2 transformaciones en el mundo material: la energía
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TEMA 2.- “MATERIA Y ENERGÍA”
2 Transformaciones en el mundo material: la energía
2.1.- ¿Qué entendemos por “transformación” en un sistema
material?
Una transformación es cualquier cambio de las propiedades iniciales de un cuerpo o sistema material.
Un cambio de posición.Un aumento o una disminución de la temperatura.Una deformación o cambio de forma.Un cambio de volumen
Este cambio puede ser:
Las Transformaciones
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Se realiza trabajo sobre un cuerpo cuando este se desplaza bajo la acción de una fuerza que actúa total o parcialmente en la dirección del movimiento.
TRABAJO
Sí se realiza un trabajo
No se realiza un trabajo (no hay movimiento)
EL TRABAJO
TRABAJO
PARA QUE EXISTA TRABAJO SOBRE UN CUERPO O SISTEMA MATERIAL ES NECESARIO QUE
Actúe una FUERZA EXISTA DESPLAZAMIENTO
DEBE ACTUAR TOTAL O PARCIALMENTE EN LA
DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO
REPRESENTACIÓN:
W
Los vectores se representan por:Representan una magnitud física y representan : el módulo o longitud del vector. la dirección u orientación (indicado por la ) el sentido, indicado por la flecha
Se mide en:Julios = newton (unidad de Fuerza)
x metro (unidad de longitud)J = N x m
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o de realizar un trabajo, de modo que, a medida que un cuerpo o sistema transfiere calor o realiza un trabajo, su energía disminuye.
La Energía
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas
materiales de producir transformaciones
La energía se mide en una unidad del Sistema Internacional (SI) llamada julio (J).
También el calor y el trabajo se miden en julios (J)
SISTEMAS MATERIALES
SISTEMASOLAR
ABIERTOS CERRADOS AISLADOS
CIUDAD
MATERIA ENERGÍA
MATERIA(productos desechoymanufacturados)
ENERGÍA(calor)
MATERIA ENERGÍA MATERIA ENERGÍA
ENERGÍA
ENERGÍAMATERIA
3 Las variaciones de energía en los sistemas materiales
Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.
2.- Haz el piensa y deduce de la pág. 24
Piensa y deduce
¿Podría empezar a moverse la bola si no estuviera a cierta altura del suelo?
La causa última de que la cerilla encienda es que la bola estaba a cierta altura del suelo Las transformaciones que suceden en los
sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.
La cerilla ha encendido
porque
su cabeza roza con la lijaporque
las aspas se mueven
porque
la bola se mueve
porque
la bola está en alto
2.- Haz el piensa y deduce de la pág. 24
Energía cinética: la bola se mueve
Energía cinética:las aspas se mueven
Energía potencial: bola a cierta altura
Energía térmicapor el rozamiento
En
erg
ía
quí
mic
a
E. t
érm
ica
12
34
56
Unas formas de energía se van transformando en otras
Unas formas de energía se van transformando en otras
Energía potencial: es la que tienen los cuerpos cuando están en una posición distinta a la del equilibrio.Energía cinética: es la que tienen los cuerpos por el hecho de moverse a cierta velocidad.Energía térmica: es la que tienen los cuerpos en función de su temperatura.Energía química: es la que se desprende o absorbe en las reacciones química.
3.- Lee la página 25 de tu libro desde “Observa cómo puede explicarse el funcionamiento de un encendedor”, encuentra y subraya las definiciones de las distintas formas de energía.
Energía potencial: es la que tienen los cuerpos cuando están en una posición distinta a la del equilibrio.Energía cinética: es la que tienen los cuerpos por el hecho de moverse a cierta velocidad.Energía térmica: es la que tienen los cuerpos en función de su temperatura.Energía química: es la que se desprende o absorbe en las reacciones química.
Unas formas de energía se van transformando en otras
Energía potencial: es la que tienen los cuerpos cuando están en una posición distinta a la del equilibrio.Energía cinética: es la que tienen los cuerpos por el hecho de moverse a cierta velocidad.Energía térmica: es la que tienen los cuerpos en función de su temperatura.Energía química: es la que se desprende o absorbe en las reacciones química.
