tema 5 física y química
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Trabajo de Fisica y Química Tema 5 2a evaluación 4º A E.S.OTRANSCRIPT
Fuentes de energía y sostenibilidad
FísicaTEMA 5
Julián Enrique Fernández Bárcena Nº9 4º E.S.O A.2ª evaluación
LA ENERGÍA Y LOS CAMBIOS. En la energía se observan cambios de distinta naturaleza, como el cambio de posición en
el movimiento de un coche o los cambios de temperatura en el calentamiento o enfriamiento de un objeto. En estos cambios se necesita energía.
¿Qué es la energía?:
La energía es una propiedad de los sistemas materiales que les permite experimentar y producir cambios.
Existen diferentes tipos de energías: Química. Eléctrica. Nuclear. Térmica… Sin embargo cualquier forma
que presente la energía puede presentarse como:
Energía cinética: Es la asociada al movimiento, como la energía de un coche.
Energía potencial: Es la asociada a la posición como la energía del agua embalsada en una presa.
Las Formas de la energía La energía adopta diferentes formas: La energía adopta diversas formas y puede transformarse de unas a otras. En todo
cambio físico o químico, se produce una transformación energética. Por ejemplo:
La energía
eléctrica se
transforma en
energía cinética
en un motor
eléctrico o en
otro cualquier
motor que sea
de combustión
La energía química se transforma en energía eléctrica en
una pila para cargar objetos.
La energía potencial
elástica de la pértiga se
transforma en la energía
cinética del saltador que
le hace subir y alcanzar el
punto más alto, donde
solo tiene energía
potencial
Conservación y degradación de la energía El principio de la conservación es igual a todas las formas de energía y dice que la energía ni se crea ni se
destruye, solo se transforma. Por tanto, la energía total del universo se mantiene constante.
Por ejemplo, al quemar gasolina en el motor de un automóvil, este produce energía mecánica y se mueve pero la mayor parte de la energía química del combustible se disipa caloríficamente. Todo esto ocurre por la degradación de energía.
La degradación de energía: es la pérdida de energía útil: la energía se conserva en los cambios, pero tiende a transformarse en energía térmica, que es una forma de energía menos aprovechable.
Un ejemplo de lo que dice el principio de la conservación es el ciclo del agua que demuestra que el agua ni se crea ni se destruye
Rendimiento energético En una transformación energética, la energía suministrada es igual a la suma de la energía útil, o
aprovechable, más la energía disipad caloríficamente.
El rendimiento energético``r´´ es el cociente entre la energía útil y la energía suministrad. Se expresa en porcentaje. Su fórmula es esta:
r=___________________.100 Energía útil
Energía suministradaNinguna máquina tiene un rendimiento energético del 100% porque siempre disipa caloríficamente parte de la energía que se le suministra.
Aquí hay una tabla que muestra el rendimiento energético
Fuentes no renovables de energía Las fuentes no renovables de energía: Son aquellas cuyas reservas algún día se agotaran , las cuales ya
no son dadas por la naturaleza. Es el caso de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) y de los minerales de uranio. Las principales fuentes no renovables de energía son:
El carbón: Es una roca sedimentaria, formada durante millones de años a partir de residuos vegetales
Su mayor uso fue en el siglo XIX, durante la 1ª revolución industrial aunque se sigue usando todavía en algunos hogares
El petróleo: Es un aceite mineral que ha producido la naturaleza a lo largo de millones de años a partir de restos orgánicos.
Actualmente el petróleo esta en boca de todos porque al no ser renovable algún día se agotará y habrá que buscar otro combustible principal
El petróleo crudo es una mezclaDe diversas sustancias, su destilación permite obtener combustible como propano, butano, metano…
Ventajas e inconvenientes de las fuentes no renovables de energía
VentajasInconvenientes
La energía procedente de fuentes no renovables es relativamente barata y fácil de obtener.
La tecnología requerida para el aprovechamiento de la energía está muy desarrollada.
Las reservas de combustibles fósiles son limitadas.
La combustión de carbón y petróleo libera a la atmósfera gases que contribuyen a la lluvia ácida
Las emisiones deCO2 contribuyen al aumento de el efecto invernadero
Los reactores nucleares de fisión producen residuos radiactivos de larga duración que son difíciles de almacenar.
La energía nuclear. La energía nuclear es una de las energías no renovables de nuestro planeta, su origen se debe a la fisión
nuclear o a la fusión nuclear
La fisión nuclear: El uranio natural no puede usarse directamente como combustible nuclear, porque es, básicamente, porque se requieren 8 kilogramos de uranio empobrecido para obtener 1 kilogramo de uranio enriquecido al 3%, que ya puede utilizarse en los reactores nucleares.
La fusión convierte agua en vapor, que mueve una turbina solidaria con un generador eléctrico. Al ritmo actual de consumo, las reservas mundiales conocidas de uranio son suficientes para varias decenas de años.
