa energía.

Lo mismo sucede con un arco que almacena energía potencial elástica al tensarse y la pierde cuando vuelve a su posición; se la da a la flecha, en forma de energía cinética.

También nos encontramos con esta energía cuando damos cuerda a un juguete, o a un reloj de cuerda (de los que ya no se ven…). En estos casos estamos tan solo enrollando una cinta metálica que almacena energía potencial elástica; a medida que la cinta se desenrolla va perdiendo esa energía y se la transfiere al mecanismo del juguete o del reloj para hacerlo funcionar.

En la foto de la derecha puedes ver la cuerda de un reloj totalmente enrollada. Ves que solo es una cinta metálica enrollada, lo que se llama un mu

La importancia de la energía potencial elástica en nuestra vida es mayor de lo que podemos imaginar. ¡Qué sería de nosotros si no estuvieran los muelles para almacenar la energía que se transmite a coches, motos o bicicletas cuando piun bache!

Los amortiguadores que “absorben” el bache son, en muchos casos, simplemente unos muelles que almacenan esa energía como energía potencial elástica.

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…El vaso de leche que gravitatoria por estar a cierta altura respecto al suelo. Si nos cae, la pierde y

La maceta que puede caerse y abollar el coche que está aparcado debajo. La energía potencial gravitatoria que ten

La bici de Teresa que ésta sube y baja cuestas. Si el camino es cuesta arriba Teresa tiene que gastar su energía para que la bici y ella la accuando es cuesta abajo no tiene que gastar nada, pues la energía potencial gravitatoria que han almacenado se libera al perder altura.


TECNOLÓGICO



ravitatoria asociada a la altura a la que se encuentra u n cuerpo

superficie de la Tierra (o de la Luna si el cuerpo está en la Luna, o de Marte si el cuerpo está en

Es muy parecida a la energía potencial elástica: cuando un cuerpo gana altura almacena . Esa energía se libera cuando el cuerpo cae y pierde altura

Cuando Belén arranca el todo terreno, en el motor se quema nos permite extraer la energía que estaba

almacenada en el combustible , en el gasoil, que es la que

a forma de la energía, tienes que encender una pantallita en tu mente. Imagina bolitas de colores,

nidas por barritas. Estás imaginando una molécula de también de glucosa de azúcar, o de cualquier otra

Has visto alguna vez aquel juguete que salía al abrir una caja y nos pegaba un susto demuerte cuando éramos pequeños? Pues pasa lo mismo que con la pila. Dentro hay un muelle comprimido que almacena energía potencial elástica; cuandmuelle recupera su forma original y libera esa energía.


én nos encontramos con esta energía cuando damos cuerda a un juguete, o a un reloj de cuerda (de los que ya no se ven…). En estos casos estamos tan solo enrollando una cinta metálica que almacena energía potencial elástica; a medida

lla va perdiendo esa energía y se la transfiere al mecanismo del juguete o del reloj para hacerlo funcionar.

En la foto de la derecha puedes ver la cuerda de un reloj totalmente enrollada. Ves que solo es una cinta metálica enrollada, lo que se llama un muelle en espiral.

La importancia de la energía potencial elástica en nuestra vida es mayor de lo que podemos imaginar. ¡Qué sería de nosotros si no estuvieran los muelles para almacenar la energía que se transmite a coches, motos o bicicletas cuando piun bache!


Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo… l vaso de leche que llevamos por la cocina de un lado a otro posee energía potencial

gravitatoria por estar a cierta altura respecto al suelo. Si s cae, la pierde y puede acabar hecho añicos y manchándonos el pantalón

a maceta que los vecinos del tercero tienen el balcón y que puede caerse y abollar el coche que está aparcado debajo. La energía potencial gravitatoria que tenía almacenada se ha empleado en abollar el coche.

a bici de Teresa va ganando y perdiendo energía potencial gravitatoria a medida que ésta sube y baja cuestas. Si el camino es cuesta arriba Teresa tiene que gastar su energía para que la bici y ella la acumulen como energía potencial gravitatoria. Pero cuando es cuesta abajo no tiene que gastar nada, pues la energía potencial gravitatoria que han almacenado se libera al perder altura.


n cuerpo respecto a la superficie de la Tierra (o de la Luna si el cuerpo está en la Luna, o de Marte si el cuerpo está en

cuando un cuerpo gana altura almacena se libera cuando el cuerpo cae y pierde altura .

aquel juguete que salía al abrir una caja y nos pegaba un susto de muerte cuando éramos pequeños? Pues pasa lo mismo que con la pila. Dentro hay un muelle comprimido que almacena energía potencial elástica; cuando se abre la caja el


La importancia de la energía potencial elástica en nuestra vida es mayor de lo que podemos imaginar. ¡Qué sería de nosotros si no estuvieran los muelles para almacenar la energía que se transmite a coches, motos o bicicletas cuando pillamos


llevamos por la cocina de un lado a otro posee energía potencial gravitatoria por estar a cierta altura respecto al suelo. Si no lo sujetamos bien y se

puede acabar hecho añicos y manchándonos el pantalón.

los vecinos del tercero tienen el balcón y que no estaba bien sujeta puede caerse y abollar el coche que está aparcado debajo. La energía potencial

ía almacenada se ha empleado en abollar el coche.

va ganando y perdiendo energía potencial gravitatoria a medida que ésta sube y baja cuestas. Si el camino es cuesta arriba Teresa tiene que gastar su

umulen como energía potencial gravitatoria. Pero cuando es cuesta abajo no tiene que gastar nada, pues la energía potencial gravitatoria que han almacenado se libera al perder altura.





Las moléculas son las estructuras más sencillas que forman los átomos cuando se unen unos a otros . Los átomos son las bolitas y están unidos por enlaces , que son las barras que hacen que se queden juntos.

Si se rompe el enlace, el átomo que se separa gana libertad. Libertad para chocar, libertad para cambiar de sitio. Libertad para llevar energía de un sitio a otro. O sea, que en un enlace hay almacenada energía , la que retiene al átomo que está esperando hacer algo (igual que el agua está en lo alto del embalse esperando caer o el muelle está comprimido esperando volver a su posición).

Esta energía que está almacenada en los enlaces es la energía química . Está en todos los enlaces de todas las moléculas de todos los cuerpos, pero no lo está en la misma cantidad en todos ni se puede extraer con la misma facilidad. Por eso no nos sirve cualquier sustancia como combustible.


La energía química es extremadamente importante para los seres vivos . De hecho, es la forma de energía fundamental para ellos. Los seres vivos son “máquinas” especializadas en extraer la energía química almacenada en los alimen tos que toman .

De manera muy similar a cómo el motor extrae la energía química del combustible y la transforman en calor y en energía cinética del coche, los seres vivos la extraen de los alimentos y la convierten. A la energía así obtenida por los seres vivos se la suele llamar energía metabólica . Es la energía que el ser vivo utilizará para todas sus actividades.

No todos los alimentos tienen almacenada la misma cantidad de energía química, por eso no todos tienen las mismas “calorías”.

Modelo de una molécula de glucosa. Las bolitas

negras representan átomos de carbono, las rojas de oxígeno y las grises de hidrógeno. Los enlaces están

representados por barritas de color azul.

Si no sabes cómo funciona el motor de un coche, cómo puede extraer la energía química del combustible y transformarla en energía cinética, puedes leer el documento Motor de Combustión.

¿Te acuerdas de las pilas y las baterías?¿Te acuerdas de las pilas y las baterías?¿Te acuerdas de las pilas y las baterías?¿Te acuerdas de las pilas y las baterías? ¿Recuerdas la pregunta que te hicimos hace unas cuantas páginas?: Si

la energía eléctrica no se puede almacenar, ¿qué es lo que almacenan las pilas o las baterías?

Seguro que ya sabes la respuesta: Energía química. Almacenan energía química en las sustancias de las que están hechas. Al conectarlas tiene lugar una reacción química que transforma esa energía en energía eléctrica. Cuando se acaban las sustancias que contiene la pila, la reacción química deja de producirse y no se obtiene más energía eléctrica. Decimos entonces que la pila se ha gastad.






Energía sonora La música de la radio que escucha Teresa en el desayuno es una

vibración que se transmite por el aire desde el altavoz hasta sus oídos. Esa vibración transporta energía. Podemos llamarla energía sonora .

La energía sonora es, en muchos aspectos, similar a la energía electromagnética; es energía asociada a las ondas sonoras que se transmiten a través del aire. También pueden hacerlo a través de cualquier sustancia pero, a diferencia de las ondas electromagnéticas, no pueden hacerlo a través del vacío.


Energía solar Es la energía radiante del sol . Llega hasta nosotros en forma de

ondas electromagnéticas: luz visible, microondas, rayos X, etc. Como ya has leído, la energía solar es la fuente de la que, directa

o indirectamente, emana la mayoría de la energía de la que podemos disponer en la Tierra .

La energía solar tiene su origen en reacciones nucleares de

Las reacciones químicas que tienen lugar en nuestro organismo y que liberan la energía química almacenada en los alimentos para convertirla en energía metabólica son muy variadas y complejas. Puedes conocer algo mejor las más sencillas leyendo el documento El Metabolismo.

Así sucede…Así sucede…Así sucede…Así sucede… El mecanismo de transmisión de la

energía sonora es más o menos como sigue: Las partículas (átomos, moléculas) del

aire reciben un choque (producido, por ejemplo, por la vibración del altavoz de la radio). Debido al choque empiezan a vibrar, chocan con otra molécula o átomo y le pasan la vibración, volviendo a su sitio.

La que ha recibido el choque vibra, choca con otra y le pasa la vibración... etc. Y así hasta que llega al tímpano de Teresa, que también vibra y que pasa la vibración al interior del oído. Allí hay un líquido que vibra también y produce una corriente eléctrica que excita a las neuronas de tu cerebro. Que así se enteran de lo que pasa fuera.

La energía sonora es un juego de "tú la llevas" entre moléculas, y tu tímpano se lo cuenta a tu cerebro. Puedes hacerte una idea mejor de cómo sucede abriendo la web

www.iessuel.org/ccnn/flash/OndeLongitudinaleEs.swf

La energía sonora puede llegar a ser molesta. Hablamos del ruido excesivo, de la contaminación acústica. Si te interesa el tema, aprende algo más sobre él leyendo el documento Contaminación Acústica.




fusión que tienen lugar en el interior del Sol, iguales que las que ocurren en el interior de todas las estrellas.

Hoy día se usa tanto directamente (¡qué placentero es tomar el solecito en una mañana de invierno!) como para transformarla en energía eléctrica o térmica.

Más cosas sobre la energía

Las mil y una caras de la energía

Atención, pregunta…Atención, pregunta…Atención, pregunta…Atención, pregunta…Después de estudiar los dos apartados anteriores puede que estés un poco liado/a

¡Hemos mencionado nada menos que 14 formas de la energía! Y seguro que hay alguna que se te puede ocurrir a ti y que no hemos dicho.

¡¿Cómo puede ser esto tan complicado?! Pues ni es tan complicado ni hay tantas formas de la energía. L

todo eso. La complicación la añadimos nosotros, los humanos. Sigue leyendo y lo

Tal vez te hayas dado cuenta de que al hablar de algunas formas de la energía hemos dichos que son, en el fondo, energías cinéticas: por ejemplo, lo hemos dicho de la eólica y de la mareomotriz. También habrás notado que hemos mencionado dos gravitatoria y la elástica.

Pues bien, en el fondo del asunto resulta que hemos hablado y todas las que te puedas imaginar

• Movimiento .

• Posición . Todas las energías asociadas al movimiento de algo son

energías asociadas a la posición de algo son movimiento, movimiento y posición, posición y movimiento. Si seguimos nos hacpero es que es eso: movimiento y posición…, energías cinéticas y energías potenciales…

Comprueba que lo has entendido8. Escribe junto a cada una de las frases de la siguiente tabla la forma de energía

ella, de entre las que has estudiado en este apartado.

Es la energía capaz de excitar nuestro tímpano y permitirnos oír.

Cuanto más alto estés, más energía de esa tienes.

Tu organismo está preparado para

¡Ten mucho cuidado, si viene una ola muy grande comprobarás su energía!

Fuente y origen de casi la totalidad de la energía que hay en la Tierra.

Sale de un sitio muy, muy pequeñito, pero es muy, muy poderosa.

Cuanto más tense el arquero su arco, más energía de esta almacena.

9. ¿Por qué crees que la energía química está en todos los cuerpos?

10. ¿De dónde sacan las estrellas la enorme cantidad de energía que radian?

11. ¿De qué tipo será la energía mareomotriz


TECNOLÓGICO



que tienen lugar en el interior del Sol, iguales que las que ocurren en el interior de todas

Hoy día se usa tanto directamente (¡qué placentero es tomar el solecito en una mañana de invierno!) como para transformarla en energía eléctrica o térmica.

nergía

Las mil y una caras de la energía

Atención, pregunta…Atención, pregunta…Atención, pregunta…Atención, pregunta… Después de estudiar los dos apartados anteriores puede que estés un poco liado/a

¡Hemos mencionado nada menos que 14 formas de la energía! Y seguro que hay alguna que se te puede ocurrir a ti y que no hemos dicho.

esto tan complicado?! ¡¿Cómo puede haber tantísimas formas de la energía?!i es tan complicado ni hay tantas formas de la energía. La Naturaleza es mucho más simple que

todo eso. La complicación la añadimos nosotros, los humanos. Sigue leyendo y lo entenderás.

Tal vez te hayas dado cuenta de que al hablar de algunas formas de la energía hemos dichos que son, en el fondo, energías cinéticas: por ejemplo, lo hemos dicho de la eólica y de la

También habrás notado que hemos mencionado dos formas de energía potencial, la

Pues bien, en el fondo del asunto resulta que todas las formas de energíalas que te puedas imaginar están asociadas a una de estas dos cosas

Todas las energías asociadas al movimiento de algo son energías cinéticasenergías asociadas a la posición de algo son energías potenciales . Y no hay mmovimiento, movimiento y posición, posición y movimiento. Si seguimos nos hacpero es que es eso: movimiento y posición…, energías cinéticas y energías potenciales…

Comprueba que lo has entendido Escribe junto a cada una de las frases de la siguiente tabla la forma de energía que esté más relacionada con ella, de entre las que has estudiado en este apartado.

Es la energía capaz de excitar nuestro tímpano y permitirnos oír.

Cuanto más alto estés, más energía de esa tienes.

Tu organismo está preparado para extraerla de los alimentos que tomas.

¡Ten mucho cuidado, si viene una ola muy grande comprobarás su energía!

Fuente y origen de casi la totalidad de la energía que hay en la Tierra.

Sale de un sitio muy, muy pequeñito, pero es muy, muy poderosa.

uanto más tense el arquero su arco, más energía de esta almacena.

¿Por qué crees que la energía química está en todos los cuerpos?

¿De dónde sacan las estrellas la enorme cantidad de energía que radian?

mareomotriz, una energía cinética o una energía calorífica?


que tienen lugar en el interior del Sol, iguales que las que ocurren en el interior de todas

Hoy día se usa tanto directamente (¡qué placentero es tomar el solecito en una mañana de

Después de estudiar los dos apartados anteriores puede que estés un poco liado/a ¡Hemos mencionado nada menos que 14 formas de la energía! Y seguro que hay alguna

¡¿Cómo puede haber tantísimas formas de la energía?!… a Naturaleza es mucho más simple que

entenderás.

Tal vez te hayas dado cuenta de que al hablar de algunas formas de la energía hemos dichos que son, en el fondo, energías cinéticas: por ejemplo, lo hemos dicho de la eólica y de la

formas de energía potencial, la

todas las formas de energía de las que están asociadas a una de estas dos cosas :

energías cinéticas . Todas las . Y no hay más: posición y

movimiento, movimiento y posición, posición y movimiento. Si seguimos nos hacemos pesados, pero es que es eso: movimiento y posición…, energías cinéticas y energías potenciales…

que esté más relacionada con

FORMA DE ENERGÍA

calorífica?




...de cuerpos, de átomos, de conjuntos de cuerpos. Per o, de una u otra manera, es posición y movimiento de algoestán pegados entre sí? Eso es posición y es energía. ¿Un cuerpo está en un sitio? Eso es energía. ¿Cambia de sitio? Cambia su energía. ¿Se rompe en dos trozos que se separan? Eso es cambio de energía. Posición y movimiento. Posición y mov

Sucede que según en lo que nos fijemos, nos resulta útil darle s a las energías cinética o potencial nombres distintos :

Así que a la pregunta ¿Por qué hay varias formno es verdad, no las hay. Para nosothay dos formas: cinética y potencial.

Cada energía es distinta no porque lo sea, sino por que miro cosas distintas. Pohay muchos nombres para la energía

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido12. Clasifica los siguientes tipos de

Energía calorífica.

Energía que tiene un muelle que se comprime.

Energía nuclear.

Energía química.

Energía eléctrica.

Energía que tiene un ladrillo encima de un andamio

Energía que tiene el agua almacenada en un embalse.

Energía que tiene el agua que cae por una cascada.

13. Imagina una barra de pan quetipos de energía que posee la deliciosa

¿Nos estamos quedando sin energía?

Atención, Atención, Atención, Atención, otra pregunta…otra pregunta…otra pregunta…otra pregunta…¡Vaya pregunta! Continuamente nos bombardean en los medios de comunicación con

que tenemos que ahorrar energía, que no podemos gastar tanta energía,… En este mismo curso, en este mismo bloque, encontrarás consejos que te ayudarán a ahorrareléctrica. ¿A qué viene entonces la preguntita? Pues sí, claro que se gasta.

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…• Si me fijo en la posición de un cuerpo respecto a un planeta le llamo energ

gravitatoria.

• Si me fijo en la posición de un cuerpo elástico respecto a su posición de equilibrio le llamo energía potencial elástica.

• Si me fijo en la posición de unos átomos respecto a otros, en cómo se unen dentro de una molécula, le llamo energía

• Si me fijo en el movimiento de las partículas que forman un cuerpo le llamo energía calorífica.

• Si me fijo en el movimiento de los electrones cuando están fuera del átomo le llamo energía eléctrica.


TECNOLÓGICO



de cuerpos, de átomos, de conjuntos de cuerpos. Per o, de una u otra manera, es posición y movimiento de algo . ¿Los átomos chocan al moverse? Eso es enerestán pegados entre sí? Eso es posición y es energía. ¿Un cuerpo está en un sitio? Eso es energía. ¿Cambia de sitio? Cambia su energía. ¿Se rompe en dos trozos que se separan? Eso es cambio de energía. Posición y movimiento. Posición y movimiento. Posición y movimiento....

según en lo que nos fijemos, nos resulta útil darle s a las energías cinética :

Así que a la pregunta ¿Por qué hay varias formas de energía? Tenemos que responder s hay. Para nosotros es útil decir que sí, que las hay. Pero en realidad, sólo

formas: cinética y potencial. Cada energía es distinta no porque lo sea, sino por que miro cosas distintas. Po

hay muchos nombres para la energía . Nos es útil mirarla desde diferentes puntos de vista.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido energía atendiendo a si se trata de una energía cinética

¿CINÉTICA


que tiene un ladrillo encima de un andamio.


ía que tiene el agua que cae por una cascada.

que cae libremente desde un cuarto piso y va cayendo pordeliciosa barra de pan.

¿Nos estamos quedando sin energía?

otra pregunta…otra pregunta…otra pregunta…otra pregunta… ¡Vaya pregunta! Continuamente nos bombardean en los medios de comunicación con

que tenemos que ahorrar energía, que no podemos gastar tanta energía,… En este mismo curso, en este mismo bloque, encontrarás consejos que te ayudarán a ahorrareléctrica. ¿A qué viene entonces la preguntita? Pues sí, claro que se gasta.

Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo…Por ejemplo… Si me fijo en la posición de un cuerpo respecto a un planeta le llamo energgravitatoria.

Si me fijo en la posición de un cuerpo elástico respecto a su posición de equilibrio le llamo energía potencial elástica.

Si me fijo en la posición de unos átomos respecto a otros, en cómo se unen dentro de una molécula, le llamo energía química.