3.- Lee la página 25 de tu libro desde “Observa cómo puede explicarse el funcionamiento de un encendedor”, encuentra y subraya las definiciones de las distintas formas de energía.
Energía potencial: es la que tienen los cuerpos cuando están en una posición distinta a la del equilibrio.Energía cinética: es la que tienen los cuerpos por el hecho de moverse a cierta velocidad.Energía térmica: es la que tienen los cuerpos en función de su temperatura.Energía química: es la que se desprende o absorbe en las reacciones química.
Por el hecho de estar elevada, la bola presenta energía potencial. A medida que se desplaza por el plano, la energía potencial se transforma en cinética. Esta se transforma de nuevo en cinética cuando provoca el movimiento de las aspas. Dicha energía se transforma en térmica al producirse el rozamiento con la lija, energía que se transforma en química al liberarse le energía interna en la reacción de combustión, que por último, se transforma totalmente en energía térmica residual, sin capacidad para desarrollar un trabajo en su totalidad.
ENERGÍA INTERNA
Química+ cinética+térmica
4.- Haz la actividad 5 de la pág. 25 a) Energía potencial -> Energía cinética + E.
térmica (por rozamiento) b) En energía térmica transferida al plano y al
ambiente.
Todas las formas de energía existentes en el
interior de un cuerpo
ENERGÍA MECÁNICA
Energía cinética (movimiento)
Energía potencial (altura) Se desprende o absorbe
en las reacciones químicas.
Ejemplo: Reacción de combustión.
FORMAS DE ENERGÍA
ENERGÍA QUÍMICA ENERGÍA
INTERNA
ENERGÍA ELÉCTRICA
ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA
ENERGÍATÉRMICA
ENERGÍANUCLEAR
Corriente de electrones
Transportan las llamadas ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio, y TV, las microondas, etc.
Se debe al movimiento de los
átomos o moléculas que componen un
cuerpo. La temperatura es la medida de esta
energía
Se desprende de la:• FUSIÓN NUCLEAR: unión de dos o más núcleos para formar una mayor. Ejemplo: Energía del Sol.• FISIÓN NUCLEAR: ruptura de núcleos grandes en dos más pequeños.
6. Lee la página 25 y Completa:
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Regla de compensación:“lo que gana un
cuerpo es a costa de lo que pierde otro”
“ALGO SE CONSERVA”
7.- Lee la pág. 27 y explica la ley de conservación de la energía con un ejemplo.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
“LA ENERGÍA PUEDE TRANSFORMARSE DE UNA FORMA A OTRA O TRANSFERIRSE DE UN CUERPO A
OTRO, PERO EN SU CONJUNTO PERMANECE CONSTANTE” .
Otra forma de decirlo:
. “LA ENERGÍA NI SE CREA NI SE DESTRUYE,
SOLO SE TRANSFORMA”
LA ENERGÍA SE DEGRADA
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
TODA LA ENERGÍA PUEDE TRANSFORMARSE INTEGRAMENTE EN CALOR, PERO EL CALOR NO PUEDE TRANSFORMARSE POR COMPLETO EN OTRAS FORMAS DE ENERGÍA.
EL CALOR ES LA ENERGÍA NO REUTILIZABLE en su totalidad.
7.- El flujo de la energía
en los ecosistemas
es un ejemplo de
transformación de la
energía y mantenimien
to de esta según dice la primera ley
de la termodinámi
ca8.- Explica por qué en la Naturaleza la circulación de la materia sufre un ciclo y, sin embargo, la circulación de la energía es lineal.
8.- La materia se recicla , siempre es la misma, pero transformada. Sin embargo la energía acaba de transformarse en energía térmica (calor) que no puede reciclarse.
