2. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
Esquema de contenidos
La energía
Tipos de energía
Fuentes de energía
Clasificación de las fuentes de energía
Aprovechamiento de los combustibles fósiles
Propiedades de la energía
Aprovechamiento de la energía nuclear
Aprovechamiento de la energía hidráulica
El trabajo
Aprovechamiento de la energía eólica
¿Qué es el trabajo?
La fuerza de rozamiento
El trabajo modifica la energía
Aprovechamiento de la energía solar térmica
Aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica
Ciclo de la energía
Potencia
Consumo de energía a lo largo de la historia
Las máquinas mecánicas
Producción de energía en Europa
Producción de energía en España
Consumo de energía en España
ANTERIOR
SALIR
3. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Para empezar, experimenta y piensa
Energía potencial
Energía cinética
Dejamos caer dos bolas, una
de hierro y otra de madera
desde la misma altura.
Las bolas
caen a la vez.
Arcilla blanda
Dejamos caer
la bola desde
la posición A.
Si con un cuentagotas
vamos rellenando de
agua las huellas
de cada impacto…
A
¿Qué huella contendrá
más gotas?
¿Destruirá la construcción?
ANTERIOR
SALIR
4. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Tipos de energía
La energía es una propiedad de los cuerpos o de los sistemas materiales
que les permite producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.
Energía mecánica
Es la energía que está
ligada a la posición
o al movimiento de los
cuerpos. Existen dos
tipos de energía
mecánica. La energía
mecánica (EM) de un
cuerpo es la suma de
sus energías cinética
y potencial.
E M = EC + E P
Energía cinética (EC). Es la energía que tienen los cuerpos por el hecho de estar en
movimiento. Su valor depende de la masa del cuerpo (m) y de su velocidad (v): EC =1/2 m·v2
Energía potencial
(EP). Es la energía
que tienen los
cuerpos por ocupar
una determinada
posición.
Energía potencial gravitatoria. Es la energía que tienen los cuerpos
por estar en un lugar determinado sobre el suelo terrestre. Su valor
depende de la masa del cuerpo (m), del valor de g en ese lugar y de la
altitud a la que se encuentre sobre la superficie de la Tierra (h).
EP = m⋅ g ⋅ h
Energía potencial elástica. Es la energía que tienen los cuerpos que
sufren una deformación. Su valor depende la constante de elasticidad
del cuerpo, k, y de lo que se ha deformado (x): EE = 1/2 k·x2
Energía térmica
Es la energía que se transfiere cuando se ponen en contacto dos cuerpos que están
a distinta temperatura.
Energía química
Es la energía debida a los enlaces que se establecen entre los átomos y demás partículas
que forman una sustancia.
Energía nuclear
Es la energía que emiten los átomos cuando sus núcleos se rompen (energía de fisión)
o se unen (energía de fusión).
Energía radiante
Es la energía que se propaga mediante ondas electromagnéticas, como la luz.
Son ejemplo de energía radiante la energía solar, las microondas, los rayos X, etc.
ANTERIOR
SALIR
5. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Propiedades de la energía
La energía se transfiere
La energía se puede almacenar y transportar
La energía eléctrica
se transporta por el
tendido eléctrico.
Una cocina transfiere
energía térmica a la
paellera.
La energía se transforma
Las pilas almacenan
energía.
La energía se degrada
Cuando la chica cae,
su energía potencial
se transforma en
cinética.
Calor
La energía se conserva
En cada transformación, la cantidad
total de energía se conserva.
En los botes, parte de la energía se
transforma en calor. Se degrada porque no
puede ser utilizada de manera útil.
ANTERIOR
SALIR
6. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
¿Qué es el trabajo?
El trabajo es la energía que se transfiere de un cuerpo (o sistema) a otro por
medio de una fuerza que provoca un desplazamiento. En el SI se mide en julios
(J).
El chico hace un gran
esfuerzo con la
mochila, pero no
realiza ningún trabajo.
El chico que arrastra la mochila,
si realiza un trabajo, pues aplica
una fuerza que provoca el
desplazamiento de la mochila.
Peso
Desplazamiento
Peso
→
FX
→
F
→
F α→
FX
α→
FX
W = F · ∆x · cosα
ANTERIOR
SALIR
7. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
La fuerza de rozamiento
El trabajo de la fuerza de rozamiento siempre es negativo, pues la fuerza de
rozamiento siempre se opone al movimiento.
→
N
→
F
→
Froz
→
P
Wroz = F roz· ∆x · cos 180º = - Froz· ∆x
ANTERIOR
SALIR
8. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
El trabajo modifica la energía
Energía potencial
Energía cinética
→
F
Cuando sobre un cuerpo actúa
un fuerza que le provoca un
desplazamiento en su misma
dirección, el trabajo desarrollado
coincide con la variación de
energía cinética que experimenta
el cuerpo.