Si me fijo en el movimiento de las partículas que forman un cuerpo le llamo energía calorífica.

Si me fijo en el movimiento de los electrones cuando están fuera del átomo le llamo energía eléctrica.


de cuerpos, de átomos, de conjuntos de cuerpos. Per o, de una u otra manera, es . ¿Los átomos chocan al moverse? Eso es energía. ¿Los átomos

están pegados entre sí? Eso es posición y es energía. ¿Un cuerpo está en un sitio? Eso es energía. ¿Cambia de sitio? Cambia su energía. ¿Se rompe en dos trozos que se separan? Eso es

imiento. Posición y movimiento.... según en lo que nos fijemos, nos resulta útil darle s a las energías cinética

as de energía? Tenemos que responder que s hay. Pero en realidad, sólo

Cada energía es distinta no porque lo sea, sino por que miro cosas distintas. Po r eso es útil mirarla desde diferentes puntos de vista.

cinética o una energía potencial.

¿CINÉTICA O POTENCIAL?

por el primero. Comenta los

¡Vaya pregunta! Continuamente nos bombardean en los medios de comunicación con que tenemos que ahorrar energía, que no podemos gastar tanta energía,… En este mismo curso, en este mismo bloque, encontrarás consejos que te ayudarán a ahorrar energía eléctrica. ¿A qué viene entonces la preguntita? Pues sí, claro que se gasta.

Si me fijo en la posición de un cuerpo respecto a un planeta le llamo energía potencial

Si me fijo en la posición de un cuerpo elástico respecto a su posición de equilibrio le llamo

Si me fijo en la posición de unos átomos respecto a otros, en cómo se unen dentro de

Si me fijo en el movimiento de las partículas que forman un cuerpo le llamo energía

Si me fijo en el movimiento de los electrones cuando están fuera del átomo le llamo




Bueno, todo depende de lo que entendamos por “gastar”. Está claro que si entendemos que tenemos que pagar un dinero por la energía que usamos, lo cual es lógico, pues enbien en la frase anterior: se gasta el dinero, la energía se usa

De hecho, una de las leyes más importantes de la Física nos dice que energía que existe en el Universo

Pero, cuando usamos la energía, ¿no la estamos gastando?... Pues no, estamos transformando en otro tipo de energía

La energía

Como dice la versión más popular del¿Y qué significa entonces, para los científicos, que la energía se gasta? Para responder

tenemos que tener en cuenta que se pueden aprovechar igual.

Cuando sucede cualquier transformación de la energía, hay que se transforma en calor . Una forma de energía siempre se transforma en otra, ey en calor; siempre en algo de calor

La energía térmica es la aumenta, y aumenta, mientras que disminuyen , disminuyen y disminuyen.

¿Adivinas? La energía térmicade energía Eso quiere decir algo terrible. Todas y cada una de las transformaciones de energía que existetodas y cada una, reducen la utilidad de la energíavez que enciendes la radio, cada vez que llamas por móvil, la energía del Universo pierde utilidad.científicos suelen denominarlo degradación de la energía

Así que la energía no se gasta,… pero se degrada.

Piensa un poco…Piensa un poco…Piensa un poco…Piensa un poco…Por curiosidad te preguntamos. ¿Crees que es una buena bombilla la que se

utiliza como estufa? ¿Por qué pasan tanto calor los artistas en un escenario? ¿Por qué los automóviles necesitan r

¿Te das cuenta? En cualquier transformación de la energía, una parte siempre se transforma en calor. En la mayoría de los casos los humanos no queremos que una parte significativa se transforme en calor y por eso buscamos y buscamos, investigamos minimizando las pérdidas en forma de calor

Muchos de los dispositivos que hoy utilizamos son más eficientes que en el pasado, porcomprobarlo es fijarse en cuánto calor desprenden. Menos“tradicional”ley inviolable del Universo

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido

14. Imagina un coche que está subiendo una cuotras formas de energía se está convirtiendo ésta mientras el coche va cuesta arriba.


TECNOLÓGICO



Bueno, todo depende de lo que entendamos por “gastar”. Está claro que si entendemos que tenemos que pagar un dinero por la energía que usamos, lo cual es lógico, pues entonces sí que se gasta. Pero fíjate

se gasta el dinero, la energía se usa.

De hecho, una de las leyes más importantes de la Física nos dice que en el Universo, en todo el Universo, es fija . Y es siempre la misma.

Pero, cuando usamos la energía, ¿no la estamos gastando?... Pues no, en otro tipo de energía . O sea, que

a energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma

Como dice la versión más popular del principio de conservación de la energía¿Y qué significa entonces, para los científicos, que la energía se gasta? Para responder

tenemos que tener en cuenta que no todas las formas de energía son igual de útiles

ndo sucede cualquier transformación de la energía, hay siempre una parteUna forma de energía siempre se transforma en otra, e

calor . es la única forma que aumenta ,

aumenta, y aumenta, mientras que todas las demás , disminuyen y disminuyen.

La energía térmica es la forma menos útil de energía Eso quiere decir algo terrible. Todas y cada una de

de energía que existen en el universo, reducen la utilidad de la energía . Cada

vez que enciendes la radio, cada vez que llamas por móvil, la energía del Universo pierde utilidad. A este proceso los

degradación de la energía . no se gasta,… pero se degrada.

Piensa un poco…Piensa un poco…Piensa un poco…Piensa un poco… Por curiosidad te preguntamos. ¿Crees que es una buena bombilla la que se

utiliza como estufa? ¿Por qué pasan tanto calor los artistas en un escenario? ¿Por qué los automóviles necesitan radiador?

¿Te das cuenta? En cualquier transformación de la energía, una parte siempre se transforma en calor. En la mayoría de los casos los humanos no queremos que una parte significativa se transforme en calor y por eso buscamos y buscamos, investigamos tecnologías que sean más eficientes, que transformen la energía minimizando las pérdidas en forma de calor.

Muchos de los dispositivos que hoy utilizamos son más eficientes que en el por ejemplo, las bombillas de bajo consumoarlo es fijarse en cuánto calor desprenden. Menos

“tradicional”, seguro. Pero algo. Siempre algo de calor. Eso es ley inviolable del Universo.


Imagina un coche que está subiendo una cuesta. Describe de dónde obtiene la energía para hacerlo y en qué otras formas de energía se está convirtiendo ésta mientras el coche va cuesta arriba.


Bueno, todo depende de lo que entendamos por “gastar”. Está claro que si entendemos que tenemos tonces sí que se gasta. Pero fíjate

De hecho, una de las leyes más importantes de la Física nos dice que la cantidad de siempre la misma.

Pero, cuando usamos la energía, ¿no la estamos gastando?... Pues no, tan solo la

no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

principio de conservación de la energía . ¿Y qué significa entonces, para los científicos, que la energía se gasta? Para responder

no todas las formas de energía son igual de útiles ; no todas

siempre una parte de la misma Una forma de energía siempre se transforma en otra, en la que sea,

Por curiosidad te preguntamos. ¿Crees que es una buena bombilla la que se utiliza como estufa? ¿Por qué pasan tanto calor los artistas en un escenario? ¿Por

¿Te das cuenta? En cualquier transformación de la energía, una parte siempre se transforma en calor. En la mayoría de los casos los humanos no queremos que una parte significativa se transforme en calor y por eso buscamos y buscamos,

, que transformen la energía

Muchos de los dispositivos que hoy utilizamos son más eficientes que en el las bombillas de bajo consumo. Una manera de

arlo es fijarse en cuánto calor desprenden. Menos que una bombilla , seguro. Pero algo. Siempre algo de calor. Eso es inevitable. Es una

esta. Describe de dónde obtiene la energía para hacerlo y en qué otras formas de energía se está convirtiendo ésta mientras el coche va cuesta arriba.




Unidades de la energía ¿Te has fijado en cómo se miden las dietas? Seguro que has oído

alguna vez decir a alguien que está haciendo una dieta de 2000 calorías, o que el chocolate engorda porque tiene muchas calorías.

Pues eso de las calorías cantidad de energía .

La energía, como cualquier otra empleando las unidades adecuadas. La unidad que emplean los científicos para medirla es el julio (J) , que es la unidad del Unidades , más conocido como S.I.

Pero también se mide en otras• calorías (cal). Se usa sobre todo para medir el contenido energético de los alimentos,

apareciendo habitualmente con su múltiplo kilocalorías (kcal)• kilovatio-hora (kWh).

Cambiar de unidadesCambiar de unidadesCambiar de unidadesCambiar de unidadesComo todas estas unidades miden la misma magnitud física, la energía,

que ser posiblecentímetros o de kilogramos a gramos, por ejemplo)

Por ejemplo, para pasar de centque 1 metro tiene 100 centímetros: 1 m = 100 cm. Por eso, si queremos pasar de metros a centímetros tenemos que multiplicar por 100 y si queremos pasar de centímetros a metros tenemos que dividir entre 100.

Pues con las unidades de la energía es lo mismo. Ptenemos que tener en cuenta que 1 kilovatioforma de escribir el número 3.600.000

Entonces, si queremos pasar de julios a kilovatiosqueremos pasar de kWh a J, multiplicaremos por 3.600.000.

• Para cambiar de unidades siempre tenemos que multiplicar o dividir por unúmero, que se llama factor de conversión.

• El factor de conversión indica cuántas veces cabe la unidad más pequeña en la más grande.

• Para pasar de una unidad grande a otra más pequeña debemos multiplicar por el factor de conversión.

• Para pasar de una unifactor de conversión.


En el último recibo de la luz puedo ver que he consumido 58,6 kWh. ¿Cuántos julios serán?

Para resolver este ejercicio tengo que un poco más arriba: 1 kWh = 3600000 J.

Ahora tengo que pensar si cambio de una unidad grande a una pequeña o al revés. En este caso tengo que cambiar de kWh a J. Como 1 kWh es más grande que un J, paso de una unidatanto, debo multiplicar por el factor de conversión:

Así que 58,6 kWh es lo mismo que 210960000 J.


TECNOLÓGICO



¿Te has fijado en cómo se miden las dietas? Seguro que has oído

r a alguien que está haciendo una dieta de 2000 calorías, o que el chocolate engorda porque tiene muchas calorías.

es en realidad una unidad para medir la

La energía, como cualquier otra magnitud física , debe medirse empleando las unidades adecuadas. La unidad que emplean los científicos

, que es la unidad del Sistema Internacional de , más conocido como S.I.

otras unidades, dependiendo de la forma en la que se encuentreSe usa sobre todo para medir el contenido energético de los alimentos,

apareciendo habitualmente con su múltiplo kilocalorías (kcal) (kWh). Se usa como unidad de medida habitual de la

Cambiar de unidadesCambiar de unidadesCambiar de unidadesCambiar de unidades Como todas estas unidades miden la misma magnitud física, la energía,

que ser posible pasar de unas a otras (igual que podemos pasar de metros a centímetros o de kilogramos a gramos, por ejemplo)

Por ejemplo, para pasar de centímetros a metros tenemos que tener en cuenta que 1 metro tiene 100 centímetros: 1 m = 100 cm. Por eso, si queremos pasar de metros a centímetros tenemos que multiplicar por 100 y si queremos pasar de centímetros a metros tenemos que dividir entre 100.

s con las unidades de la energía es lo mismo. Para pasar de julios a kilovatios1 kilovatio-hora son 3,6·106 julios (se lee 3,6 por 10 elevado a 6, y es una

forma de escribir el número 3.600.000 –tres millones seiscientos mil-)

Entonces, si queremos pasar de julios a kilovatios-hora tendremos que dividir entre 3.600.000 y si queremos pasar de kWh a J, multiplicaremos por 3.600.000.

cambiar de unidades siempre tenemos que multiplicar o dividir por unúmero, que se llama factor de conversión.

El factor de conversión indica cuántas veces cabe la unidad más pequeña en la

Para pasar de una unidad grande a otra más pequeña debemos multiplicar por el factor de conversión.

Para pasar de una unidad pequeña a otra más grande debemos dividir entre el factor de conversión.

En el último recibo de la luz puedo ver que he consumido 58,6 kWh. ¿Cuántos julios serán?

Para resolver este ejercicio tengo que conocer el factor de conversión entre el kWh y el J. Es fácil, lo tenemos un poco más arriba: 1 kWh = 3600000 J.

Ahora tengo que pensar si cambio de una unidad grande a una pequeña o al revés. En este caso tengo que . Como 1 kWh es más grande que un J, paso de una unidad grande a otra pequeña. Por

tanto, debo multiplicar por el factor de conversión: 58,6 kWh × 3600000 J/kWh =210960000Así que 58,6 kWh es lo mismo que 210960000 J.


¿Te has fijado en cómo se miden las dietas? Seguro que has oído r a alguien que está haciendo una dieta de 2000 calorías, o

una unidad para medir la

medirse empleando las unidades adecuadas. La unidad que emplean los científicos

Sistema Internacional de

la que se encuentre: Se usa sobre todo para medir el contenido energético de los alimentos,

Se usa como unidad de medida habitual de la energía eléctrica.

Como todas estas unidades miden la misma magnitud física, la energía, tiene (igual que podemos pasar de metros a

ímetros a metros tenemos que tener en cuenta que 1 metro tiene 100 centímetros: 1 m = 100 cm. Por eso, si queremos pasar de metros a centímetros tenemos que multiplicar por 100 y si queremos pasar de

ara pasar de julios a kilovatios-hora (o viceversa) julios (se lee 3,6 por 10 elevado a 6, y es una

hora tendremos que dividir entre 3.600.000 y si

cambiar de unidades siempre tenemos que multiplicar o dividir por un

El factor de conversión indica cuántas veces cabe la unidad más pequeña en la

Para pasar de una unidad grande a otra más pequeña debemos multiplicar por

dad pequeña a otra más grande debemos dividir entre el

entre el kWh y el J. Es fácil, lo tenemos

Ahora tengo que pensar si cambio de una unidad grande a una pequeña o al revés. En este caso tengo que d grande a otra pequeña. Por 210960000 J





Comprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entend1. Todos los cuerpos del Universo tienen energía

todos, sin excepción tienen algo de ener

2. La energía puede producir cambios en los cuerpospuede ser transferida de unos cuerpos a otros u puede

3. La obtiene de la Naturaleza. Explota usar directamente la energía que tienen o para transformarla en otra forma de energía más conveniente.

4. La tabla completa sería la siguiente

Se puede transformar en energía eléctrica media



Si se mueve, tiene esta energía, pero si se está quieto no la tie

En un embalse, el agua almacena este tipo de energía.



5. La energía eléctrica es fácil de obtenerdistancias, desde donde se obtiene hasta donde se usa, y energía (calor, luz, movimiento,…)

6. Las frases se completan así:

a. La energía eólica es también una energía

Porque se trata de la energía que tiene el viento, el aire en movimiento. Si el aire no se mueve, no hay energía eólica.

b. La energía geotérmica es también una energía

Porque se trata de la energía asociada a las altas temperaturas del interior de la Tierra, que afloran a la superficie en determinados lugares del planeta.

7. Será energía cinética, puesto que la posee el agua que cae por la cascada por el hecho de estar enmovimiento.


TECNOLÓGICO




Comprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendiiiido (solucdo (solucdo (solucdo (soluciiiioooonnnneseseses)))) Todos los cuerpos del Universo tienen energía, de una u otra forma, en mayor o menor cantidad, pero todos, sin excepción tienen algo de energía.

producir cambios en los cuerpos, puede ser almacenada en algunas de sus formas, de unos cuerpos a otros u puede ser transformada de unas formas a otras.

. Explota recursos naturales tales como el viento, el petróleo, el sol, etc. para usar directamente la energía que tienen o para transformarla en otra forma de energía más conveniente.

La tabla completa sería la siguiente

Se puede transformar en energía eléctrica mediante aerogeneradores. EÓLICA

La usamos continuamente en nuestras casas, pero no podemos almacenarla. ELÉCTRICA

Dentro de nuestro horno microondas hay mucha de esa energía. ELECTROMAGNÉTICA

Si se mueve, tiene esta energía, pero si se está quieto no la tiene. CINÉTICA

En un embalse, el agua almacena este tipo de energía. HIDROELÉCTRICA

Pasa de los cuerpos calientes a los fríos pero nunca, nunca, al revés. CALORÍFICA O TÉRMICA

En las zonas volcánicas de la Tierra esta energía es fácil de aprovechar. GEOTÉ

fácil de obtener a partir de otras formas de energía, fácil de transportardistancias, desde donde se obtiene hasta donde se usa, y fácil de volver a transformarenergía (calor, luz, movimiento,…).

La energía eólica es también una energía cinética

Porque se trata de la energía que tiene el viento, el aire en movimiento. Si el aire no se mueve, no hay

La energía geotérmica es también una energía calorífica

Porque se trata de la energía asociada a las altas temperaturas del interior de la Tierra, que afloran a la superficie en determinados lugares del planeta.

, puesto que la posee el agua que cae por la cascada por el hecho de estar en

15. Observa la etiqueta de este productoenergía que aporta este alimento viene expresadacomo en kilocalorías (kcal). Con ayuda de cuenta sencilla ¿A cuántos julios equivale una caloría?

a. 1 cal = 4,17 J

b. 1 J = 4,17 cal

c. 1 cal = 0,04 J

Fíjate que lo que te estamos pidiendo queconversión entre el julio y la caloría que haproducto. Cuando hagas tus cuentas, buscaenciclopedia cuál es ese factor, para ver el fabricantecorrecto para hacer sus cálculos.


de una u otra forma, en mayor o menor cantidad, pero

en algunas de sus formas, de unas formas a otras.

es como el viento, el petróleo, el sol, etc. para usar directamente la energía que tienen o para transformarla en otra forma de energía más conveniente.

FORMA DE ENERGÍA

EÓLICA

ELÉCTRICA

ELECTROMAGNÉTICA

CINÉTICA

HIDROELÉCTRICA

CALORÍFICA O TÉRMICA

GEOTÉRMICA

fácil de transportar a grandes fácil de volver a transformar en otras formas de

Porque se trata de la energía que tiene el viento, el aire en movimiento. Si el aire no se mueve, no hay

Porque se trata de la energía asociada a las altas temperaturas del interior de la Tierra, que afloran a

, puesto que la posee el agua que cae por la cascada por el hecho de estar en

oducto envasado. La cantidad de expresada tanto en kilojulios (kJ)

este dato y haciendo una caloría?

que calcules es el factor de ha utilizado el fabricante del

busca en internet o en alguna bricante ha utilizado el factor





8. La tabla completa sería la siguiente

FORMA DE ENERGÍA

Es la energía capaz de excitar nuestro tímpano y permitirnos oír. SONORA

Cuanto más alto estés, más energía de esa tienes. POTENCIAL GRAVITATORIA

Tu organismo está preparado para extraerla de los alimentos que tomas. QUÍMICA

¡Ten mucho cuidado, si viene una ola muy grande comprobarás su energía! MAREOMOTRIZ

Fuente y origen de casi la totalidad de la energía que hay en la Tierra. SOLAR

Sale de un sitio muy, muy pequeñito, pero es muy, muy poderosa. NUCLEAR

Cuanto más tense el arquero su arco, más energía de esta almacena. POTENCIAL ELÁSTICA

9. La energía química está en todos los cuerpos porque todos están formados por moléculas o por átomos unidos entre sí mediante enlaces, y es ahí, en los enlaces donde se almacena la energía química.

10. La energía que radian las estrellas, como nuestro Sol, procede de las reacciones nucleares de fisión que tienen lugar en su interior.

11. La energía mareomotriz es una energía cinética puesto que está asociada al movimiento del agua del mar: olas y mareas.

12. La tabla completa sería la siguiente:

¿CINÉTICA O POTENCIAL?

Energía calorífica. Cinética, pues está asociada al movimiento de las moléculas de un cuerpo.


Potencial, pues depende de la posición del muelle respecto de su posición normal.

Energía nuclear. Potencial, pues está asociada a la posición de las partículas que constituyen el núcleo de los átomos: protones y neutrones.

Energía química. Potencial, pues está asociada a la posición relativa de los átomos dentro de las moléculas.