La fusión nuclear: Los átomos de deuterio y tritio son actualmente la fuente de energía conocida; ambo son isotopos de hidrógeno. Proporciona mayor energía que la fisión nuclear para una misma masa de combustible.
La fusión nuclear es un proceso muy común en la naturaleza; las estrellas, incluida el sol generan así su energía. En caso de desarrollarse, la fusión podría ser una fuente de energía prácticamente inagotable y poco contaminante que resolvería los problemas energéticos de la humanidad.
Fuentes no renovables II Otras fuentes no renovables son el gas natural y la energía nuclear.
El gas natural: El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos, cuyo componente mayoritario es el metano (más del 90%), es poco contaminantes, actualmente, su utilización va en aumento y en España se ha construido una amplia red de canalización para hacer llegar el gas natural a las industrias y a los domicilios particulares.
La energía natural: La energía nuclear tiene origen en la fisión o fusión nuclear. La fisión se da en las centrales nucleares a través de un isotopo llamado U-235, aunque algunas también con plutonio. La fusión nuclear se da principalmente en las estrellas ya que necesita tan alta temperatura de millones de grados que no se podría dar en la tierra controlada.
Ejemplo de gas natural Ejemplo de fusión en el sol
Fuentes renovables de energía
LA BIOMASA: La biomasa es materia orgánica de origen vegetal o animal. La energía que contiene fue la primera que utilizó el hombre.
EL SOL: La energía solar es la energía radiante que llega directamente del sol y son la fotovoltaica, la térmica a baja temperatura Y la térmica a alta temperatura
FUENTES HIDRÁULICAS Y EÓLICAS:Las fuentes hidráulicas y eólicas son actualmente las fuentes renovables que más energía producen, ya que su tecnología está suficientemente desarrollada
Las principales fuentes renovables de energía son las que disminuyen a un ritmo menor al que la tierra las compone:
Fuentes renovables II
ENERGÍA GEOTÉRMICA ENERGÍA DEL MAR La energía geotérmica es la energía térmica
acumulada en el subsuelo. Cuando los focos calientes están a poca
profundidad, se aprovecha para inyectar agua fría en el subsuelo, que se transforma en agua caliente o en vapor.
El vapor puede mover la turbina de un alternador.
La energía del mar se aprovecha de diversas formas:
-La energía maremotriz es la energía potencial que adquiere el agua marina al subir su nivel por efecto de las mareas
-la energía undemotriz es energía del movimiento de olas.
-La energía de las corrientes es la energía cinética de las corrientes marinas.
-La energía maremotérmica se debe a la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y profundas.
Aunque tienen una contribución escasa a la producción energética global, en determinados lugares pueden llegar a ser importantes, algunas de estas energías son:
Contaminación atmosféricaEFECTOS:
Los óxidos de azufre y nitrógeno producen irritación en los ojos y en la nariz, afecciones del aparato respiratorio, retraso en el crecimiento de las plantas y corrosión de los metales ; además, contribuyen a la lluvia acida.
El monóxido de carbono es muy tóxico y en altas concentraciones puede producir la muerte.
La presencia de ozono en la troposfera produce irritaciones en las mucosas y afectación pulmonar.
El dióxido de carbono no es un contaminante y no produce daños pero su concentración en la atmósfera es alta y produce el efecto invernadero
La contaminación atmosférica: Es la presencia en el aire de sustancias gaseosas, líquidas o sólidas, perjudiciales para las personas, el resto de los seres vivos y el entorno.
Los principales efectos de la contaminación atmosférica son la lluvia ácida, el aumento del efecto invernadero y el deterioro de la capa de ozono así como daños para la salud.
El incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero causa un aumento de la temperatura media de la tierra o calentamiento global, que parece estar produciendo un cambio climático.
El efecto invernaderoÉl efecto invernadero es un calentamiento global que puede causar una aumento de las precipitaciones en las zonas húmedas, un incremento de la aridez en las zonas secas y la fusión de los hielos polares con la consiguiente inundación de zonas costeras. Los principales gases de efecto invernadero son el dióxido de carbono y el metano.
El deterioro de la capa de ozono de la estratosfera
absorbe el 90% de la radiación ultravioleta que llega
a la tierra procedente del sol y protege a los seres
vivos de sus efectos perjudiciales . Esto puede provocar lluvia ácida: Que altera el crecimiento de
las plantas, incrementa la acidez del suelo y de las
aguas, disuelve metales tóxicos que luego pasan desde el agua de lagos y ríos a la cadena alimentaria,
y deteriora los monumentos construidos con caliza
En los polos la concentración de ozono se incrementa cada primavera por motivos ecológicos creando los denominados ``agujeros de ozono´´.
Energía y desarrollo sostenible. La sociedad necesita la
energía para todas sus actividades la energía para todas sus actividades. Disponer de la energía suficiente es necesario para el desarrollo económico y la mejora de la calidad de vida, de modo que hay una alta correlación entre el grado de desarrollo de un país y el consumo energético por habitante.