4 Fuentes de energía aprovechable
Fuentes de energía no renovables
Fuentes de energía renovables
Combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural)Energía nuclear
Energía geotérmicaEnergía hidráulicaEnergía solarEnergía eólicaEnergía maremotrizEnergía de la biomasa
GAS NATURAL
TIPOS
CARBÓN
ENERGÍAS NO RENOVABLES
ENERGÍA NUCLEAR (Fisión)
Producen desechos radiactivos, muy peligrosos,
que hay que almacenar.Se necesitan grandes
medidas de seguridad para evitar los escapes
radiactivosLa construcción y
desmantelamiento de una central es muy costoso
PETRÓLEO
Tardan lapsos de tiempo muy largos en
generarse en la corteza terrestre.
Su tasa de renovación es lenta y se van
agotando.
INCONVENIENTES
COMBUSTIBLES FÓSILES
. Aumenta el CO2 atmosférico => Efecto Invernadero => Aumenta la temperatura del planeta.
. Genera contaminantes atmosféricos.http://almez.pntic.mec.es/~jrem0000/dpbg/2bch-ctma/tema5/14_GlobalWarm.swf
INCONVENIENTES
9.- Lee la pág.28 y completa:
Proceden de recursos
energéticos inagotables.
Aprovecha el calor interno de la Tierra.Se emplea en para
generar electricidad o calefacción.
ENERGÍAS RENOVABLES
ENERGÍAHIDRÁULICA
Proceso
DEFINICIÓN
Transforman la Energía
potencial en eléctrica.
Acumulan el agua en embalses
Cae a través de tuberías (energía potencial)
Mueven unas turbinas
Mueven generadores y se produce energía eléctrica
10.- Lee la página 29 y completa:
ENERGÍA GEOTÉRMICA
• Ejercicio nº 11:– Nº 9 libro (pag. 29)
• Formas de energía: Térmica, Potencial, Cinética, electromagnética• Fuentes de energía: Mareomotriz, Solar, Eólica, Carbón, Geotérmica
– Nº 16 y 17 (pag. 37)• Renovables:
– Eólica: Impacto estético, ruido, espacios amplios, rutas de aves.– Hidroeléctrica: Desplazamiento por inundación, necesidad de
agua suficiente, seguridad.– Solar: ninguna (menor rendimiento en países poco soleados).– Mareomotriz: Fuerte impacto ambiental.
• No renovables– Combustibles fósiles: Reservas limitadas, Contaminación,
Incremento de efecto invernadero (C02)– Nuclear: Peligrosidad y gestión de residuos. Construcción y
desmantelamiento muy costoso.
El problema energético y la necesidad de ahorro:
Agotamiento de las reservas energéticas fósiles Utilización de energías
renovables Calentamiento global y cambio
climático Utilización de energías limpias
(¿renovables?)
• Ejercicio nº 12:
– a) ¿Qué es el efecto invernadero?. Haz un dibujo para explicarlo.
– b) ¿Es nocivo para la salud?.• No, pero si otros contaminantes que acompañan al CO2
en las combustiones de c. fósiles.
– c) ¿Por qué, hoy en día se habla tanto de él?.• Porque provoca el cambio climático responsable de
muchas catástrofes naturales como sequías e inundaciones, junto con huracanes ,aumento del nivel del mar, etc.
– d) Haz la actividad 12 de la pág. 33, en hoja aparte con nombre y entrégasela a tu profesor.
• Para el próximo día
Infografía: Efecto invernadero
Desventajas de los Biocombustibles• Cantidad de Energía: Los biocombustibles tienen menos cantidad de energía, por lo que se necesita más material para producir la misma energía que la gasolina.• Contaminación en la Producción: Muchos estudios se han hecho que muestran que si bien no contaminan a la hora de ser quemados, hay fuertes indicaciones que el proceso de generación contamina mucho.• Precio de la Comida: Se dice que la demanda de cultivos para la fabricación del combustible podría afectar los precios de los alimentos.• Uso de Agua: Se necesitan grandes cantidades de agua para regar los campos para cultivar el producto necesario.
El problema energético y la necesidad de ahorro:
Agotamiento de las reservas energéticas fósiles Utilización de energías
renovables Calentamiento global y cambio
climático Utilización de energías limpias
(¿renovables?)