Energía eléctrica. Tanto cinética como potencial, pues está asociada tanto al movimiento de los electrones libres como a las posiciones que éstos van ocupando mientras se mueven.

Energía que tiene un ladrillo encima de un andamio.

Potencial, pues está asociada a la posición del ladrillo respecto a la superficie de la Tierra, a su altura.


Potencial, pues está asociada a la posición del agua respecto a la superficie de la Tierra, a su altura.

Energía que tiene el agua que cae por una cascada. Cinética, pues está asociada al movimiento del agua.

13. Lo normal es que en un cuerpo estén presentes varias formas de energía, aunque según lo que nos interese en cada momento nos solemos fijar tan solo en una o en dos de ellas. La barra de pan tiene energía cinética, por estar en movimiento, cayendo. También tienen energía potencial gravitatoria por estar a cierta altura. Pero también posee energía química, como todos los cuerpos y energía calorífica por estar a cierta temperatura.

14. El coche obtiene la energía que necesita para subir la cuesta de la energía química almacenada en el combustible que usa. En el motor se extrae esa energía y se transforma en movimiento de las ruedas, es decir, en movimiento del coche y, por tanto, en energía cinética del coche y todas sus partes móviles. Por otro lado como el coche va subiendo una cuesta, parte de la energía la irá almacenando como energía potencial gravitatoria. Por último, y como en todas las transformaciones de la energía, una parte de ella se estará convirtiendo en energía calorífica que aumentará la temperatura del coche (éste se calienta, y más si va cuesta arriba ¿no?)





282000 �� 1175000

�1175000

282000 �� 4,1666666

��

15. Para resolver este ejercicio lo primero que tenemos que tener en cuenta es que nos preguntan por julios y caloría, mientras que en la etiqueta los datos están en kilojulios y kilocaloría. Así que lo primero que tenemos que hacer es pasar a las unidades correctas: de kilojulios a julios y de kilocalorías a calorías.

Es muy fácil, puesto que 1 kJ = 1000 J y que evidentemente, 1 kcal = 1000 cal, tan solo tenemos que multiplicar por 1000 en ambos casos:

1175 � � 1000 �� 1175000 282 �� 1000 ��

�� 282000 ��

A continuación tenemos que darnos cuenta que este problema es como el del ejemplo; mejor dicho, casi como el del ejemplo, porque allí teníamos el factor de conversión y ahora no lo tenemos: es una incógnita, un número desconocido. Vamos a llamar a esa incógnita X. Si supiéramos cuánto vale el factor de conversión (al que hemos llamado X) para pasar de calorías a julios haríamos la siguiente cuenta:

Es decir, al multiplicar el número de calorías que indica la etiqueta por el factor de conversión (que desconocemos) nos debe salir el número de julios que indica la etiqueta.

Lo que tenemos arriba es una ecuación (muy sencilla, pero una ecuación). Para calcular X solo tenemos que despejarla. Esto, aunque suene a muy técnico, es muy sencillo: dividimos los julios que están detrás del igual entre las calorías que están delante del igual.

Ahora solo tenemos que redondear el resultado: 4,16666666 � 4,17 (el símbolo � significa aproximadamente igual).

Y ya podemos dar una respuesta: la respuesta correcta, de las que se ofrecen en el enunciado es la a, puesto que lo que hemos obtenido con nuestros cálculos es que hay 4,17 julios por cada caloría.

Buscando en internet el factor de conversión que aceptan los científicos hemos obtenido que

1 cal = 4,184 J.



BLOQUE VII. TEMA 2: El recibo de la luz.


EL RECIBO DE LA LUZ

Introducción

Como hemos visto en la historia de Belén y Teresa la electricidad es la forma de energía más presente en nuestras vidas. Por ejemplo, a ver si eres capaz de hacer una lista de diez cosas que podamos hacer en casa cuando se va la luz, ¡pero de las que haces a diario y suponiendo que es de noche, claro!

Realmente la electricidad nos ha cambiado la vida, aunque sin lugar a dudas la consumimos en una cantidad mucho mayor de lo necesario y de lo que nos podemos permitir en la situación actual de nuestro planeta.

Desgraciadamente muchos de nosotros sólo nos acordamos cuando nos llega la factura, que cada vez va subiendo más. Pero ¿sabemos lo que estamos pagando?

Para contestar a esta pregunta es necesario comprender los datos que vienen en la factura, eso es lo que vamos a explicarte en este apartado.

La factura de la luz

Trabajaremos con una factura de Sevillana Endesa por ser la empresa que suministra la electricidad en prácticamente toda Andalucía, pero si tuvieras otra compañía sólo tendrías que ir buscando los mismos datos, pues todas las facturas de la luz deben contenerlos.

Una factura de la luz tiene la pinta que ves en la imagen de la derecha.

Seguro que la has visto más de una vez, pero si es la primera vez que te la encuentras, te recomendamos que busques alguna de las que seguro tienes en casa o que mires al final de este apartado.

Vamos a ir viendo qué información hay en una factura.

Los datos de identificación

Sirven para identificar a la propia factura y al cliente.

Resumen de la factura: Aquí nos indican los datos de nuestra factura:

o La fecha en que se ha emitido.

o El período que nos están facturando.

o Nuestro número de contrato.

o El número de factura (es importante porque si queremos hacer alguna pregunta o reclamación sobre esta factura nos lo pedirán).

o Un número de referencia.

o El importe total que debemos pagar.





Datos del cliente: En este apartado, además de los datos personales del cliente, nos indican tres cosas importantes:

o La actividad económica: este número indica el tipo de instalación eléctrica que tenemos (si es una vivienda, una fábrica,...)

o La tarifa: la empresa nos ofrece varios tipos de tarifas.

Para saber más...

Según el tipo de tarifa que tengamos contratada, el precio que pagaremos tanto por disponer de electricidad como por la energía que consumamos será diferente.

Potencia contratada: Vamos a pararnos un poco en esto, porque es algo importante. Veamos más despacio qué es la POTENCIA.

Potencia es la velocidad a la que consume la energía. En realidad es una forma de hablar porque la energía no se consume, se transforma en otro tipo de energía, como calor en el caso de una estufa o luz en una bombilla.

La unidad de medida de la potencia es el vatio (W), aunque quizá son más utilizados múltiplos o submúltiplos como el kilovatio (kW) (mil W), megavatio (MW) (un millón de W) o el caballo de vapor (CV) (735 W).

Por ejemplo…

Hay electrodomésticos o bombillas de diferentes potencias: una bombilla de 100 W, da más luz que una de 60 W, es decir, en el mismo tiempo, la de 100 W consume más energía.

Para saber más...

Cuanta más potencia tengamos contratada más aparatos eléctricos podremos tener enchufados a la vez sin que "salte el diferencial", llamado ICP, o interruptor de control de potencia, (situado en el cuadro eléctrico que tienes en la entrada de tu vivienda).

En nuestras viviendas la compañía suministradora, nos coloca un contador eléctrico, que registra la energía eléctrica consumida. La unidad en que se mide es, como seguro que ya sabes, el kilovatio-hora (kWh).

En la página web de ENDESA puedes ver los tipos de tarifa que ofrece:

http://www.endesaonline.com/ES/Hogares/teguia/asesoramientotarifas/tarifas_electricas/tarifas/index.asp

Si quieres informarte un poco mejor sobre las características, las ventajas y los inconvenientes de los distintos tipos de bombillas, abre la animación Para ver bombillas que encontrarás en los recursos de este tema.

La seguridad ante todo…

Además, la instalación contiene protecciones similares para

cada circuito dentro de la vivienda (magnetotérmicos) y otros elementos de seguridad, para evitar fugas de corriente o descargas a

personas (diferencial y toma de tierra).

http://www.endesaonline.com/ES/Hogares/teguia/asesoramientotarifas/tarifas_electricas/tarifas/index.asp





La compañía nos permite contratar la potencia según las necesidades de nuestra familia (en el caso de una empresa, las necesidades de la misma).

Consumo: Esta es la lectura real de nuestro contador, que viene a leer un trabajador de Endesa de vez en cuando. Como has leído antes, el consumo de energía eléctrica se mide en kWh. (kilowatios-hora).

Para calcular cuánta energía consume un determinado aparato eléctrico debemos tener en cuenta dos cosas:

La potencia del aparato.

El tiempo que está funcionando.

Si esa energía la queremos calcular en kWh tendremos tan solo que multiplicar los kW del aparato por el número de horas que ha estado funcionando.

Comprueba que lo has entendido

Para saber más...

Pulsando sobre la siguiente dirección web tienes una explicación sobre el cuadro eléctrico, así como unos sencillos consejos sobre seguridad:

http://www.fecsa.es/ES/hogares/teguia/asesoramiento/seguridadproteccion/electricidad/index.asp

Por ejemplo…

Si tenemos una plancha de 1600 W de potencia funcionando durante 4 horas, para calcular cuánta energía ha consumido tendremos primero que expresar la potencia de la plancha en kW.

Como 1 kW = 1000 W, para pasar de vatios a kilovatios tenemos que dividir entre 1000:

Una vez sabemos los kW del aparato, tan solo debemos multiplicar por las 4 horas que ha estado funcionando:

Si el tiempo de funcionamiento hubiese estado en otra unidad de tiempo (minutos, segundos, días,…) tendríamos que haberlo pasado previamente a horas.

1. Calcula el gasto de electricidad de los siguientes electrodomésticos enchufados durante el tiempo que se indica. Escribe detalladamente en tu cuaderno todas las operaciones necesarias.

1.1. Un microondas de 900W durante 30 minutos.

a. 45 kWh

b. 4,5 kWh

c. 0,45 kWh

1.2. Un frigorífico de 100W funcionando todo el día.

a. 24 kWh

b. 2,4 kWh

c. 240 kWh

1.3. La vitrocerámica de 1000 W durante 3 horas.

a. 30 kWh

b. 0,3 kWh

c. 3 kWh

http://www.fecsa.es/ES/hogares/teguia/asesoramiento/seguridadproteccion/electricidad/index.asp





Los datos de la pasta…y más información

Facturación: En este apartado están los datos que más nos interesan porque es donde nos indican de donde procede el importe total de la factura.

Vamos a analizarlos uno a uno:

o Término de potencia: cada kW que tengamos contratados tiene un coste de 1,581887 € por mes.

Como en el contrato del ejemplo tenemos contratados 4,4 kW y la facturación es cada dos meses, por la potencia contratada tendremos que pagar:

o Término de consumo: Representa lo que pagamos por la energía que hemos consumido. Cuando se emitió nuestra factura cada kWh valía 0.089868 €.

Así que esta parte de la factura la calculamos multiplicando el precio del kWh por el

número de kWh que hayamos consumido:

o Impuesto sobre electricidad:

Este es un impuesto que pagamos para subvencionar la minería del carbón y por la moratoria nuclear. Este impuesto va a parar a la compañía eléctrica y por él se paga un tanto por ciento de la suma de los términos de potencia y consumo.

o AAlquiler de equipos: ¿Sabías que el equipo eléctrico que tienes en casa es propiedad de Sevillana, que te lo alquila todos los meses por una cantidad? Cada mes pagamos 0,60 € por el alquiler de los equipos. Si quieres puedes comprarlo y decirle a Sevillana que se lleve su equipo; no te cobrará más por el alquiler.

¿La moratoria nuclear…? Vaya nombre extraño. ¿Sabes lo que es? ¿No? Pues consulta el documento Moratoria nuclear, que encontrarás en los recursos y así te podrás enterar de

qué cosas pagas en el recibo de la luz.





o IVA: La electricidad también paga el Impuesto sobre el Valor Añadido. Lleva un 16 % de IVA. Este impuesto va a parar al Estado y el porcentaje se calcula sobre la suma de todos los conceptos mencionados hasta ahora.

Para saber más...

Datos de pago: Aquí aparecerán los datos de la cuenta a la que cargarán el recibo.

Atención al cliente: En esta parte vienen los teléfonos a los que podemos llamar, o página web que podemos visitar, si queremos consultar algo relacionado con nuestra factura o tenemos una avería.

También viene un gráfico donde podemos ver los consumos de nuestras últimas facturas y pueden aparecer informaciones importantes para el consumidor como, por ejemplo, si se produce un cambio en las tarifas, o aparece alguna normativa relacionada con la electricidad.

Para saber más...

El IVA es un impuesto que pagamos por el simple hecho de comprar un artículo. Prácticamente todo lo que compras lleva IVA. Puedes conocer mejor qué es este impuesto y los tipos de IVA que hay consultando el documento IVA: Impuesto sobre el Valor Añadido que encontrarás en los recursos del tema.

Si quieres saber más sobre tu factura de la luz tienes todas las explicaciones en la oficina on-line de ENDESA, visitando la web: http://www.fecsa.es/ES/hogares/teguia/asesoramiento/comprendefactura/mercado_regulado1.asp


2. Contesta las siguientes preguntas sobre la factura que encontrarás en la página siguiente.

2.1. ¿Cuál es el nº de factura?

a. A45367U2345363

b. S5401N04310942

c. D5894B04856688

2.2. ¿Qué potencia tiene contratada?

a. 4,4 kW

b. 952 kWh

c. 3,3 kW

d. 90,31

2.3. ¿Cuál ha sido el consumo en el período facturado?

a. 4,4 kW

b. 952 kWh

c. 90,31

d. 4672

2.4. ¿Cuánto cuesta el kWh al mes?

a. 1,43614 €

b. 0,081587 €

c. 1,05113 €

d. 0,54 €

http://www.fecsa.es/ES/hogares/teguia/asesoramiento/comprendefactura/mercado_regulado1.asp





Matemáticas, kWh y €

Ha llegado el momento de ponerte a echar cuentas, así que coge una calculadora, un lápiz y un papel y vamos allá.

Para que te resulte más sencillo vamos a suponer que en la factura solo existe el cobro por la potencia contratada y el cobro por el consumo realizado (nos olvidamos de impuestos y alquileres)

Realizaremos un pequeño estudio para saber qué cantidades tendríamos que pagar para distintos consumos.

Por ejemplo…

Si en dos meses no consumo nada (0 KWh) ¿cuánto pagaré? Aunque muchas personas piensan que no deberían pagar nada la realidad es que la potencia contratada la tengo que pagar, aunque no consuma nada. Esto

supone:

Supongamos ahora que en dos meses consumo 35 kWh. en este caso pagaré por la potencia y por el consumo:

Por potencia lo que habíamos calculado antes: 13,92 €

Por consumo: €

Total (suma de ambas): 3,12 € + 17,04 € = 17,04 €

Y si el consumo hubiera sido de 125 kWh, entonces:

Como puedes ver, siempre pagamos una cantidad fija, el término de potencia, independientemente de lo que hayamos consumido. Esa cantidad es la que se conoce como “el mínimo”.

Para analizar mejor los datos, los científicos suelen ordenarlos en una tabla (tabularlos). Vamos a actuar como científicos y tabularemos los datos obtenidos.

En cada fila de la tabla van a aparecer los kWh consumidos y el coste total de los términos de potencia y consumo.

Hemos añadido unos cuantos datos más para que luego podamos trabajar con la tabla. Te aconsejamos que realices tú también los cálculos a ver si te salen, pues en la tarea tendrás que hacer algo casi igual.

Observa que si llamamos C a la cantidad de kWh consumidos y E a la cantidad de euros que debemos pagar, para calcular E hemos tenido que hacer la operación:

E = 13,92 + C x 0,089868

Si el precio del kWh hubiese sido otro en lugar de 0,089868, tendríamos que haber multiplicado el consumo C por el nuevo precio.

Después de tabular los datos es frecuente que los científicos los representen en una gráfica. Eso es lo que vamos a hacer ahora.

Pero antes puede que te resulte interesante estudiar las siguientes imágenes. En ellas encontrarás consejos útiles para hacer representaciones gráficas.

Consumo en kWh

Euros a pagar en la factura

0 13,92

35 17,07

125 25,15

240 35,49

580 66,04

760 82,22





Esperamos que este repaso te haya sido útil.

Ya sólo nos queda realizar la representación gráfica de nuestra tabla, la que va a representar la cantidad de euros que pagamos en el recibo frente al número de kWh que hayamos consumido.

Para hacer una representación gráfica debemos ser serios y utilizar una hoja de papel milimetrado, que puedes encontrar en cualquier papelería. Debe quedarte algo parecido a lo que ves en la imagen de la derecha.

Como ves queda una recta que empieza en el punto (0, 13,92) y que podríamos continuar indefinidamente.





Dibujando rectas…

Si quieres practicar más sobre rectas en el plano puedes hacerlo en

cualquiera de los siguientes enlaces, que encontrarás en el apartado de recursos: Representación de rectas 1.

Representación de rectas 1.


Para tu información…

Para terminar te ofrecemos unos datos que puede que te resulten interesantes (a ti y a tu familia): Los electrodomésticos, grandes responsables del gasto de energía

Calefacción, agua caliente y cocina representan el 24% del gasto. La

temperatura en casa no debe superar los 22 grados. Tampoco conviene

prolongar las duchas ni utilizar agua a temperatura en exceso elevada.

El frigorífico, un 21% del gasto eléctrico. Dejar la puerta abierta o abrirla innecesariamente

aumenta el consumo. Y el gasto subirá un 5% por cada grado de más que el frigorífico enfríe.

El TV es el tercer aparato que más gasta: el 12%. Conviene mantenerlo apagado cuando no

se le presta atención.

La lavadora, el 5% del gasto energético, más que el lavavajillas que representa sólo el 1%.

En ambos casos, evitar ponerlos en marcha si no es a carga completa.

Otros electrodomésticos, como vídeos, aspiradores suponen el 13% del gasto de luz.

Algunos aparatos consumen poco, pero al estar enchufados permanentemente su gasto acaba

siendo elevado. Por eso, apaguemos los que disponen de modo de espera ("stand by") cuando no los usamos.

Aislar la casa ayuda a ahorrar hasta un 40% del gasto energético.

Ahorrar energía eléctrica en casa es muy fácil. Tan solo poniendo en práctica algunos de los consejos que encontrarás en el documento Ahorrar electricidad en el hogar, podrás darte cuenta de lo fácil que es. ¡Tu familia lo notará en el bolsillo!

La fórmula matemática que nos daría los euros en función del consumo sería:

EUROS = 13,92 + 0,089868 x CANTIDAD CONSUMIDA

O más resumido:

E = 13,92 + 0,089868 x C

Consumo en kWh

Euros a pagar en la factura

0

25

46

240

500

Completa el siguiente cuadro de la misma forma que el anterior, pero teniendo en cuenta que la potencia contratada es de 3,3 kW. No tengas en cuenta los impuestos, ni los alquileres. Ten presente que para esa potencia el precio del kW contratado, por mes, es de 1,6333 € y el precio del kWh es de 0,108 €.

Te recomendamos que uses la calculadora, pero escribe detalladamente en tu cuaderno todas las operaciones necesarias. Por último, escribe la respuesta con dos números decimales, con coma y usando bien las reglas del redondeo.

Para saber más...





Comprueba que lo has entendido (soluciones)

1. Recuerda que para calcular el gasto energético de un electrodoméstico tan solo hay que multiplicar la potencia en kWh del electrodoméstico por el número de horas que ha estado funcionando.

1.1. Un microondas de 900W durante 30 minutos. Como 900 W = 0,9 kW y 30 minutos = 0,5 horas, el gasto habrá sido:

1.2. Un frigorífico de 100W funcionando todo el día. Como 100 W = 0,1 kW y 1 día = 24 horas, el gasto habrá sido:

1.3. La vitrocerámica de 1000 W durante 3 horas. Como 1000 W = 1 kW y ha funcionado 3 horas, el gasto habrá sido: 1

2. Las respuestas correctas son:

2.1. La b. Este dato viene en el apartado de resumen de la factura. 2.2. La a. Este dato viene en el apartado de datos del cliente. 2.3. La b. Este dato viene en el apartado de consumo. 2.4. La b. Este dato viene en el apartado de facturación. Es el número por el que se multiplica el consumo en

kWh para obtener el coste del consumo realizado.

3. Recuerda que para obtener el coste total (sin tener en cuenta impuestos ni alquileres) debemos sumar dos términos: el de potencia y el de consumo.