El problema energético: se puede identificar debido a diversas causas.La degradación de la energía: es el origen físico del problema energético debido a que la energía no puede transformarse íntegramente en otras formas de energía. Debido a esto las cantidades de energía cada vez van tomando más valor.El agotamiento de las fuentes de energía: pues se consumen a un ritmo mayor que el que se necesita. El petróleo y el gas se agotarán en pocas décadas al ritmo actual de consumoLa demanda creciente de energía: A nivel mundial, las reservas energéticas se consumen a un ritmo cada vez mayor. Además, dichas reservas está concentradas en pocos países, por lo que los precios están influenciados por diversos factores sociopolíticos.
Energía y medioambienteEl actual modelo de desarrollo económico, basado en el uso de los combustibles fósiles y de la energía nuclear,
ha tenido efectos medioambientales negativos . Entre ellos, ya se han destacado la contaminación atmosférica, la lluvia ácida, el efecto invernadero, y el almacenamiento de residuos radiactivos de larga duración.
La contaminación de la atmosfera, del agua y del suelo no tiene fronteras, no solo a las zonas donde tiene origen la contaminación, sino a cualquier lugar del planeta.
Por ello, el uso generalizado de la energía debe compatibilizarse con hábitos de consumo que reduzcan el impacto medioambiental:
-El reciclado de los residuos
-El ahorro energético
-El aprovechamiento de fuentes de energía menos contaminantes
La utilización de la energía debe respetar el medioambiente.
Sostenibilidad
La sostenibilidad: La sostenibilidad consiste en satisfacer las necesidades de la actual generación sin sacrificar la capacidad de futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades.
La sostenibilidad debe abordarse desde una perspectiva global. Aunque el desarrollo económico y la disponibilidad de energía son muy diferentes de unos países a otros , la contaminación y el agotamiento de los recursos inciden en todos los países .
Un desarrollo sostenible solo es posible con la colaboración de todos.
Un ejemplo de energía sostenible es el coche eléctrico, ya que es una contribución de la ciencia y la técnica al desarrollo sostenible y no consume carburante.
Un crecimiento económico incontrolado acarrea graves perjuicios medioambientales y el agotamiento de muchas fuentes de energía. Un equilibrio entre el desarrollo económico y el mantenimiento del medioambiente existente
Energía y desarrollo sostenibleLas principales características del desarrollo sostenible son 3:
-Sostenibilidad ambiental: La actuación humana sobre el medio natural debe ser compatible con su recuperación al mismo ritmo, conservando la biodiversidad y los ecosistemas.
Los recursos naturales no pueden extraerse a un ritmo mayor al de su producción natural ; por ejemplo, en la explotación de la madera o de la pesca. Se impone el principio de precaución, porque no se deben realizar actividades productivas hasta que no se demuestre que no son dañinas.
-Sostenibilidad social: La organización de la sociedad debe respetar el medioambiente y asegurar una distribución equilibrada de los recursos energéticos.
-Sostenibilidad económica; Las actuaciones humanas sobre el entorno deben ser económicamente rentables y viables.
Los ejemplos de sostenibilidad los demuestra este gráfico
Medidas para una utilización sostenible de energía
Las medidas propuestas por organismos internacionales, como la Comisión Europea, para avanzar hacia un desarrollo sostenible son:
-Ahorro energético: La energía es clara y escasa. Es preciso, por tanto, adoptar medidas de ahorro energético tanto colectivas como individuales. El uso racional de la energía supone no gastar energía en actividades innecesarias y utilizar la mínima cantidad posible de energía en todas las actividades.
-Diversificación de las fuentes energéticas: Se usan para obtener la energía primaria de distintas fuentes y conseguir un uso equilibrado de todas ellas.
-Impulso de las energías renovables: Que, favorecen el desarrollo tecnológico y son más respetuosas con el medioambiente.
-Desarrollo de energías autóctonas: propias del país. Más cercanas al consumidor, además de que disminuyen la dependencia energética del exterior.
El desarrollo sostenible exige adoptar medidas como el ahorro energético y la diversificación de fuentes de energía
Tanto en lo social, en lo medioambiental y en lo económico
Contribución de la ciencia al medioambiente
La ciencia contribuye al desarrollo sostenible de varias formas:
-Desarrollo de nuevas energías: como el hidrógeno y la fusión nuclear, que pueden contribuir a la solución del problema energético
-Mejora de las tecnologías de producción de la energía: Los avances científicos y tecnológicos en el campo de las energías solar, marina y eólica han posibilitado un mejor aprovechamiento de estas fuentes.
-Desarrollo de métodos de ahorro y eficiencia energéticos: mediante el diseño de procedimientos y aparatos que optimizan el uso de la energía; por ejemplo, las bombillas de bajo consumo y las bombas de calor.
-Disminución del impacto ambiental: del uso de la energía. Por ejemplo, las investigaciones para capturar y almacenar el dióxido de carbono emitido y disminuir así el efecto invernadero.
FIN