El término de potencia depende de la que tengamos contratada y podemos consultarlo en el cuadro de tarifas de la página web de la compañía. Para 3,3 kW el precio por kilovatio y mes, obtenido de la web de Endesa es de 1,634089. Por tanto, el término de potencia, que será fijo ascenderá a:

Para el término de energía, el que depende de los kWh consumidos, también debemos consultar la web anterior para ver que con la tarifa de 3,3 kW contratada, cada kWh consumido nos sale a 0,107994 €. Con todos estos datos, ya sabemos qué fórmula tenemos que aplicar para rellenar la tabla:

Euros a pagar en la factura = 10,78 + consumo en kWh × 0,107994

Aplicando esta fórmula para cada uno de los consumos de la tabla obtenemos:



BLOQUE VII. TEMA 3: Generación y Transporte de Energía Eléctrica.


GENERACIÓN Y TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Introducción ¿Te has dado cuenta que la inmensa mayoría de la energía que

solemos utilizar está en forma de energía eléctrica ? ¿Por qué piensas que es así?

La respuesta es muy sencilla. Se debe a que es una forma de energía fácil de :

� Obtener

� Transportar � Transformar en otras formas de energía (mecánica, l uminosa, calorífica, radiante, etc.)

En este apartado conocerás dónde y cómo se produce la energía eléctrica que utilizaremos en nuestras casas y nuestras industrias.

La energía eléctrica se produce, a escala industrial, en las centrales eléctricas . Una central eléctrica es una "fábrica de corriente eléctrica". La forma más habitual de producir energía eléctrica es usando un alternador .

Un alternador está formado por un rollo de cable (bobina) que puede girar, y un imán que está fijo.

La bobina gira dentro del imán, impulsada por el giro de una turbina que, a su vez, se hace girar gracias a un fluido en movimiento.

El alternador transforma la energía cinética de la turbina en energía eléctrica

Por último, la corriente eléctrica se modifica en un transformador , que la "prepara" para ser transportada.

Según el sistema utilizado en la central para hacer girar la turbina, hay distintos tipos de centrales:

1. Centrales hidroeléctricas. 2. Centrales térmicas. 3. Centrales eólicas. 4. Centrales mareomotrices.

También se obtiene energía eléctrica a escala industrial aprovechando el efecto fotoeléctrico, la capacidad de algunos materiales para convertir la energía luminosa en corriente eléctrica. Tan solo hay un tipo de centrales que empleen este sistema:

• Centrales solares fotovoltaicas

Alternador Turbina Transformador





Tipos de Centrales Eléctricas

Centrales hidroeléctricas.La turbina se mueve gracias un chorro de

velocidad , aprovechando los saltos de agua; ya sean:• Naturales: cascadas, desniveles en los ríos. • Artificiales, construidos en los

Visita la web http://www.unesa.es/esquema de una central hidroeléctrica y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

Centrales térmicas. La turbina es movida gracias a un Según el origen de la energía empleada para calentar el agua, pueden ser:

Visita la web http://www.unesa.es/mediante biomasa y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

• Centrales de incineración de residuos sólidos urban oscombustión de la basura

Visita la web http://www.unesa.es/RSU y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

1. ¿Cuál es la forma más habitual

a. Usando un alternador.

b. Usando el efecto fotoeléctrico.

c. Usando los tendidos eléctricos.

2. ¿Cómo se llama el aparato que

a. Turbina.

b. Transformador.

c. Alternador.

Central térmica de Carboneras (Almería)


TECNOLÓGICO

Generación y Transporte de Energía Eléctrica.

Bloque


Eléctricas

Centrales hidroeléctricas. La turbina se mueve gracias un chorro de agua a gran

, aprovechando los saltos de agua; ya sean: Naturales: cascadas, desniveles en los ríos. Artificiales, construidos en los embalses .

http://www.unesa.es/ donde puedes encontrar un esquema de una central hidroeléctrica y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

La turbina es movida gracias a un chorro de vapor a presión obtenido calentando agua.igen de la energía empleada para calentar el agua, pueden ser:

• Térmicas clásicas , también llamadas o simplemente térmicas : obtienen la energía de la combustión de combustibles fósiles (carbón, gas natural) o sus derivados (fuel-oil).

Visita la web http://www.unesa.es/ puedes encontrar un esquema de una central térmica de carbón y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

• Centrales de biomasa : obtienen la energía de la combustión de residuos forestales, agrícolascultivos energéticos.

http://www.unesa.es/ puedes encontrar un esquema de una central de cogeneración mediante biomasa y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

Centrales de incineración de residuos sólidos urban os : obtienen la energía de la (una vez tratada convenientemente).

http://www.unesa.es/ puedes encontrar un esquema de una central de incineración de RSU y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

de producir la energía eléctrica?

alternador.

fotoeléctrico.

eléctricos.

que convierte la energía cinética en energía eléctrica?


obtenido calentando agua. igen de la energía empleada para calentar el agua, pueden ser:

, también llamadas termoeléctricas : obtienen la energía de la combustión (carbón, gas natural) o sus derivados

puedes encontrar un esquema de una central térmica de carbón y una animación que te explica cómo

: obtienen la energía de la residuos forestales, agrícolas o de los llamados

puedes encontrar un esquema de una central de cogeneración mediante biomasa y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

: obtienen la energía de la

puedes encontrar un esquema de una central de incineración de RSU y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.





• Nucleares : obtienen la energía a partir de reacciones de fisión de átomos de uranio.

Visita la web http://www.unesa.es/ puedes encontrar un esquema de una central nuclear y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

• Termosolares : calientan el agua concentrando la energía procedente del sol.

Visita la web http://www.unesa.es/ puedes encontrar un esquema de una central termosolar y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

• Geotérmicas : aprovechan el calor procedente del interior de la Tierra:

Estudia con atención la animación que encontrarás en la siguiente página web: http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2004/11/19/140175.php. En ella te explican muy clarito cómo funciona una central geotérmica.

Centrales eólicas.

La turbina es movida gracias a la acción del viento sobre las aspas de un aerogenerador.

Visita la web http://www.unesa.es/ puedes encontrar un esquema de una central eólica y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

Centrales mareomotrices. Funcionan de modo similar a las centrales

hidroeléctricas, pero aprovechando las diferencias del nivel del mar entre la marea alta (pleamar) y la marea baja (bajamar).

También entran en esta categoría de centrales las que aprovechan el movimiento de las olas para mover la turbina.

Visita la web http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/02/23/140205.php, donde puedes encontrar un una animación que te explica cómo funciona. Estúdiala con atención.

Centrales solares fotovoltaicas. Convierten directamente la energía radiante del sol en

energía eléctrica. Para ello se usan células solares fotovoltaicas que

aprovechan el efecto fotoeléctrico , es decir la capacidad de algunos materiales para convertir la energía luminosa en corriente eléctrica.

Visita la web http://www.unesa.es/ puedes encontrar un esquema de una central solar fotovoltaica y una animación que te explica cómo funciona. Estudia ambos con atención.

Central termosolar de Tabernas (Almería)

Central eólica en El Bierzo (León)

Vista parcial de la central solar fotovoltaica

de Sierra María (Almería)




El Transporte de la Energía E

paisajes.

las centrales hasta nuestros hogares y nuestras industrias.

fácil de transportar

manera, es necesario las consumo

Visita la web http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/12/07/147601.phpdonde puedes encontrar una animación que te explica cómo se transporta lacon atención.


3. ¿Qué tipo de centrales eléctricas

a. Las centrales mareomotrices.

b. Las centrales nucleares.

c. Las centrales térmicas

4. ¿Qué tipo de centrales eléctricas

a. Las centrales hidroeléctricas.

b. Las centrales solares fotovoltaicas.

c. Las centrales solares térmicas.


5. ¿Cuál es la misión de las subestaciones eléctricas dentro de la red de distribución y transporte de energía eléctrica?

a. Reducir el voltaje de la corriente eléctrica a valores consumidores.

b. Activar una señal de emergencia cuando se produce un corte en el suministro eléctrico.

c. Actuar como centrales alternativas en caso de que se requiera más energía eléctrica en un momento determinado.

6. La energía eléctrica se distribuye con diferentes voltajes según el uso que se vaya a hacer de ella. Escribe bajo cada uno de los siguientes valores de voltaje cuál es el uso al que está destinado.

VOLTAJE 15.000 V – 25.000 V

USO


TECNOLÓGICO


Bloque

El Transporte de la Energía Eléctrica El transporte de la energía eléctrica forma parte de nuestros

paisajes. Una vez producida, la energía eléctrica se transporta desde

las centrales hasta nuestros hogares y nuestras industrias.Una de las grandes ventajas de la energía eléctrica es que es

fácil de transportar , porque "viaja por los cables de la luz".Pero para que ese transporte se produzca de la mejor

manera, es necesario transformar la corriente eléctrica al salir de las centrales y volver a transformarla al llegar a los consumo .

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/12/07/147601.phpdonde puedes encontrar una animación que te explica cómo se transporta la energía eléctrica. Estúdiala


eléctricas utilizan uranio como fuente de energía?

mareomotrices.

nucleares.

térmicas clásicas.

eléctricas emplean el efecto fotoeléctrico para producir electricidad?

hidroeléctricas.

fotovoltaicas.

térmicas.


¿Cuál es la misión de las subestaciones eléctricas dentro de la red de distribución y transporte de energía

Reducir el voltaje de la corriente eléctrica a valores adecuados para ser suministrada a los

Activar una señal de emergencia cuando se produce un corte en el suministro eléctrico.

Actuar como centrales alternativas en caso de que se requiera más energía eléctrica en un momento

ergía eléctrica se distribuye con diferentes voltajes según el uso que se vaya a hacer de ella. Escribe bajo cada uno de los siguientes valores de voltaje cuál es el uso al que está destinado.

220 V – 240 V 33.000 V


eléctrica forma parte de nuestros

Una vez producida, la energía eléctrica se transporta desde las centrales hasta nuestros hogares y nuestras industrias.

Una de las grandes ventajas de la energía eléctrica es que es viaja por los cables de la luz".

Pero para que ese transporte se produzca de la mejor la corriente eléctrica al salir de

y volver a transformarla al llegar a los centros de

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/12/07/147601.php, energía eléctrica. Estúdiala

electricidad?

¿Cuál es la misión de las subestaciones eléctricas dentro de la red de distribución y transporte de energía

adecuados para ser suministrada a los

Activar una señal de emergencia cuando se produce un corte en el suministro eléctrico.

Actuar como centrales alternativas en caso de que se requiera más energía eléctrica en un momento

ergía eléctrica se distribuye con diferentes voltajes según el uso que se vaya a hacer de ella. Escribe bajo

380 V – 415 V




Las Fuentes de Energía.Como has estás viendo en este tema,

recursos que nos ofrece la NaturalezaLa mayoría de estas fuentes de ener

• La lluvia, las olas del mar y el viento ocurren por efecto de la radiación solar.

• La energía producida con el petróleo, el carbón, el gas natural y la biomasa proviene de la luz solar que fijan las plantas mediante la fotosíde sedimentos ricos en materia orgánica de origen vegetal y animal se han formado rocas como el carbón y el petróleo por la acción de procesos geológicos que necesitan millones de años.

Las fuentes de energía se clasificansegún se trate de recursos naturales

Fuentes de energía no renovables.Las fuentes de energía no renovables

que se encuentran de forma limitada en el planetaEl estilo de vida que llevamos en las sociedades

industrializadas impone una velocidad de consumo fuentes de energía muy superior a

El viento es una fuente de energía renovable


7. ¿Cuál de las siguientes frases crees que define mejor lo que es una fuente de energía?

a. Se trata de una instalación

b. Se trata de un recurso natural a partir del cual obtenemos energía en una forma que podamos usar.

c. Se trata del conjunto de procedimientos que nos permiten obtener energía de la Naturaleza.

8. Clasifica las siguientes centrales eléctricas

Central térmica clásica

Central termosolar

Central fotovoltaica


TECNOLÓGICO


Bloque

Las Fuentes de Energía. Como has estás viendo en este tema, la energía eléctrica se produce aprovechando

recursos que nos ofrece la Naturaleza . A dichos recursos se les denomina a mayoría de estas fuentes de energía tienen su origen en el sol:

La lluvia, las olas del mar y el viento ocurren por efecto de la radiación solar. La energía producida con el petróleo, el carbón, el gas natural y la biomasa proviene de la luz solar que fijan las plantas mediante la fotosíntesis. A partir de sedimentos ricos en materia orgánica de origen vegetal y animal se han formado rocas como el carbón y el petróleo por la acción de procesos geológicos que necesitan millones de

Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; naturales "ilimitados" o "limitados".

Fuentes de energía renovables.Las fuentes de energía renovables

una vez utilizados, se pueden regenerarnaturales o artificiales.

Estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.

Fuentes de energía no renovables. uentes de energía no renovables son recursos

que se encuentran de forma limitada en el planeta . El estilo de vida que llevamos en las sociedades

velocidad de consumo de estas muy superior a su ritmo de regeneración.

renovable

Un submarinofuente de


¿Cuál de las siguientes frases crees que define mejor lo que es una fuente de energía?

Se trata de una instalación en la que se obtiene energía eléctrica.

recurso natural a partir del cual obtenemos energía en una forma que podamos usar.

Se trata del conjunto de procedimientos que nos permiten obtener energía de la Naturaleza.

centrales eléctricas según utilicen una fuente de energía renovable

Central nuclear

Central geotérmica

Central eólica


la energía eléctrica se produce aprovechando . A dichos recursos se les denomina fuentes de energía .

: renovables y no renovables;

Fuentes de energía renovables. uentes de energía renovables son recursos que ,

regenerar mediante procesos

Estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la

submarino nuclear. La nuclear es una

de energía no renovable

¿Cuál de las siguientes frases crees que define mejor lo que es una fuente de energía?

recurso natural a partir del cual obtenemos energía en una forma que podamos usar.

Se trata del conjunto de procedimientos que nos permiten obtener energía de la Naturaleza.

una fuente de energía renovable o no renovable.




Comprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entend

1. La respuesta correcta es la tan solo las centrales fotovoltaicas se basan en ese fenómeno.

2. La respuesta correcta es la que el transformador que hay en las centrales lo que hace es aumentar el voltaje de la corriente eléctrica que produce el generador.

3. La respuesta correcta es la las mareas, mientras que las centralesnatural o fuel-oil.

4. La respuesta correcta es la efecto fotoeléctrico; mediante éste pueden transformar la energía luminosa prdirectamente en energía eléctrica. Las centrales solares térmicas también aprovechan la energía del sol, pero para calentar un fluido que moverá una turbina como en cualquier otra central térmica.

5. La respuesta correcta es la tensión (alto voltaje) puesto que así se reducen las pérdidas de energía durante el transporte. Pero esos voltajes son muy peligrosos y por seguridad es necesario reducirlos hasta niveles más para su uso por los consumidores.

6. El voltaje necesario para cada uno de los usos habituales de la energía eléctrica es:

VOLTAJE 15.000 V – 25.000 V

USO TRANSPORTE (TREN, METRO, ETC.)

7. La respuesta correcta es la energía para transformarla en otros tipos de energía. Es importante no confundir la energía con sus fuentes; una cosa es la

8. La respuesta correcta es:

Central térmica clásica NO RENOVABLE

Central termosolar RENOVABLE

Central fotovoltaica RENOVABLE


TECNOLÓGICO


Bloque

Comprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendiiiido (solucdo (solucdo (solucdo (soluciiiioooonnnneseseses))))

La respuesta correcta es la a. Aunque también se produce electricidad usando el efecto fotoeléctrico, tan solo las centrales fotovoltaicas se basan en ese fenómeno.

La respuesta correcta es la c. La turbina solo sirve para hacer girar el rotor del alternador, mientras or que hay en las centrales lo que hace es aumentar el voltaje de la corriente

eléctrica que produce el generador.

La respuesta correcta es la b. Las centrales mareomotrices emplean la energía cinética de las olas y/o las mareas, mientras que las centrales térmicas clásicas emplean como combustible carbón, gas

La respuesta correcta es la b. De hecho, las centrales fotovoltaicas son las únicas que se basan en el efecto fotoeléctrico; mediante éste pueden transformar la energía luminosa prdirectamente en energía eléctrica. Las centrales solares térmicas también aprovechan la energía del sol, pero para calentar un fluido que moverá una turbina como en cualquier otra central térmica.

La respuesta correcta es la a. La electricidad se transporta a grandes distancias mediante líneas de alta tensión (alto voltaje) puesto que así se reducen las pérdidas de energía durante el transporte. Pero esos voltajes son muy peligrosos y por seguridad es necesario reducirlos hasta niveles más para su uso por los consumidores.

El voltaje necesario para cada uno de los usos habituales de la energía eléctrica es:

220 V – 240 V 33.000 V

CONSUMO DOMÉSTICO INDUSTRIA PESADA

La respuesta correcta es la b. Las fuentes de energía son recursos naturales de los que extraemos energía para transformarla en otros tipos de energía. Es importante no confundir la energía con sus fuentes; una cosa es la energía y otra es el recurso natural de donde la extraemos.

La respuesta correcta es:

NO RENOVABLE Central nuclear

RENOVABLE Central geotérmica

RENOVABLE Central eólica


Aunque también se produce electricidad usando el efecto fotoeléctrico,

. La turbina solo sirve para hacer girar el rotor del alternador, mientras or que hay en las centrales lo que hace es aumentar el voltaje de la corriente

. Las centrales mareomotrices emplean la energía cinética de las olas y/o térmicas clásicas emplean como combustible carbón, gas

De hecho, las centrales fotovoltaicas son las únicas que se basan en el efecto fotoeléctrico; mediante éste pueden transformar la energía luminosa procedente del sol directamente en energía eléctrica. Las centrales solares térmicas también aprovechan la energía del sol, pero para calentar un fluido que moverá una turbina como en cualquier otra central térmica.

idad se transporta a grandes distancias mediante líneas de alta tensión (alto voltaje) puesto que así se reducen las pérdidas de energía durante el transporte. Pero esos voltajes son muy peligrosos y por seguridad es necesario reducirlos hasta niveles más adecuados

El voltaje necesario para cada uno de los usos habituales de la energía eléctrica es:

380 V – 415 V

INDUSTRIA LIGERA

. Las fuentes de energía son recursos naturales de los que extraemos energía para transformarla en otros tipos de energía. Es importante no confundir la energía con sus

energía y otra es el recurso natural de donde la extraemos.

NO RENOVABLE

RENOVABLE

RENOVABLE



BLOQUE VII. TEMA 4: Rendimiento Energético

RENDIMIENTO ENERGÉTI

Introducción Cuando Belén echa gasoil a su todoterreno, ¿crees

que toda la energía química almacenada en gasoil se convierte en energía cinética, es decir, en movimiento del coche?

Pues si lo crees, estás muy equivocado/a. verdad es que sólo un 30% aproximadamente de esta energía química se transforma en resto “se pierde” en forma de calor

A este 30% es lo que se denomina motor .

El rendimiento un sistema y la energía útil que obtenemos realmente

Pero si la energía se conserva, ¿dónde va a parar el restopierde en forma de calor, que se producelos humos del escape, los dispositivos que tiene que mover el motor, etc.



Sistemas eficientes y etiquetas energéticasUn sistema energéticamente

decir, aprovecha al máximo la energía que le suministramos.Fabricar sistemas eficientes, diseñados

tiene una enorme importancia si queremos ahorrar energía. Has visto en el tema anterior que

consumidores voraces de energía. Pero no todos consumen lo mismo, aunque ofrezcan las mismas prestaciones, puesto que no todos son igual de eficientes.

Un electrodoméstico es eficiente si ofrece las mism as prestacconsumiendo menos energía .

Si te interesa el tema del rendimiento energético,

http://www.todomotores.cl/mecanica/eficiencia_termica.htm

1. ¿Cuáles de las siguientes frases crees

a. Cualquier sistema de transformacióntoda la energía que le suministremos.

b. Un buen motor, si está nuevo,

c. Gran parte de la energía almacenada

d. Los motores de gasolina tienen


TECNOLÓGICO

Rendimiento Energético.

Bloque VII. Tema

RENDIMIENTO ENERGÉTI CO

Cuando Belén echa gasoil a su todoterreno, ¿crees energía química almacenada en gasoil se nergía cinética, es decir, en movimiento del

Pues si lo crees, estás muy equivocado/a. La verdad es que sólo un 30% aproximadamente de esta

uímica se transforma en energía cinética; el calor .

que se denomina rendimiento del

energético es la relación entre la energía que suministramos a un sistema y la energía útil que obtenemos realmente

Pero si la energía se conserva, ¿dónde va a parar el resto de la energíaque se produce por el rozamiento entre las piezas del motor, el calor de

los humos del escape, los dispositivos que tiene que mover el motor, etc.


Sistemas eficientes y etiquetas energéticas energéticamente eficiente es aquel que tiene un rendimiento máximo,

decir, aprovecha al máximo la energía que le suministramos. eficientes, diseñados para aprovechar al máximo la ener

importancia si queremos ahorrar energía. Has visto en el tema anterior que los electrodomésticos de nuestra vivienda

consumidores voraces de energía. Pero no todos consumen lo mismo, aunque ofrezcan las mismas prestaciones, puesto que no todos son igual de eficientes.

Un electrodoméstico es eficiente si ofrece las mism as prestac

del rendimiento energético, puedes profundizar en él visitando la

http://www.todomotores.cl/mecanica/eficiencia_termica.htm

crees que son verdaderas?

transformación de energía (como un motor, por ejemplo) conviertesuministremos.

nuevo, siempre tiene un rendimiento del 100%.

almacenada en el combustible se convierte en calor.

tienen un rendimiento mayor que los motores diesel.


CO

es la relación entre la energía que suministramos a un sistema y la energía útil que obtenemos realmente.

de la energía? Casi toda se por el rozamiento entre las piezas del motor, el calor de

eficiente es aquel que tiene un rendimiento máximo, es

para aprovechar al máximo la energía suministrada,

trodomésticos de nuestra vivienda son unos consumidores voraces de energía. Pero no todos consumen lo mismo, aunque ofrezcan las

Un electrodoméstico es eficiente si ofrece las mism as prestac iones que otros

visitando la página web:

convierte en energía útil



BLOQUE VII. TEMA 4: Rendimiento Energético.


Con el propósito de informar a los usuarios de la eficiencia energética de los electrodomésticos, la Comisión Europea puso en marcha en 1989 el sistema de etiquetas energéticas .

Todos los electrodomésticos deben venir clasificados con una etiqueta energética , que nos indica como de eficiente es ese electrodoméstico. Estas etiquetas son obligatorias para electrodomésticos como frigoríficos, congeladores, lavadoras, secadoras, lavavajillas y lámparas de uso doméstico.

Hay siete etiquetas (A, B, C, D, E, F, G), identificadas cada una de ellas con un color. Los electrodomésticos con etiqueta A son los más eficientes y los que lucen una G son aquellos que consumen

más energía para la realización de la misma tarea. Las etiquetas sólo son comparables dentro de un mismo grupo de electrodomésticos: no

debe interpretarse igual una D en una lavadora que en una bombilla.


Aquí tienes la etiqueta energética completa de un aparato de aire acondicionado y la explicación de cada apartado.

1. Parte identificativa del fabricante.

2. Lugar en el que se indica el modelo del equipo.

3. Lugar en el cual se indica la clase energética a la que pertenece: letra de la A a la G, siendo la mejor la A.

4. Si el aparato está acogido al sistema de etiquetado ecológico, este es el apartado en el cual debe aparecer el logotipo correspondiente a esta etiqueta.

5. En este apartado se indica el consumo anual del aparato, que ha sido calculado bajo unas condiciones de uso estandarizadas.

6. Lugar donde se indica la potencia de refrigeración del aparato.

7. Lugar en el que se indica el índice de eficiencia energética.

8. Indica el tipo de aparato.

9. Indica la clase de eficiencia energética cuando este funciona suministrando calor (sólo para bombas de calor).

10. Lugar reservado para expresar el ruido en decibelios. Sólo es obligatorio para unidades portátiles.





La Eco-etiqueta EuropeaAfortunadamente los consumidores

responsables . Exigimos productos que no despilfarren energíael bien de nuestro bolsillo como por el bien de nuestro planeta. El establecimiento del etiquetado energético supuso un importante impulso para que los fabricantes de electrodomésticos investigaran y lanzaran al mercado productos más eficientes.

Pero no podemos conformarnosenergéticamente eficiente. Ahorrar energía es una buena forma de respetar el medio ambiente, pero en el proceso de elaboración, en el uso y en el proceso de eliminación de un producto también se pueden tomar medidas que contribuyan a un uso más respetuoso y eficiente del mlos recursos que éste nos proporciona.

En ese sentido, en 1992 la Unión Europea estableció un los productos respetuosos con el medio ambiente en toda s las etapas de su “vida”,obtención de las materias primas para fabricarlo hasta su eliminación. Este distintivo es la etiqueta ecológica o eco- etiqueta

Para conceder la etiqueta ecológica a un producto, éste debe cumplir estrictos en cuanto a su calidad, precio, proceso de fabricación,eliminación.

Desde su implantación en 1992, el número y tipo de productos para los que se han establecido los criterios que deben cumplir para obtener la ecoactualidad hay una gran cantidadejemplo, en las siguientes páginasetiqueta europea en el caso de algunos electrodomésticos.

Es muy importante que a la hora de comprar producto que compramos para poder precio , como en cuanto a lo respetuoso que el producto sea con e l medio ambiente

¡Porque cuidar

2. ¿Qué quiere decir que un electrodoméstico

a. Que es más barato.

b. Que por el mismo precio ofrece

c. Que su relación calidad/precio

d. Que ofrece las mismas prestaciones

3. ¿Para qué sirve el sistema de etiquetado

a. Para poder aumentar el precio

b. Para que el usuario sepa que

c. Para que el usuario esté informado

d. Para que la administración

4. Si dos lavadoras ofrecen las mismasenergética F, ¿cuál de las dos consumirá

a. La de clase C.

b. La de clase F.


TECNOLÓGICO


Bloque VII. Tema


uropea consumidores somos cada vez más exigentes y

productos que no despilfarren energía , tanto por el bien de nuestro bolsillo como por el bien de nuestro planeta. El establecimiento del etiquetado energético supuso un importante impulso para que los fabricantes de electrodomésticos investigaran y lanzaran al mercado productos más eficientes.

podemos conformarnos con que un electrodoméstico sea ficiente. Ahorrar energía es una buena forma de respetar

en el proceso de elaboración, en el uso y en el proceso de eliminación de un producto también se pueden tomar medidas que contribuyan a un uso más respetuoso y eficiente del medio ambiente y los recursos que éste nos proporciona.

En ese sentido, en 1992 la Unión Europea estableció un distintivo que solo pueden llevar productos respetuosos con el medio ambiente en toda s las etapas de su “vida”,

rias primas para fabricarlo hasta su eliminación. Este distintivo es la etiqueta .

Para conceder la etiqueta ecológica a un producto, éste debe cumplir en cuanto a su calidad, precio, proceso de fabricación, distribución, uso, eficiencia y

Desde su implantación en 1992, el número y tipo de productos para los que se han establecido los criterios que deben cumplir para obtener la eco-etiqueta ha ido creciendo. En la actualidad hay una gran cantidad de ellos, desde colchones hasta pinturas o zapatos.

en las siguientes páginas puedes ver un folleto que explica en qué consiste la en el caso de algunos electrodomésticos.

Es muy importante que a la hora de comprar entendamos bien toda la información del para poder hacer la mejor elección , tanto en cuanto a la calidad y el

en cuanto a lo respetuoso que el producto sea con e l medio ambientePorque cuidar el medio ambiente es cosa de todos y todas

electrodoméstico es más eficiente?

ofrece más prestaciones.

calidad/precio es mayor.

prestaciones pero consumiendo menos energía.

etiquetado energético?

precio del electrodoméstico.

que ese electrodoméstico cumple con todos los requisitos

informado del nivel de eficiencia energética del electrodoméstico.

administración controle la cantidad de electrodomésticos que se venden.

mismas prestaciones, pero una pertenece a la clase energéticaconsumirá menos energía eléctrica durante el mismo programa


y , tanto por

el bien de nuestro bolsillo como por el bien de nuestro planeta. El establecimiento del etiquetado energético supuso un importante impulso para que los fabricantes de electrodomésticos investigaran y lanzaran al

con que un electrodoméstico sea ficiente. Ahorrar energía es una buena forma de respetar

en el proceso de elaboración, en el uso y en el proceso de eliminación de un producto también se pueden tomar medidas

edio ambiente y

que solo pueden llevar productos respetuosos con el medio ambiente en toda s las etapas de su “vida”, desde la

rias primas para fabricarlo hasta su eliminación. Este distintivo es la

Para conceder la etiqueta ecológica a un producto, éste debe cumplir requisitos muy distribución, uso, eficiencia y

Desde su implantación en 1992, el número y tipo de productos para los que se han etiqueta ha ido creciendo. En la

de ellos, desde colchones hasta pinturas o zapatos. A modo de un folleto que explica en qué consiste la eco-

entendamos bien toda la información del en cuanto a la calidad y el

en cuanto a lo respetuoso que el producto sea con e l medio ambiente . de todos y todas!

requisitos legales.

electrodoméstico.

venden.

energética C y la otra a la clase programa de lavado?






Puedes aprender más sobre la etiqueta ecológica europea en la página web:

http://www.eco-label.com/spanish/





Comprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entend

5. Si ya teníamos el etiquetado energético,

a. Ninguna, pues se trata de

b. La eco-etiqueta garantiza que

c. La eco-etiqueta garantiza quedesde la elección de las materias

1. ¿Cuáles de las siguientes frases crees que son verdaderas?

La única frase verdadera es la c. Ninguna máquina térmica, ningún motor, aunque sea nuevo puede tener un rendimiento del 100%. Siempre hay una parte de la energía suministrada que no puede aprovecharse como energía útil, puesto que se convierte en calor.

Los motores de gasolina son menos eficientes que los diesel, aprovechan menos el combustible, rinden menos.

2. ¿Qué quiere decir que un electrodoméstico es más eficiente?

Que ofrece las mismas prestaciones pero consumiendo menos energía. Por tanto, su rendimimayor.

3. ¿Para qué sirve el sistema de etiquetado energético?

Para que el usuario esté informado del nivel de eficiencia energética del electrodoméstico.

4. Si dos lavadoras ofrecen las mismas prestaciones, pero una pertenece a la clase energenergética F, ¿cuál de las dos consumirá menos energía eléctrica durante el mismo programa de lavado?

La de clase C. En el sistema de etiquetado energético, el orden de mayor a menor eficiencia energética va desde la clase A, que es la más eficiente, hasta la clase G (la menos eficiente)

5. Si ya teníamos el etiquetado energético, ¿Qué nueva garantía nos ofrece la eco

La eco-etiqueta garantiza que el producto es respetuoso con el medio ambiente durante toda su “vida”, elección de las materias primas para fabricarlo hasta el modo de eliminarlo. superar para conseguir la eco-etiqueta son muy estrictos y abarcan todo el proceso de fabricación, distribución, uso y reciclado.


TECNOLÓGICO


Bloque VII. Tema


Comprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendComprueba que lo has entendiiiido (solucdo (solucdo (solucdo (soluciiiioooonnnneseseses))))

energético, ¿Qué nueva garantía nos ofrece la eco-etiqueta?

dos nombres diferentes para la misma cosa.

que lo que dice la etiqueta energética es cierto.

que el producto es respetuoso con el medio ambiente durantematerias primas para fabricarlo hasta el modo de eliminarlo.

¿Cuáles de las siguientes frases crees que son verdaderas?

. Ninguna máquina térmica, ningún motor, aunque sea nuevo puede tener un rendimiento del 100%. Siempre hay una parte de la energía suministrada que no puede aprovecharse como energía útil, puesto que se convierte en calor.


¿Qué quiere decir que un electrodoméstico es más eficiente?

Que ofrece las mismas prestaciones pero consumiendo menos energía. Por tanto, su rendimi

¿Para qué sirve el sistema de etiquetado energético?


Si dos lavadoras ofrecen las mismas prestaciones, pero una pertenece a la clase energenergética F, ¿cuál de las dos consumirá menos energía eléctrica durante el mismo programa de lavado?

La de clase C. En el sistema de etiquetado energético, el orden de mayor a menor eficiencia energética va desde la ue es la más eficiente, hasta la clase G (la menos eficiente)

Si ya teníamos el etiquetado energético, ¿Qué nueva garantía nos ofrece la eco-etiqueta?

etiqueta garantiza que el producto es respetuoso con el medio ambiente durante toda su “vida”, elección de las materias primas para fabricarlo hasta el modo de eliminarlo. Los controles que el producto tiene que

etiqueta son muy estrictos y abarcan todo el proceso de fabricación, distribución, uso


durante toda su “vida”, eliminarlo.

. Ninguna máquina térmica, ningún motor, aunque sea nuevo puede tener un rendimiento del 100%. Siempre hay una parte de la energía suministrada que no puede aprovecharse como energía


Que ofrece las mismas prestaciones pero consumiendo menos energía. Por tanto, su rendimiento energético es


Si dos lavadoras ofrecen las mismas prestaciones, pero una pertenece a la clase energética C y la otra a la clase energética F, ¿cuál de las dos consumirá menos energía eléctrica durante el mismo programa de lavado?

La de clase C. En el sistema de etiquetado energético, el orden de mayor a menor eficiencia energética va desde la

etiqueta garantiza que el producto es respetuoso con el medio ambiente durante toda su “vida”, desde la Los controles que el producto tiene que

etiqueta son muy estrictos y abarcan todo el proceso de fabricación, distribución, uso



BLOQUE VII. TEMA 5: La energía mecánica.


LA ENERGÍA MECÁNICA En este apartado vamos a retomar la energía mecánica que vimos al

principio del bloque, pero con algo más de profundidad. Recuerda que la energía mecánica es la suma de la energía

cinética y la energía potencial . En próximos apartados veremos de forma extensa los siguientes

puntos sobre la energía mecánica:

• Energía Potencial gravitatoria

• Energía Cinética

• Principio de conservación de la energía mecánica

Energía potencial gravitatoria Recuerda que las energías potenciales, todas las energías potenciales, son las que poseen los

cuerpos por estar en el lugar que están con respecto a otros cuerpos. La energía potencial es la energía asociada a la posición.

La energía potencial gravitatoria es la que tienen los cuerpos por estar en la posición que están con respecto a la Tierra, es decir, por estar a cierta altura .

Pues de esas dos cosas (de esas dos magnitudes), masa y altura, depende la energía potencial gravitatoria.


Un cuerpo puede tener mucha energía potencial aunque pese muy poco. Piensa, por ejemplo, en un encendedor que se le caiga a alguien desde un décimo piso ¿te atreverías a parar su caída con la cabeza? Pues imagínate un meteorito que cayera sobre la Tierra; por pequeño que fuese su efecto sería demoledor.

Pero también un cuerpo puede tener mucha energía potencial aunque no esté a mucha altura. Piensa en un bloque de mármol que se cae de un camión que lo transporta ¡No sería agradable que se nos cayera en el pie! ¿Verdad?

Pero los científicos no se conforman solo con las palabras. Ellos buscan números , medidas. Intentan conocer exactamente cuál es la relación matemática entre las magnitudes implicadas: energía potencial gravitatoria, masa y altura. A una relación matemática entre varias magnitudes solemos llamarla “la fórmula ”. Pues bien, la fórmula para calcular la energía potencial gravitatoria de un cuerpo es:

Un experimento mental…Un experimento mental…Un experimento mental…Un experimento mental… Imagina que debajo del balcón que ves en la imagen hay aparcado un

coche. Si una de esas macetas se cayera desde el balcón sobre el techo del coche ¿cómo de grande sería “el bollo” que le haría?

Casi con toda seguridad has acertado: cuanto más grande sea la maceta (cuanto más pese) y cuanto más alto esté el balcón ¿no?

Cuanto más alto esté un cuerpo y cuanta más masa tenga, mayor será su energía potencial gravitatoria.

�� = �, � ∙ � ∙




En esta fórmula las letras representan magnitudes:

• m representa la masa del cuerpo. Ya sabes que la unidad en la que se expresa es el kilogramo (kg).

• h representa la altura a la que se encuentra el cuerpo. Se expresa en metros (m)

• EP representa la energía potencial gravitatoria. Se expresa en julios (J)

• El 9,8 es la intensidad de la gravedad en la Tierra. cuadrado (m/s2). En otro astro este número sería diferente; en la Luna, por ejemplo, la gravetan solo de 1,6.

Este tipo de relaciones entre magnitudes se conoce como proporcionalidad directa. La fórmula anterior indica que la energía potencial gravitatoria de un cuerpo es d irectamente proporcional a la masa del cuerpo y a la altura a la que se encuentre

No olvides la fórmula de la energía potencial gravitatoria. Un poco más adelante resolverás problemas con ayuda de esta fórmula.

Una energía muy intuitiva…Una energía muy intuitiva…Una energía muy intuitiva…Una energía muy intuitiva…

nuestras vidasestamos rodeados de objetos con energía potencial gravitatoria

clara de lo que es. ¿O no desconfiamos si tenemos que pasar bajo un objeto pesado que está a cierta altura y corre peligro de caerse?

ejemplo, en un salto de agua en el que se aprovecha tanto la masa del agua como la altura desde la que cae.

Experimenta…Experimenta…Experimenta…Experimenta… Entra en la siguiente página web:

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1183

y sigue los pasos siguientes:

1. En el menú de la izquierda pincha en el apartado 02: Energí

2. Baja al final de la página en la que entras y pincha en el botón que dice siguiente.

Experimenta con las opciones de saltos que se te ofrecen.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido1. ¿Cuál de estas frases es verdadera?

a. La energía potencial gravit

b. La energía potencial gravitatoria

c. La energía potencial gravitatoriaencuentra.

d. La energía potencial gravitatoria

2. Imagínate dos cuerpos idénticos, unoLuna. ¿Cuál de ellos tendrá más energ


ÓGICO



En esta fórmula las letras representan magnitudes:

del cuerpo. Ya sabes que la unidad en la que se expresa es el kilogramo (kg).

a la que se encuentra el cuerpo. Se expresa en metros (m)

epresenta la energía potencial gravitatoria. Se expresa en julios (J).

El 9,8 es la intensidad de la gravedad en la Tierra. Sus unidades son metros por segundo al otro astro este número sería diferente; en la Luna, por ejemplo, la grave

Este tipo de relaciones entre magnitudes se conoce como proporcionalidad directa. La fórmula anterior la energía potencial gravitatoria de un cuerpo es d irectamente proporcional a la masa del

se encuentre .

No olvides la fórmula de la energía potencial gravitatoria. Un poco más adelante resolverás problemas con

Una energía muy intuitiva…Una energía muy intuitiva…Una energía muy intuitiva…Una energía muy intuitiva… La energía potencial gravitatoria está presente

nuestras vidas. No tenemos más remedio que vivir en la Tierra y, por eso, estamos rodeados de objetos con energía potencial gravitatoria

Además, aún sin saber su nombre, todos tenemos una noción bastante clara de lo que es. ¿O no desconfiamos si tenemos que pasar bajo un objeto pesado que está a cierta altura y corre peligro de caerse?

También usamos la energía potencial para generar electricidad, ejemplo, en un salto de agua en el que se aprovecha tanto la masa del agua como la altura desde la que cae.


1. En el menú de la izquierda pincha en el apartado 02: Energía Mecánica.


Experimenta con las opciones de saltos que se te ofrecen.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido verdadera?

gravitatoria de un cuerpo solo depende de la altura a la que

gravitatoria de un cuerpo es directamente proporcional a su

gravitatoria de un cuerpo es inversamente proporcional

gravitatoria de un cuerpo depende de la velocidad con la que

uno a 15 m sobre la superficie de la Tierra y otro a 15energía potencial gravitatoria? ¿Por qué?



a la que se encuentra el cuerpo. Se expresa en metros (m)

Sus unidades son metros por segundo al otro astro este número sería diferente; en la Luna, por ejemplo, la gravedad es

Este tipo de relaciones entre magnitudes se conoce como proporcionalidad directa. La fórmula anterior la energía potencial gravitatoria de un cuerpo es d irectamente proporcional a la masa del

No olvides la fórmula de la energía potencial gravitatoria. Un poco más adelante resolverás problemas con

está presente continuamente en o tenemos más remedio que vivir en la Tierra y, por eso,

estamos rodeados de objetos con energía potencial gravitatoria

aún sin saber su nombre, todos tenemos una noción bastante clara de lo que es. ¿O no desconfiamos si tenemos que pasar bajo un objeto pesado que está a cierta altura y corre peligro de caerse?

También usamos la energía potencial para generar electricidad, por ejemplo, en un salto de agua en el que se aprovecha tanto la masa del agua



que se encuentra.

su masa

proporcional a la altura a la que se

que se mueva.

m sobre la superficie de la




Energía cinética La energía cinética es más fácil que la potencial. Está muy clara: es de estar moviéndose.

¿Y cuál es la fórmula de la energía cinética? Porque seguro que esta también tiene fórmula ¿no? Pues sí, si la tiene, ya sabes que es algo que a los cinética es:

En esta fórmula, como en todas, las letras representan magnitudes:

• m representa la masa del cuerpo. Ya sabes que la unidad en la que se expres

• v representa la velocidad con

• EC representa la energía cinética

La relación entre las magnitudes anteriores es algo más complicada que en egravitatoria. La fórmula anterior nos proporcional a la masa del cuerpoLa “culpa” de esta complicación es que la velocidad esta “al cuadradrelación entre la energía cinética de un cuerpo y la velocidad del mismo es una

Un experimento mental…Un experimento mental…Un experimento mental…Un experimento mental…Imagina un vehículo que viene hacia ti con ci

caso te daría más miedo, si es un coche que va despacio o si es un camión que va deprisa?

Casi seguro que el camión te da más miedo ¿no? ¿Sabes por qué? Pues porque tiene más energía cinética.

Cuanto más grande sea un cuerpo (cu(cuanta más velocidad tenga) mayor será su energía cinética.

Piensa un poco…Piensa un poco…Piensa un poco…Piensa un poco… Eso de la relación “cuadrática” tiene importantes consecuencias. ¿Qué crees que sería peor, que te tiren una piedra el doble de pesada o el doble de deprisa?

Si la piedra es el doble de pesada, tiene el doble de masa, su energía cinética también será el doble; se habrá multiplicado por dos.

Pero si lo que tiene es el doble de velocidad, su energía sino el cuádruple. ¡Se habrá multiplicado por cuatro!


ÓGICO



es más fácil que la potencial. Está muy clara: es la que tiene un cuerpo por el hecho

¿Y cuál es la fórmula de la energía cinética? Porque seguro que esta también tiene fórmula ¿no? Pues sí, si la tiene, ya sabes que es algo que a los científicos les pirra… La fórmula que nos permite calcular la energía

En esta fórmula, como en todas, las letras representan magnitudes:

del cuerpo. Ya sabes que la unidad en la que se expres

con la que se mueve el cuerpo. Se expresa en metros

cinética. Se expresa en julios (J).

La relación entre las magnitudes anteriores es algo más complicada que en el caso de la energía potencial nos indica que la energía cinética de un cuerpo es directamente

proporcional a la masa del cuerpo , pero no a la velocidad .

La “culpa” de esta complicación es que la velocidad esta “al cuadrado”. Por eso, los científicos dicen que la relación entre la energía cinética de un cuerpo y la velocidad del mismo es una relación cuadrática

Un experimento mental…Un experimento mental…Un experimento mental…Un experimento mental… Imagina un vehículo que viene hacia ti con cierta velocidad. ¿En qué

caso te daría más miedo, si es un coche que va despacio o si es un camión que va deprisa?

Casi seguro que el camión te da más miedo ¿no? ¿Sabes por qué? Pues porque tiene más energía cinética.

Cuanto más grande sea un cuerpo (cuanta más masa tenga) y más deprisa se mueva (cuanta más velocidad tenga) mayor será su energía cinética.

� =�

�· � · �

Eso de la relación “cuadrática” tiene importantes consecuencias. ¿Qué crees que e te tiren una piedra el doble de pesada o el doble de deprisa?

Si la piedra es el doble de pesada, tiene el doble de masa, su energía cinética también será el doble; se habrá multiplicado por dos.

Pero si lo que tiene es el doble de velocidad, su energía cinética no será el doble, sino el cuádruple. ¡Se habrá multiplicado por cuatro!


la que tiene un cuerpo por el hecho

¿Y cuál es la fórmula de la energía cinética? Porque seguro que esta también tiene fórmula ¿no? Pues sí, si a fórmula que nos permite calcular la energía


el cuerpo. Se expresa en metros por segundo (m/s)

l caso de la energía potencial de un cuerpo es directamente

o”. Por eso, los científicos dicen que la relación cuadrática .

erta velocidad. ¿En qué caso te daría más miedo, si es un coche que va despacio o si es un camión que

Casi seguro que el camión te da más miedo ¿no? ¿Sabes por qué? Pues

anta más masa tenga) y más deprisa se mueva




Principio de conservación de la energía mecánicaYa conoces el principio de conservación de la energía, así, en general. Se refiere a toda la energía

del Universo y, por eso, es un principio difícil de aplicar.¡En el Universo hay demasiados cuerpos y formas

de energía diferentes como para “tenerlo controlado”!

Afortunadamente para los científicos, hay principios de conservación de la energía algo más limitados, pero mucho más fáciles de aplicar. Uno de ellos es el principio de conservación de la energía mecánica.

Dice así:

La idea es que un cuerpo situado a una determinada altura y que, por tanto, poseerá potencial en energía cinética a medida que se vaya cayendo al suelo.

Experimenta…Experimenta…Experimenta…Experimenta… Entra en la siguiente página web:

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaCl



2. Experimenta con las opciones de

Y sique experimentando…Y sique experimentando…Y sique experimentando…Y sique experimentando…

Todos hemos experimentado "calor" al frotarnos las(si no es así pruébalo) que si aumentamos la velocidad el calor aumenta; es la energía cinética que se convierte en calorífica.

También sabemos que para que Belén circule a toda "velocidad" con ese todoterreno tan pesado necesiaprovechar simplemente su propio peso y el de la bicicleta (energía potencial) cuando va cuesta abajo para conseguir una velocidad considerable.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido3. ¿Cuál de estas frases es verdadera?

a. La energía cinética de un cuerpo

b. La energía cinética de un cuerpo

c. La energía cinética de un cuerpo

d. La energía cinética de un cuerpo

La energía mecánica de un cuerpo sobre el que no actúe ninguna fuerza que no sea su propio peso se mantiene constante


ÓGICO



Principio de conservación de la energía mecánica Ya conoces el principio de conservación de la energía, así, en general. Se refiere a toda la energía

es un principio difícil de aplicar. En el Universo hay demasiados cuerpos y formas

de energía diferentes como para “tenerlo todo

Afortunadamente para los científicos, hay principios de conservación de la energía algo más

ho más fáciles de aplicar. Uno de ellos es el principio de conservación de la energía mecánica.

tuado a una determinada poseerá cierta energía potencial gravitatoria, irá transformando esta e

a medida que se vaya cayendo al suelo.



Experimenta con las opciones de choque que se te ofrecen.

Y sique experimentando…Y sique experimentando…Y sique experimentando…Y sique experimentando… Todos hemos experimentado "calor" al frotarnos las manos y hemos experimentado (si no es así pruébalo) que si aumentamos la velocidad el calor aumenta; es la energía cinética que se convierte en calorífica.

También sabemos que para que Belén circule a toda "velocidad" con ese todoterreno tan pesado necesita "quemar" mucho combustible, mientras que Teresa puede aprovechar simplemente su propio peso y el de la bicicleta (energía potencial) cuando va cuesta abajo para conseguir una velocidad considerable.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido verdadera?

cuerpo solo depende de la velocidad a la que vaya.

cuerpo es directamente proporcional a su masa

cuerpo es directamente proporcional a la velocidad a la

cuerpo depende de la altura a la que se mueva.

a energía mecánica de un cuerpo sobre el que no actúe ninguna fuerza que no sea su propio peso se mantiene constante.


Ya conoces el principio de conservación de la energía, así, en general. Se refiere a toda la energía

, irá transformando esta energía

manos y hemos experimentado (si no es así pruébalo) que si aumentamos la velocidad el calor aumenta; es la

También sabemos que para que Belén circule a toda "velocidad" con ese todoterreno ta "quemar" mucho combustible, mientras que Teresa puede

aprovechar simplemente su propio peso y el de la bicicleta (energía potencial) cuando va cuesta abajo para conseguir una velocidad considerable.

la que se mueve.





Es decir, irá ganando energía cinética al mismo ritmo que va perdiendo potencial pero la suma de las dos, la energía mecánica, será siempre constante .

En los siguientes apartados de este tema vas a aplicar las fórmulas de las energías cinética y potencial gravitatoria para resolver problemas. Para ello aprenderás a organizar los datos (tablas y gráficas), “manipularlos” para obtener resultados y a interpretar y reflexionar sobre los resultados obtenidos. Todo esto te recordará algunas nociones básicas del "idioma" de las Ciencias , las Matemáticas .

Haciendo cálculos

Puesto que vamos a empezar a trabajar con fórmulas, números, cuentas,...te aconsejamos que cojas la calculadora, un lápiz y un papel, y que vayas haciendo tú todas las operaciones que vas viendo en los ejemplos.

Recuerda que las matemáticas son una actividad que requiere de acción por tu parte, si solamente lees los ejercicios te resultará más difícil comprenderlos y casi imposible aprender a hacer otros semejantes.

Haciendo cálculos con la energía potencial gravitatoria

Antes de nada, recordemos la fórmula para calcular la energía potencial gravitatoria y las magnitudes que se emplean:

Observa que, para que todo funcione correctamente, todas las magnitudes que empleemos en los cálculos deben ir expresadas en las unidades correspondientes del Sistema Internacional .

Experimenta…Experimenta…Experimenta…Experimenta…

Entra en la siguiente página web:



1. En el menú de la izquierda pincha en el apartado 04: Conservación de la energía.

2. Experimenta con las opciones que se te ofrecen.

MAGNITUDES IMPLICADAS

Magnitud Unidad Símbolo

energía potencial (EP) julios J

masa (m) kilogramos kg

altura (h) metros m

�� = �, � ∙ � ∙

Cambios de unidades…Cambios de unidades…Cambios de unidades…Cambios de unidades… Algunas veces necesitarás cambiar de unidades. De centímetros a metros, o de

gramos a kilogramos, etc. Si no recuerdas bien cuáles son los múltiplos y submúltiplos más habituales de las unidades de medida, repasa las siguientes imágenes. En ellas puedes ver también algunos ejemplos de cambios de unidades.

Ejemplo 1Ejemplo 1Ejemplo 1Ejemplo 1

Una maceta de 2 kg de masa está situada a 3 metros de altura. ¿Qué energía potencial posee?

Para resolver este problema solo tenemos que sustituir los valores de las magnitudes masa y altura en la fórmula, en la unidad del SI y hacer el cálculo:

EP = 9,8 m/s2 · 2 kg · 3 m = 58,8 kg·m2/s2 = 58,8 J

Solución: La energía potencial de la maceta es de 58,8 J.




Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido4. Un ascensor está a 20 m de altura

tendrá?

a. 588 J.

b. 588000 J.

c. 60000 J.


ÓGICO



Si quieres, puedes ver estas diapositivas en una presentación animada abriendo el recurso: de unidades, que podrás encontrar en el apartado de recursos.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido altura con 3 toneladas de masa en su interior. ¿Qué energía


Si quieres, puedes ver estas diapositivas en una presentación animada abriendo el recurso: Cambio

, que podrás encontrar en el apartado de

nergía potencial gravitatoria





Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo 2222

Aunque te parezca mentira, acabas de resolver una ecuación de primer grado. Para repasar cómo lo has hecho estudia las siguientes diapositivas:

� =44,1 �

29,4 ��

��= 1,5 kg

Una maceta situada a 3 metros de altura tiene una energía potencial de 44,1 julios, ¿cuál es su masa?

Sustituimos en la fórmula los valores de las magnitudes que conocemos (energía potencial y la altura):

44,1 J = 9,8 m/s2 · m · 3 m

Hacemos los cálculos que se puedan hacer. En este caso tan solo podemos multiplicar, en el segundo miembro de la igualdad, 9,8×3:

44,1 J = 29,4 m2/s2 · m

La magnitud que no conocemos, la masa, la tendremos que despejar de la fórmula. Para ello hay que dividir los dos miembros por el número que la acompaña (29.4). En resumen, lo que está multiplicando en un miembro "pasa" al otro dividiendo.

Solución: la masa de la maceta es de 1,5 kg.




Si quieres, puedes ver estas diapositivas en una presentación animada abriendo el recurso: Ecuaciones de primer grado, que podrás encontrar en el apartado de recursos.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido5. Una manzanaenergía potencial

a.

b.

c.

6. En la

a.


ÓGICO



Si quieres, puedes ver estas diapositivas en una presentación animada abriendo el recurso:

, que podrás encontrar en el apartado de

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido manzana cuelga de la rama de un manzano situada

potencial que posee es de 7,84 J. ¿Cuál es la masa de la

a. 200 gramos.

b. 0,2 kg.

c. 307 gramos.

siguiente fórmula o expresión algebraica: y = 3·a·c, despeja

a. � =�·�

� b. � = 3 · · !


situada a 4 metros del suelo, la

la manzana?

despeja la variable c.

c. � =�

�·�





Analizando los datos Estos datos (como los de la tabla anterior)

se puede tener una información visualVamos a representar55 kg que está escalando una Cada cierta altura, calculamos la energía potencial que tiene y, así, de datos como la que

Una maceta de 4 kg de masa, posee una energía potencial de 392 J, ¿a qué altura del suelo está situada?

Sustituimos en la fórmula los valores de las


La magnitud que no conocemos, la altura, la tendremos que miembros por el número que la acompaña (29.4).dividiendo.

Solución: La maceta está situada a 10

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido7. Queremos que una piedrade altura la debemos elevar?

a. 10 metros.

b. 1 metro.

c. 9.8 metros.

8. Rellena las celdas vacías que hay enalgunas veces las unidades que aparecenmasa y metros en el caso de la altura).

masa

4,5 kg

10 kg

5 g

1/2 kg


ÓGICO



(como los de la tabla anterior) pueden representarse en una gráficauna información visual muy rápida de cómo se relacionan las

Vamos a representar los datos de la tabla asociada a la energía potencial 55 kg que está escalando una montaña de 100 metros de altura.

calculamos la energía potencial que tiene y, así, confeccionamosde datos como la que verás a continuación.

" =392 �

39,2 � · #$ �� 10 �


los valores de las magnitudes que conocemos (la energía potencial y

392 J = 9,8 m/s2 · 4 kg · h

Hacemos los cálculos que se puedan hacer. En este caso tan solo podemos multiplicar, en el segundo miembro de la

392 J = 39,2 m ·kg/s2 · h

que no conocemos, la altura, la tendremos que despejar de la fórmula. Para ello hay que dividir los dos el número que la acompaña (29.4). En resumen, lo que está multiplicando en un miembro "pasa" al otro

La maceta está situada a 10 m de altura.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido piedra de 50 hg de peso adquiera una energía potencial

elevar?

en la tabla siguiente. Presta mucha atención, porque paraaparecen a la que corresponda en el Sistema Internacional

altura).

altura Ep (J)

9 m

m 9,8

5,5 cm

kg 11 m 2,7

m 2450

kg 47 mm 2,3


representarse en una gráfica . Así de cómo se relacionan las magnitudes.

nergía potencial de una persona de

confeccionamos una tabla


y la masa):

Hacemos los cálculos que se puedan hacer. En este caso tan solo podemos multiplicar, en el segundo miembro de la

. Para ello hay que dividir los dos n resumen, lo que está multiplicando en un miembro "pasa" al otro

potencial de 490 J ¿cuántos metros

para ello tendrás que cambiar Internacional (kg en el caso de la





La gráfica que obtenemos en nuestro trabajo es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas . Si observas los datos te darás cuenta de que:

• Si la altura se dobla, la energía aumenta también el doble.

• Si la altura se multiplica por 10, también la energía lo hace. Este tipo de relación entre dos magnitudes se llama relación lineal .

La representación gráfica de una relación lineal es siempre una recta que pasa por el origen de coorden adas .

Cambiemos ahora de problema. Supongamos que ahora fijamos la energía potencial (del mismo modo que en el problema anterior fijamos la masa).

Supongamos que tenemos varios cuerpos, de masas comprendidas entre 10 y 100 kg y que queremos calcular a qué altura debe estar cada uno de ellos para tener una energía potencial de 1000 J.

La tabla que obtenemos y la gráfica correspondiente son las que ves a continuación:

Si observas los datos comprobarás que a más masa, se necesita menos altura para que la energía potencial sea constante. Más exactamente:

• Para el doble de masa, hace falta la mitad de la altura.

• Para 3 veces más masa hace falta 3 veces menos. Este tipo de relación entre dos magnitudes

se llama proporcionalidad inversa . En este caso decimos que la masa y la altura son inversamente proporcionales. La gráfica correspondiente es una curva decreciente , en forma de rama de hipérbola .


Recuerda…Recuerda…Recuerda…Recuerda… En el tema del recibo de la luz tienes una explicación detallada de dónde y

cómo debe realizarse una gráfica.

Altura (m) Ep (J)

0 0

10 5390

20 10780

100 53900

Masa (kg) Altura (m)

25 4,08

50 2,04

75 1,36

100 1,02

Si quieres afianzar lo que has aprendido sobre el plano cartesiano, sobre cómo elaborar una gráfica de una función lineal y gráficas en general, puedes practicar en las siguientes direcciones web:

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/funciones_y_graficas_jfuentes/Puntos_1.htm

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/funciones_lineal_afin_cte_asmc/ASC92_APLIC.htm

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/Proporcionalidad_inversa/unidad_didactica.htm




Haciendo cálculos con la e

Como en el apartado anterior, gráficas de funcionesasociada a la velocidad.

¿Recuerdasnos permite calcular la energía cinética de un cuerpo en movimientounidades de las magnitudes implicadas?


� � �

� ·

&' � 12 ·

Un balón de 0,3 kg de masa rueda con una velocidad constante cinética posee?

Este es el problema más sencillo que podemos hacer sobre la energía cinética, puesto que las magniestán expresadas en unidades del S.I. y, además, no tenemos que despejar ni nada.

Sustituimos los valores de las magnitudes conocidas

Ahora solo tenemos que hacer los cálculos. Pero hemos de tener cuidado porque hay que las operaciones: primero se eleva el valor de la velocidad al cuadrado, se divide entre dos:

Solución: La energía cinética del balón es de 15

¡Mucho ojo!...¡Mucho ojo!...¡Mucho ojo!...¡Mucho ojo!... A la hora de hacer cuentas es fundamental que todas las magnitudes estén en las unidades del SI

Por eso, si la velocidad está en kilómetros pmetros por segundo. La siguiente tabla te recuerda cómo hacerlo

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido9. ¿Qué Energía cinética tendrá una persona

a. 10500 J.

b. 32400 J.

c. 192.9 J.


ÓGICO



Haciendo cálculos con la energía cinética

Como en el apartado anterior, también ahora vamos a hacer cálculos, tablas de datos y gráficas de funciones. Pero nos basaremos en la fórmula de la energía cinética, la energía asociada a la velocidad.

¿Recuerdas la fórmula que nos permite calcular la energía cinética de un cuerpo en movimiento y las unidades de las magnitudes implicadas?


Magnitud

energía cinética (EC) julios

masa (m) kilog

velocidad (v) metros por segundo� · �

&' � 12 · 0,3 #$ · (10 � �⁄ *�

0,3 #$ · 100 �� 1

2 · 30 #$ · �� 15 �

Un balón de 0,3 kg de masa rueda con una velocidad constante de 10 metros por segundo. ¿Qué e

Este es el problema más sencillo que podemos hacer sobre la energía cinética, puesto que las magniestán expresadas en unidades del S.I. y, además, no tenemos que despejar ni nada.

magnitudes conocidas (masa y velocidad) en la fórmula:

los cálculos. Pero hemos de tener cuidado porque hay que respetar la jerarquía de primero se eleva el valor de la velocidad al cuadrado, luego se multiplica por la masa y, por último,

nergía cinética del balón es de 15 J

A la hora de hacer cuentas es fundamental que todas las magnitudes estén en las unidades del SI.

Por eso, si la velocidad está en kilómetros por hora, debes pasarla antes a metros por segundo. La siguiente tabla te recuerda cómo hacerlo

Para pasar de.... ...a... Debes ...

m/s km/h Multiplicar por 3,6

km/h m/s Dividir por 3,6

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido persona de 50 kg de masa que corre a una velocidad de


a hacer cálculos, tablas de datos y . Pero nos basaremos en la fórmula de la energía cinética, la energía


Unidad Símbolo

julios J

kilogramos kg

metros por segundo m/s

de 10 metros por segundo. ¿Qué energía

Este es el problema más sencillo que podemos hacer sobre la energía cinética, puesto que las magnitudes conocidas ya

respetar la jerarquía de luego se multiplica por la masa y, por último,

A la hora de hacer cuentas es fundamental que todas las

or hora, debes pasarla antes a metros por segundo. La siguiente tabla te recuerda cómo hacerlo

Debes ...

Multiplicar por 3,6

Dividir por 3,6

de 10 km/h?






Un balón de fútbol que rueda a una velocidad constante de 36hora posee una e

En este problema unidades del S.I. y, además, la magnitud que no conocemos (la masa) debemos despejarla.

Primero pasamos los 36 km/h = 10

Sustituimos la fórmula:

Hacemos las operaciones que podamos. En este caso, elevar el 10 al cuadrado y dividir entre 2:

55 � � +� · � · 100 ��

�� · 50 ��

Por último, despejamos la masa dividiendo

Solución: La masa del balón es de 1,1

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido10. Un coche de se mueve con una veloci

julios ¿cuál es la masa del coche?

a. 30 kg.

b. 405 kg.

c. 20 kg.

Un balón de 300 gramos de masa, posee una energía cinética de 150 julios, ¿qué velocidad posee?

Es el caso más complicado que nos podemos encontrar. Por varias razones:

• Una de las magnitudes conocidas, la masa, no está en las unidades del S.I.

• La magnitud que tenemos que calcular, la velocidad, debemos despejarla y, para ello, necesitaremos hacer una raíz cuadrada.

Primero pasamos la masa (que está en gramos) a kilogramos: 30

Sustituimos en la fórmula los valores de las variables conocidas

Hacemos las cuentas que podamos. En este caso tan solo dividir el 0,3 entre 2:

Despejamos la “v 2” , para lo cual dividimos ambos miembros entre el 0,15:

Por último, para obtener el valor de la velocidad habrá que calcular la raíz cuadrada

Solución: El balón posee una velocidad


ÓGICO



55 � � 12 · � · (10 � �⁄ *�

� � 55 �50 �2 �2� � 1,1 #$

Un balón de fútbol que rueda a una velocidad constante de 36hora posee una energía cinética de 55 julios ¿cuál es su masa?

ste problema la cosa es algo más complicada, puesto que la velocidad no está en las unidades del S.I. y, además, la magnitud que no conocemos (la masa) debemos despejarla.

Primero pasamos los km/h a m/s. Recuerda que para ello solo debemos dividirlos10 m/s.

ustituimos ahora los valores de las magnitudes conocidas (energía cinética

Hacemos las operaciones que podamos. En este caso, elevar el 10 al cuadrado y dividir entre 2:�

��

endo los dos miembros entre el número que la acompaña multiplicando (50):

La masa del balón es de 1,1 kg

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido velocidad constante de 3 m/s con una energía cinética de

150 � � 12 · 0,3 #$ · ,�

150 � � 0,15 #$ · ,�

,� � 150 �0,15 #$ � 1000 �2

�2�

, � -1000 �2 �2� � 31,63 � �⁄


Es el caso más complicado que nos podemos encontrar. Por varias razones:

nocidas, la masa, no está en las unidades del S.I.

La magnitud que tenemos que calcular, la velocidad, debemos despejarla y, para ello, necesitaremos hacer una

Primero pasamos la masa (que está en gramos) a kilogramos: 300 g = 0,3 kg.

los valores de las variables conocidas, la energía cinética y la masa:

Hacemos las cuentas que podamos. En este caso tan solo dividir el 0,3 entre 2:

l dividimos ambos miembros entre el 0,15:

el valor de la velocidad habrá que calcular la raíz cuadrada:

El balón posee una velocidad de aproximadamente 31,62 m/s


Un balón de fútbol que rueda a una velocidad constante de 36 kilómetros por nergía cinética de 55 julios ¿cuál es su masa?

la velocidad no está en las unidades del S.I. y, además, la magnitud que no conocemos (la masa) debemos despejarla.

solo debemos dividirlos por 3,6:

energía cinética y velocidad) en


ero que la acompaña multiplicando (50):

de 90


La magnitud que tenemos que calcular, la velocidad, debemos despejarla y, para ello, necesitaremos hacer una




Acabas de resolver una ecuación de segundo gradoresume y te recuerda los pasos que has dado:

Puedes ver una animación de cómo se resuelven estas ecuaciones si abres el recurso de segundo grado que encontrarás en el apartado de recursos del tema.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido11. ¿Qué velocidad lleva una piedra de

a. 72 m/s

b. 20 m/s

c. 27 m/s

12. Despeja la variable a de la siguiente

a. � -13. Rellena las celdas vacías que hay en

algunas veces las unidades que aparecenmasa y metros por segundo en el caso

masa

4,5 kg

10 kg

5 g

1/2 kg


ÓGICO



ecuación de segundo grado (sencilla, eso sí). resume y te recuerda los pasos que has dado:

Puedes ver una animación de cómo se resuelven estas ecuaciones si abres el recurso grado que encontrarás en el apartado de recursos del tema.

Comprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendidoComprueba que lo has entendido 6 kg de masa que tiene una energía cinética de 1200 julios?

siguiente fórmula: / � 4 · " · �

- 01·2 b. � -1·2

0 c.

en la tabla siguiente. Presta mucha atención, porque paraaparecen a la que corresponda en el Sistema Internacionalcaso de la velocidad).

masa Velocidad Ec (J)

4,5 kg 10 m/s

10 kg m/s 80

5 g 50 km/h

kg 100 m/s 125

1/2 kg m/s 625

kg 200 km/h 7716.06


(sencilla, eso sí). La siguiente imagen te

Puedes ver una animación de cómo se resuelven estas ecuaciones si abres el recurso Ecuaciones

julios?

c. � 4 · " · /�

para ello tendrás que cambiar Internacional (kg en el caso de la





Analizando los datos Por supuesto que estos datos pueden representarse en una gráfica para poder disponer de una información visual inmediata de cómo se relacionan las magnitudes.

Representaremos gráficamente los datos de la tabla siguiente. Se han obtenido calculando la energía cinética que poseerá una persona de 55 kg que está caminando, según la velocidad con la que lo haga. Consideramos velocidades desde 0 hasta 3,6 km/h (o lo que es lo mismo, desde 0 hasta 1 m/s).

Aquí puedes ver la tabla obtenida y la gráfica correspondiente:

Observa que cuando la velocidad del paseante crece, también lo hace su energía cinética. Pero no lo hace como en una relación lineal:

• Si la velocidad se duplica, la energía cinética no se duplica, sino que se multiplica por cuatro; aumenta el cuádruple. (0,4 es el doble de 0,2 pero 4,4 no es el doble de 1,1 sino su cuádruple)

• Si la velocidad se multiplica por 5, la energía cinética lo hace por veinticinco. (Observa en la tabla los datos correspondientes a 0,2 m/s y 1 m/s)

• Si la velocidad aumentara diez veces, la energía cinética aumentaría cien veces. Este tipo de relación entre dos magnitudes se llama relación cuadrática . La gráfica que la representa recibe el nombre de parábola . Por eso a esta relación también se la conoce como relación parabólica .

Velocidad (m/s)

Ec

(J)

0 0

0,2 1,1

0,4 4,4

0,6 9,9

0,8 17,6

1 27,5




Comprueba que lo has entendido (soluciones)Comprueba que lo has entendido (soluciones)Comprueba que lo has entendido (soluciones)Comprueba que lo has entendido (soluciones)1. Solo es verdadera la opción b

además, depende tanto de la altura como de la masa del cuerpo. En ambos casos, de forma directamente proporcional.

2. El que está en la Tierra tendrá más energía potencial gravitatoria, porque aunque los dos cuerpos tengan la misma masa y estén a la misma altura respecto de la smás pequeña que en la Tierra.

3. Solo es verdadera la opción b. La energía cinética no tiene nada que ver con la altura y, además, depende tanto de la velocidad del cuerpo como de su masa. En el primer directamente proporcional.

4. Para resolver este problema solo tenemos que sustituir los valores de las magnitudes masa y altura en la fórmula, en la unidad del SI y hacer el cálculo. La altura ya la tenemos en metros, pero la masa está en toneladas, por lo que habrá que pasarla a kilogramos: 3 Tm = 3000 kg.

Sustituyendo los datos y operando tendremos:

Solución: La energía potencial de

5. Sustituimos en la fórmula los valores de las magnitudes que conocemos (eademás, ya están en las unidades del S.I.:

Hacemos los cálculos que se pude la igualdad, 9,8×4:

Despejamos la masa y hacemos las operaciones:

Solución: la masa de la manzanaa y b.

6. Despejar la c es “dejarla sola en un miembro de la igualdad”. Para ello tenemos que “quitarle de en medio” todo lo que la acompaña. En este caso la c está multiplicada por el factor factor al primer miembro, pero dividiendo.

La respuesta correcta es, por tanto, la

7. En primer lugar tendremos que poner la masa en kilogramos. Puesto que está en hectogramos, para pasar a kilogramos tenemos que “subir un peldaño” en la escalera de las unidades. Por tanto, deberemos dividir entre 10. De modo que 50 hg = 5 kg.

Sustituimos ahora en la fórmula


Despejamos la altura y hacemos las operaciones:

Solución: Tendremos que subir la piedra

8. Realizando operaciones similares a las que hemos hecho en los problemas 4, 5 y 7, las soluciones son:

Masa Altura

4,5 kg 9 m

10 kg 0,1 m

5 g 5,5 cm


ÓGICO



Comprueba que lo has entendido (soluciones)Comprueba que lo has entendido (soluciones)Comprueba que lo has entendido (soluciones)Comprueba que lo has entendido (soluciones) b. La energía potencial gravitatoria no tiene nada que ver con la velocidad y,

o de la altura como de la masa del cuerpo. En ambos casos, de forma directamente

tendrá más energía potencial gravitatoria, porque aunque los dos cuerpos tengan la misma masa y estén a la misma altura respecto de la superficie de “su astro”, la gravedad en la Luna es mucho

La energía cinética no tiene nada que ver con la altura y, además, depende tanto de la velocidad del cuerpo como de su masa. En el primer caso de forma cuadrática y en el segundo de forma

Para resolver este problema solo tenemos que sustituir los valores de las magnitudes masa y altura en la nidad del SI y hacer el cálculo. La altura ya la tenemos en metros, pero la masa está en

toneladas, por lo que habrá que pasarla a kilogramos: 3 Tm = 3000 kg.

Sustituyendo los datos y operando tendremos: EP = 9,8 m/s2 · 3000 kg · 20 m = 588000

La energía potencial del ascensor de 588000 J.

s en la fórmula los valores de las magnitudes que conocemos (energía potencial y la alturaademás, ya están en las unidades del S.I.:

7,84 J = 9,8 m/s2 · m · 4 m

Hacemos los cálculos que se puedan hacer. En este caso tan solo podemos multiplicar, en el segundo miembro

7,84 J = 39,2 m2/s2 · m

y hacemos las operaciones:

� � 7,84 �39,2 ��

�� 0,2 #$

manzana es de 0,2 kg o, lo que es lo mismo, de 200 g. Serían correctas las opciones

Despejar la c es “dejarla sola en un miembro de la igualdad”. Para ello tenemos que “quitarle de en medio” todo lo que la acompaña. En este caso la c está multiplicada por el factor 3·a, así que solo tenemos que pasar este factor al primer miembro, pero dividiendo.

La respuesta correcta es, por tanto, la c.

En primer lugar tendremos que poner la masa en kilogramos. Puesto que está en hectogramos, para pasar a bir un peldaño” en la escalera de las unidades. Por tanto, deberemos dividir entre

en la fórmula los valores de las magnitudes que conocemos (la energía potencial

490 J = 9,8 m/s2 · 5 kg · h

mos los cálculos que se puedan hacer. En este caso tan solo podemos multiplicar, en el segundo miembro

490 J = 49 m ·kg/s2 · h

Despejamos la altura y hacemos las operaciones:

" � 490 �49 � · #$ �� 10 �

Tendremos que subir la piedra a 10 m de altura.

Realizando operaciones similares a las que hemos hecho en los problemas 4, 5 y 7, las soluciones son:

EP (J) Masa

396,9 0,025 kg

9,8 1/2 kg

0,002695 4,99 kg 47


La energía potencial gravitatoria no tiene nada que ver con la velocidad y,

o de la altura como de la masa del cuerpo. En ambos casos, de forma directamente

tendrá más energía potencial gravitatoria, porque aunque los dos cuerpos tengan la uperficie de “su astro”, la gravedad en la Luna es mucho

La energía cinética no tiene nada que ver con la altura y, además, depende tanto caso de forma cuadrática y en el segundo de forma

Para resolver este problema solo tenemos que sustituir los valores de las magnitudes masa y altura en la nidad del SI y hacer el cálculo. La altura ya la tenemos en metros, pero la masa está en

588000 J

nergía potencial y la altura) que,

edan hacer. En este caso tan solo podemos multiplicar, en el segundo miembro

o, lo que es lo mismo, de 200 g. Serían correctas las opciones

Despejar la c es “dejarla sola en un miembro de la igualdad”. Para ello tenemos que “quitarle de en medio” todo olo tenemos que pasar este

En primer lugar tendremos que poner la masa en kilogramos. Puesto que está en hectogramos, para pasar a bir un peldaño” en la escalera de las unidades. Por tanto, deberemos dividir entre

nergía potencial y la masa):

mos los cálculos que se puedan hacer. En este caso tan solo podemos multiplicar, en el segundo miembro

Realizando operaciones similares a las que hemos hecho en los problemas 4, 5 y 7, las soluciones son:

Altura EP (J)

11 m 2,7

500 m 2450

47 mm 2,3





9. En primer lugar tendremos que pasar los km/h a m/s. Para ello dividimos entre 3,6 y resulta que

10 km/h = 2,78 m/s

Sustituimos ahora los valores de las magnitudes conocidas (masa y velocidad) en la fórmula:

&' � 1

2∙ 50 #$ ∙ (2,78 � �⁄ )�

Ahora solo tenemos que hacer los cálculos. Pero hemos de tener cuidado porque hay que respetar la jerarquía de las operaciones: primero se eleva el valor de la velocidad al cuadrado, luego se multiplica por la masa y, por último, se divide entre dos:

&' =1

2∙ 50 #$ ∙ 7,7284 ��

�� =1

2∙ 386,42 #$ ∙ ��

�� = 193,21 �

Solución: La energía cinética de la persona es de 192,21 J. La respuesta correcta sería la c, que es la que hemos obtenido, pero redondeada a un solo decimal.

10. Sustituimos los valores de las magnitudes conocidas (energía cinética y velocidad) en la fórmula, puesto que ya están en las unidades del S.I.:

90 � = 12 ∙ � ∙ (3 � �⁄ )�


90 � = 12 ∙ � ∙ 9 ��

�� = � ∙ 4,5 ��

Por último, despejamos la masa dividiendo los dos miembros entre 4,5:

� = 90 �4,5 �2 �2� = 20 #$

Solución: La masa del coche es de 20 kg

11. Sustituimos en la fórmula los valores de las variables conocidas, la energía cinética y la masa, puesto que ya están en las unidades del S.I.:

1200 � = 12 ∙ 6 #$ ∙ ,�

Hacemos las cuentas que podamos. En este caso tan solo dividir el 6 entre 2:

1200 � = 3 #$ ∙ ,�

Despejamos la “v 2” , para lo cual dividimos ambos miembros entre el 3:

,� = 1200 �3 #$ = 400 ��

�� Por último, para obtener el valor de la velocidad habrá que calcular la raíz cuadrada:

, = -400 �� = 20 � �⁄

Solución: La piedra va a una velocidad de 20 m/s

12. La respuesta correcta es la a. Se debe pasar el 4·h dividiendo al primer miembro y luego hacer la raíz cuadrada.


Masa Velocidad EC (J) Masa Velocidad EC (J)

4,5 kg 10 m/s 225 0,025 kg 100 m/s 125 10 kg 4 m/s 80 1/2 kg 50 m/s 625 5 g 50 km/h 0,48 5 kg 200 km/h 7716.06



BLOQUE VII. TEMA 6: La energía térmica.


LA ENERGÍA TÉRMICA

Dejemos claros los conceptos

En el primer tema del bloque ya estuvimos hablando de la energía térmica. Entonces ya te anunciamos que este tipo de energía merecía una atención especial; merecía dedicarle un tema completo.

Y es que calor y temperatura, dos conceptos muy relacionados con la energía térmica, son muy frecuentes en nuestra vida cotidiana. Pero ¿estamos seguros de saber distinguirlos?

A eso nos vamos a dedicar en este tema. Prestaremos atención a:

Comprender la diferencia que existe entre el calor y la temperatura (no son la misma cosa)

Conocer y usar las unidades en las que se suelen medir calor y temperatura.

Hacer cálculos relacionados con los intercambios de calor entre dos cuerpos y las variaciones de temperatura que producen en ellos.

Energía térmica y temperatura

En nuestra vida cotidiana empleamos con frecuencia términos como calor o temperatura. En este apartado vamos a aprender que en la Ciencia, a diferencia de lo que ocurre en el lenguaje cotidiano, ambos conceptos no significan lo mismo.

También aprenderemos la relación que estos conceptos tienen con la energía.

La energía térmica (o energía calorífica) es la que poseen los cuerpos debido al movimiento de las partículas que los forman. Por eso, este

movimiento también se llama agitación térmica.

La energía térmica que posee un cuerpo no se puede medir y tampoco calcular, puesto que es imposible conocer los detalles del movimiento de cada una de la inmensa cantidad de partículas que forman un cuerpo (por pequeño que éste sea).

Sin embargo, la agitación térmica de las partículas que forman un cuerpo está relacionada con su temperatura:

Cuanta mayor sea la temperatura de un cuerpo, mayor es la agitación térmica y la

cantidad de energía térmica que posee.

¿Quieres “ver” la agitación térmica?

En el apartado de recursos encontrarás tres animaciones que simulan la relación que hay entre el movimiento de las partículas

que forman un cuerpo y la temperatura del mismo. No dejes de visitarlos.

Agitación térmica en los sólidos.

Agitación térmica en los líquidos.

Agitación térmica en los gases.





Calor y temperatura

Al poner en contacto dos cuerpos con diferente temperatura, podremos comprobar cómo, al cabo de cierto tiempo (más o menos largo, según el caso) ambos cuerpos terminan por tener la misma temperatura.

En ese momento, los físicos dicen que los cuerpos han alcanzado el equilibrio térmico. Para llegar al equilibrio térmico el cuerpo caliente transfiere calor al más frío.

Unidades de medida

La unidad de calor en el Sistema Internacional, como del resto de las energías, es el julio (J).

Sin embargo, es frecuente que el calor se mida en calorías (cal) o kilocalorías (kcal), como se puede ver en la información nutricional de la etiqueta de los alimentos.

La temperatura es sólo la magnitud que miden los termómetros. Se mide en grados.

En nuestra vida cotidiana, usamos el grado centígrado o Celsius (ºC).

En los países anglosajones emplean el grado Farenheit (ºF).

En el Sistema Internacional se emplea el kelvin (K).

Para comparar las distintas escalas termométricas te será muy útil abrir el recurso Escalas termométricas, que podrás encontrar en el apartado de recursos del tema.

El calor no es algo que posean los cuerpos.

El calor se transfiere de los cuerpos calientes a los fríos.

El calor y la temperatura no son lo mismo.

Equivalencia entre

el julio y la caloría

1 J = 0,24 cal

1 cal = 4,18 J

Dos unidades relacionadas…

El julio y la caloría nos rodean por todas partes. Basta echar un vistazo a nuestra despensa o, mejor aún, a las estanterías de un supermercado.

Si nos fijamos con atención en las etiquetas de los alimentos, veremos que la Física está en ellas. El “contenido energético” de los alimentos viene normalmente impreso en las etiquetas tanto en julios como en calorías (bueno, mejor en kJ y en kcal)

Entre ambas unidades existe una equivalencia, puesto que las dos miden una misma magnitud física, la energía.

¿Cómo se escriben los símbolos?...

Al igual que cualquier lengua, el lenguaje científico tiene sus reglas de ortografía. Aquí te

recordamos dos de ellas:

El prefijo “kilo”, delante de una unidad, significa “mil”, y se simboliza con una k minúscula. Así, se escribe 1 km y significa 1000 m, o 1 kg y significa 1000 g.

Cuando el nombre de una unidad hace honor a una persona (normalmente un

científico) la unidad se escribe en minúscula y su símbolo se escribe con mayúscula. Así, debemos escribir N para la unidad newton, o J para la unidad julio.

Busca en etiquetas de alimentos la información relativa a su contenido energético, y fíjate cómo vienen expresadas las unidades. ¿Crees que debe ser igual de importante una falta de ortografía en el lenguaje científico que en el lenguaje “normal”?





Para saber más...

Calor intercambiado y variación de temperatura

Ya hemos dicho antes, y tú mismo/a lo habrás comprobado miles de veces, que cuando dos cuerpos se ponen en contacto un tiempo suficiente, terminan por tener la misma temperatura, por alcanzar el equilibrio térmico.

Pero ¿de qué dependerá la temperatura final a la que alcancen ese equilibrio térmico? Estos sencillos experimentos te aclararán la respuesta.

Experimento 1

Mete en el microondas dos recipientes con agua, de manera que uno de ellos contenga el doble de agua que el otro. Caliéntalos durante el mismo tiempo y a la misma potencia ¿cuál de ellos se calentará más?

La escala Celsius de temperatura fue propuesta por el físico sueco Anders Celsius a mediados del siglo XVIII. Desde sus inicios, se llamó escala centígrada porque dividía el intervalo entre la temperatura a la que funde el hielo y la temperatura a la que hierve el agua en 100 partes iguales, a diferencia de la escala Farenheit, que lo hacía en 180 partes iguales (y por lo tanto no era una escala centígrada)

El término “grados centígrados” para referirse a la temperatura medida con esta escala se mantuvo oficialmente hasta 1948. En esta fecha, se cambió por el término “grados Celsius”, haciendo honor al inventor de esta escala y para evitar confusiones con los grados centígrados empleados entonces en la medida de ángulos (ahora llamados grados

centesimales).

Además, también la escala Kelvin de temperaturas es una escala centígrada, puesto que también divide el intervalo entre la temperatura a la que funde el hielo y la temperatura a la que hierve el agua en 100 partes iguales. La diferencia es que asigna la temperatura 273 K al punto de fusión del hielo y 373 K al punto de ebullición del agua, en lugar de los habituales 0 ºC y 100 ºC

No obstante, coloquialmente sigue utilizándose la expresión “grados centígrados”.


1. ¿Cómo se llama el movimiento incesante de las partículas que forman un cuerpo?

a. Temperatura.

b. Agitación térmica.

c. Calor.

2. ¿Cuándo se dice que dos cuerpos están en equilibrio térmico?

a. Cuando están a la misma temperatura.

b. Si contienen la misma cantidad de calor.

c. Si contienen la misma cantidad de partículas.

3. El calor, como energía que es, se mide en

a. Kelvin.

b. Vatios.

c. Julios.

4. ¿Qué magnitud física es la que miden los termómetros?

a. El calor.

b. La energía térmica.

c. La temperatura.





Con esta experiencia has comprobado que lo que un cuerpo se caliente (o se enfríe) no solo depende del calor que gane o pierda, sino también de la masa que tenga.

Por otro lado, no todos los cuerpos se calientan (o enfrían) lo mismo, aunque tengan la misma masa. Si no estás convencido/a de ello, prueba a hacer la siguiente experiencia:

Experimento 2

La distinta capacidad de los materiales para cambiar de temperatura cuando ganan o pierden calor se llama calor específico.

El calor específico de una sustancia nos indica cuánto calor debe ganar o perder 1 kg de una sustancia para que su temperatura varíe 1 K (o 1 ºC)

A la derecha puedes ver una tabla de calores específicos de varias sustancias.

Como ves, el agua, por ejemplo, tiene un calor específico muy grande. Por el contrario, el plomo lo tiene muy pequeño.

Esto significa que para calentar masas iguales de agua y de plomo una cierta cantidad de grados, necesitaremos gastar mucha más energía en el caso del agua. El plomo “se calienta enseguida”.

Para saber más...

Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, más calor debe ganar o perder para que su

temperatura cambie una cantidad concreta.

Pon en el microondas, durante el mismo tiempo y a la misma potencia (así te aseguras de que suministras la misma energía), dos vasos, uno de agua y otro de aceite, pero que tengan el mismo peso.

¿Cuál de ellos se ha calentado más?...

Cuanto mayor sea el calor específico de un cuerpo, más calor debe ganar o perder para que su temperatura cambie una

cantidad concreta.

El calor específico y el clima…

La diferencia de calor específico entre el mar y la costa es la que propicia que en las zonas de costa las variaciones de temperatura no sean tan bruscas

como en las de interior.

Y es que aunque la tierra (las rocas, arena, etc.…) se calientan o enfrían

“rápidamente”, la presencia del agua del mar ralentiza ese cambio de

temperatura. Esto se debe a que el mar, con su enorme masa y gran calor específico, cambia de temperatura mucho más lentamente que la tierra.

Si te interesa o sientes curiosidad por ver los valores del calor específico de alguna sustancia en particular, en la siguiente dirección puedes consultar los de todos los elementos de la tabla periódica:

http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/calorespecifico.html

http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/properiodicas/calorespecifico.html





Haciendo cuentas con la temperatura y el intercambio de calor

De nuevo tienes que coger tu material de matemáticas (calculadora, lápiz y papel) y ponerte manos a la obra. Si lo vas haciendo al mismo tiempo que lo ves lo comprenderás mucho mejor.

Igual que hicimos en el apartado de “cuentas” del tema anterior, lo primero que tienes que tener claro es la fórmula que vamos a usar para hacer los cálculos, las magnitudes implicadas en la misma y sus unidades en el Sistema Internacional. Todo eso lo tienes aquí.

Se ha comprobado experimentalmente (a base de probar y medir miles de veces) que la energía (en forma de calor) que necesita absorber o perder un cuerpo para que su temperatura varíe se ajusta a la fórmula siguiente:

¡¡Vaya pedazo de fórmula!

Pero no te asustes que no es tan complicado como parece:

Q es la energía, en forma de calor, que el cuerpo ha ganado (si es +) o perdido (si es -)

m es la masa del cuerpo.

ce es el calor específico del cuerpo (depende de la sustancia de la que esté hecho)

Tf y Ti son, respectivamente, las temperaturas final e inicial del cuerpo.

En cuanto a las unidades, la siguiente tabla te resume la información.


Magnitud Unidad Símbolo

calor (Q) julios J

masa (m) kilogramos kg

calor específico (ce) Julios por kilogramo y kelvin

temperatura (T) kelvin K

Experimenta…

Antes de ponerte manos a la obra, a hacer cálculos, puedes

comprobar cómo influye el calor específico en la forma en la que se calienta una sustancia.

En la dirección

http://newton.cnice.mec.es/4eso/calor/calor-calentamiento22.htm

puedes calentar virtualmente un poco de agua y de alcohol. Observa

cómo se calientan a distinta velocidad.

La simulación trabaja con la misma masa de ambas sustancias y con la misma fuente de calor (es decir, se

les suministra energía a las dos sustancias al mismo ritmo).

Los datos aparecen en calorías, gramos y ºC que son las unidades más comúnmente usadas, aunque no

sean las unidades del SI.

http://newton.cnice.mec.es/4eso/calor/calor-calentamiento22.htm





Recuerda que a la hora de hacer cuentas es fundamental que todas las magnitudes estén en las unidades del SI. Por eso, a veces tendrás que pasar de grados Celsius a kelvin o viceversa. La siguiente tabla te recuerda cómo hacerlo:

Ejemplo 1

Para pasar de.... ...a... Debes ...

kelvin grados Celsius Restar 273

grados Celsius kelvin Sumar 273

Un trozo de hierro de 200 gramos de masa que se encuentra a 30 ºC, se calienta hasta alcanzar 80 ºC ¿Qué cantidad de calor ha absorbido o desprendido?

Lo primero que tenemos que hacer es convertir todos los datos a las unidades al S.I. En este caso convertiremos los gramos en kg, y los ºC en K:

200 g = 0,2 kg ; 30 ºC = 303 ºK y 80 ºC = 353 K

Tenemos que buscar en la tabla de calores específicos el que corresponda al hierro, material con el que estamos trabajando en el problema: ce = 450 J/kg∙K

A continuación sustituimos en la fórmula los valores de las magnitudes conocidas; todas en este caso, excepto el calor, que es precisamente lo que queremos calcular:

Q = 0,2 kg ∙ 450 J/kg∙K ∙ (353 K – 303 K)

Ahora hacemos los cálculos, empezando por el paréntesis:

Q = 0,2 kg ∙ 450 J/kg∙K ∙ 50 K

Q = 4500 J

Solución: El trozo de hierro ha absorbido 4500 J.

El valor obtenido es positivo, lo que significa que el hierro no ha cedido calor, sino que lo ha ganado.

Observa que era indiferente el cambio de unidad de ºC a K ya que la diferencia de grados es la misma: 50


5. Calentamos un balín de plomo de masa 400 g desde 10 ºC hasta 90 ºC ¿Qué cantidad de calor absorberá el balín de plomo al calentarse?

a. 4128 J

b. 4128000 J

c. 14400 J

6. ¿Qué cantidad de calor desprenderán 500 gramos de agua al enfriarse desde 100 ºC hasta 0 ºC?

a. 209000 J

b. - 209000 J

c. - 209 MJ





Ejemplo 2

Casi sin darte cuenta acabas de resolver otra ecuación de primer grado; ya sabes, esas en las que la magnitud desconocida, la incógnita, no está elevada a nada (bueno si, a 1). Pero esta es algo más complicada que las que resolviste en el tema de la energía mecánica; en la que has resuelto la incógnita estaba dentro de un paréntesis.

Recuerda cómo lo has hecho repasando estas diapositivas:

Un trozo de hierro de 200 gramos de masa que se encontraba a 200 ºC, desprende, al enfriarse, una cantidad de calor correspondiente a 3000 J ¿Qué temperatura tiene ahora?

¡Ojo! El calor desprendido tendrá signo negativo, ya que representa una pérdida de energía

Pasamos todos los datos a las unidades del SI:

200 g = 0,2 kg

200 ºC = 473 K

Buscamos en la tabla de calores específicos el que corresponde al material del problema. De nuevo es el hierro, cuyo calor específico era: ce = 450 J/kg∙K.

Ahora sustituimos los datos conocidos en la fórmula:

-3000 J = 0,2 kg · 450 J/(kg · K) ·(Tf - 473 K)

Hacemos las operaciones que podamos. En este caso tan solo podemos, por ahora, multiplicar 0,2×450.

-3000 J = 90 J/K ·(Tf - 473 K)

Y tan solo nos falta despejar la temperatura final, Tf, y terminar de hacer las operaciones:

-3000 J = 90 · Tf J/K – 42570 J

-3000 J + 42570 J = 90 · Tf J/K

39570 J = 90 · Tf J/K

Para finalizar, es conveniente que convirtamos los K en ºC con objeto de entender mejor el resultado (porque estamos acostumbrados a usar los Celsius y no los kelvin):

439,67 K = (439,67 – 273) ºC = 166,67 ºC

Solución: La temperatura que alcanzará el trozo de hierro es de 166,67 ºC.





Puedes ver estas diapositivas en una presentación animada en el

recurso: Ecuaciones de primer grado con paréntesis, que

encontrarás en el apartado de recursos del tema.


7. ¿Qué temperatura en ºC alcanzan 100 gramos de agua a 15 ºC al absorber 1804 julios de calor?

a. 35,6 ºC

b. -20,7 ºC

c. 19,3 ºC

8. Despeja la variable g de la siguiente fórmula:

a. b. c.





Estos datos (como los de la tabla anterior) pueden representarse en una gráfica. Así se puede tener una información visual muy rápida de cómo se relacionan las magnitudes.

Usaremos los datos la tabla que ves a la derecha. Se trata de la temperatura alcanzada por una vasija de cobre (calor específico del cobre 383 J/kg·K) de 0,2 kg hemos ido calentando desde una temperatura inicial de 10ºC hasta que ha alcanzado los 100ºC.

Podemos observar una relación afín entre el calor que absorbe la vasija y la temperatura que alcanza. El mínimo

valor alcanzado es de 10ºC y a partir de ahí va aumentando proporcionalmente al calor suministrado.

La gráfica correspondiente es una recta que no pasa por el origen de coordenadas (similar a la que viste en el tema de la factura de luz ¿recuerdas?)


9. Rellena las celdas vacías que hay en la tabla siguiente. Presta mucha atención, porque para ello tendrás que cambiar algunas veces las unidades que aparecen a la que corresponda en el Sistema Internacional (kg en el caso de la masa y kelvin en el caso de la temperatura). También tendrás que buscar en la tabla de calores específicos el que corresponde a cada sustancia. ¡Ojo, que algún calor se pide en calorías!

masa Sustancia Temperatura

inicial Temperatura

final Calor

¿Absorbido o desprendido?

2 kg Alcohol 40 ºC 150 ºC J

300 g Hierro 60 ºC 240 K cal Desprendido

kg Vidrio 349 K 234 K -368000 J

234 cg Aire -35 ºC 30 ºC J

1/2 kg Nitrógeno ºC 90 ºC 12000 J Absorbido

10 g Agua 36 ºC ºC 512 J

Calor suministrado (J)

Temperatura alcanzada (ºC)

0 10

766 20

2298 40

3830 60

5362 80

6894 100





Para saber más...


10. Escribe, junto a cada una de las siguientes gráficas, la fórmula que le corresponda y el nombre de la relación entre las magnitudes. (Esta relación puede ser afín, lineal, cuadrática o de proporcionalidad inversa).

Las fórmulas que debes asociar son:

n = 3∙b 2 + 1 y = 3∙x r = 4∙h + 5

Gráfica

Fórmula

Relación

En la web hay muchos sitios donde puedes encontrar explicaciones, ejemplos y ejercicios para aprender y practicar la resolución de ecuaciones. Aquí tienes algunos para que los visites si te interesa el tema:

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/ecuaciones_primer_grado/indice.htm

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/Ecuacion_de_segundo_grado/index.htm

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/ecuaciones_primer_grado/indice.htm

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/Ecuacion_de_segundo_grado/index.htm





Comprueba que lo has entendido (soluciones)

1. La respuesta correcta es la b. La temperatura es sólo una manifestación de esa agitación térmica y, el calor es la energía que los cuerpos calientes ceden a los más fríos cuando se ponen en contacto.

2. La respuesta correcta es la a.

3. La respuesta correcta es la c. El kelvin es la unidad de temperatura y los vatios la de potencia.

4. La respuesta correcta es la c.

5. Lo primero que tenemos que hacer es convertir todos los datos a las unidades al S.I. En este caso convertiremos los gramos en kg, y los ºC en K:

400 g = 0,4 kg ; 10 ºC = 283 ºK y 90 ºC = 363 K

Tenemos que buscar en la tabla de calores específicos el que corresponda al plomo, material con el que estamos trabajando en el problema: ce = 129 J/kg∙K


Q = 0,4 kg ∙ 129 J/kg∙K ∙ (363 K – 283 K)


Q = 0,4 kg ∙ 129 J/kg∙K ∙ 80 K

Q = 4128 J

Solución: El balín de plomo ha absorbido 4128 J, luego la respuesta correcta es la a.

6. Lo primero que tenemos que hacer es convertir todos los datos a las unidades al S.I. En este caso convertiremos los gramos en kg, y los ºC en K:

500 g = 0,5 kg ; 100 ºC = 373 ºK y 0 ºC = 273 K

Tenemos que buscar en la tabla de calores específicos el que corresponda al agua, material con el que estamos trabajando en el problema: ce = 4180 J/kg∙K


Q = 0,5 kg ∙ 4180 J/kg∙K ∙ (273 K – 373 K)


Q = 0,5 kg ∙ 4180 J/kg∙K ∙ (-100 K)

Q = - 209000 J

Solución: Necesita desprender (calor negativo) 209000 J, luego la respuesta correcta es la b.

7. Pasamos todos los datos a las unidades del SI:

100 g = 0,1 kg

15 ºC = 288 K

Buscamos en la tabla de calores específicos el que corresponde al material del problema. De nuevo es el agua, cuyo calor específico era: ce = 4180 J/kg∙K.

Ahora sustituimos los datos conocidos en la fórmula:

1804 J = 0,1 kg · 4180 J/(kg · K) ·(Tf - 288 K)

Hacemos las operaciones que podamos. En este caso tan solo podemos, por ahora, multiplicar 0,1×4180.

1804 J = 418 J/K ·(Tf - 288 K)

Y tan solo nos falta despejar la temperatura final, Tf, y terminar de hacer las operaciones:

1804 J = 418 · Tf J/K – 120384 J

1804 J + 120384 J = 418 · Tf J/K

122188 J = 418 · Tf J/K

Para finalizar, es conveniente que convirtamos los K en ºC con objeto de entender mejor el resultado (y para poder elegir la respuesta correcta, puesto que todas las opciones están en ºC):

292,3 K = (292,3 – 273) ºC = 19,3 ºC

Solución: La temperatura que alcanzará el agua será de 19,3 ºC.





8. Para despejar la g, tenemos que dejarla sola en un miembro de la igualdad. Para ello, lo único que podemos hacer es multiplicar o dividir ambos miembros de la igualdad por un mismo número y restar o sumar un mismo número a los dos miembros de la igualdad.

Partimos de la expresión n = 4∙r∙(h – g)

Primero dividimos los dos miembros entre 4∙r (pasamos el producto 4∙r dividiendo al primer miembro). Con eso conseguimos dejar solo el paréntesis en el segundo miembro (y podemos quitarlo):

Ahora sumamos g a los dos miembros:

Por último, restamos n/4∙r a los dos miembros:

Por tanto, la respuesta correcta es, por tanto, la a.


masa Sustancia Temperatura

inicial Temperatura

final Calor

¿Absorbido o desprendido?

2 kg Alcohol 40 ºC 150 ºC 543400 J Absorbido

300 g Hierro 60 ºC 240 K -3013,2 cal Desprendido

4 kg Vidrio 349 K 234 K -368000 J Desprendido

234 cg Aire -35 ºC 30 ºC 153,9 J Absorbido

1/2 kg Nitrógeno 66,8 ºC 90 ºC 12000 J Absorbido

10 g Agua 36 ºC 48,2ºC 512 J Absorbido

10. La rellena sería ésta:

Gráfica

Fórmula r = 4∙h + 5 n = 3∙b2 + 1 y = 3∙x

Relación afín parabólica proporcionalidad

inversa lineal

LA ENERGÍA: EL MOTOR DE LA VIDA · Es la energía asociada la deformación de los cuerpos ......

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