WF=∆EC
Cuando sobre un cuerpo actúa una
fuerza vertical que le hace
desplazarse en esa misma dirección
con velocidad constante, el trabajo
desarrollado coincide con la
variación de energía potencial que
experimenta el cuerpo.
W=∆EP
→
→
F
F
→
P
h1
h2
Energía mecánica
Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza que
provoca cambios en su velocidad y en su
posición, el trabajo de esa fuerza es igual a la
variación de energía mecánica que
experimenta el cuerpo.
WF=∆EM
ANTERIOR
SALIR
9. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Potencia
La potencia (Ρ) relaciona el trabajo realizado
con el tiempo que se emplea en ello:
Ρ=W/t;Ρ= E/t;
En el SI la potencia se mide en vatios (W).
Potencia y velocidad
P=
W
t
=
F · ∆x
t
=F·v
Potencias típicas de
algunas máquinas.
ANTERIOR
SALIR
10. ESQUEMA
INICIO
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Las máquinas mecánicas
Las máquinas son dispositivos que transforman una energía
o un trabajo en otro que resulte más provechoso.
PALANCA
PLANO INCLINADO
→
F1
d1
→
F2
S2
→
F2
→
→
F2 < F1
→
F1
S1
α
α
h
d1
d2
h
d2
Se llama rendimiento de una máquina (η) a la relación entre el
trabajo útil que se obtiene y el trabajo aplicado o trabajo motor.
ANTERIOR
SALIR
11. ESQUEMA
INICIO
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Clasificación de las fuentes de energía
Fuente de energía
Renovable
No renovable
Limpia
Contaminante
Alternativa
Geotérmica
Biomasa
Biocombustibles
ANTERIOR
SALIR
Convencional
12. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Aprovechamiento de los combustibles fósiles
Salida de
residuos
gaseosos.
1
Térmica
3
2 El vapor hace mover
la turbina.
Química
2
1 La energía obtenida en la
combustión se emplea
en calentar agua.
Cinética
Vapor de
agua
Agua
Eléctrica
Entrada de combustible
3 El movimiento de la
turbina se transmite a un
generador que produce la
corriente eléctrica.
ANTERIOR
SALIR
13. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Aprovechamiento de la energía nuclear
Moderador. Es un material cuya función
es mantener la reacción en cadena
1
Térmica
3
Turbinas. El agua
se evapora y mueve
las turbinas.
Química
2
2
Cinética
Eléctrica
Combustible. Suele ser
óxido de uranio.
1 Núcleo del reactor. Es la zona
donde se encuentra el combustible.
ANTERIOR
3 Generador. El movimiento
de la turbina se transmite a
un generador que produce
la corriente eléctrica
SALIR
14. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Aprovechamiento de la energía hidráulica
1 Embalse. Se construye en la parte
superior del río.
1
Potencial
2
Cinética
Eléctrica
El generador transforma
esta energía mecánica en
electricidad de bajo voltaje.
2
ANTERIOR
Turbina. Gira debido
al paso del agua
SALIR
15. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Aprovechamiento de la energía eólica
1 El generador es el dispositivo que transforma
el movimiento de giro del multiplicador (a alta
velocidad) en electricidad.
1
Cinética
El rotor es el elemento que convierte la
energía del viento en energía mecánica.
Eléctrica
ANTERIOR
SALIR
16. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Aprovechamiento de la energía solar térmica
2 El vapor mueve
la turbina.
1 Los heliostatos. Concentran la
radiación solar sobre una tubería.
1
Radiante
2
Térmica
Eléctrica
La turbina está conectada a
un generador que
transforma la energía
mecánica en electricidad
a bajo voltaje.
ANTERIOR
SALIR
17. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Aprovechamiento de la energía solar fotovoltaica
1
1
Los rayos solares inciden perpendicularmente sobre el panel solar
y producen un efecto fotoeléctrico. La luz incide sobre los electrones
del panel y los pone en movimiento: se genera corriente eléctrica.
Radiante
Eléctrica
El silicio es el principal
componente de los paneles
solares fotovoltaicos.
ANTERIOR
SALIR
18. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Ciclo de la energía
Las células fotoeléctricas
transforman la luz en electricidad.
Los rayos solares
calientan la atmósfera y
evaporan mares y ríos.
Fotosíntesis
Los rayos solares
calientan la
atmósfera y
producen los vientos
Lluvias
Las centrales eólicas
aprovechan la energía
del viento para
producir electricidad.
Las plantas alimentan
a animales y personas.
Los animales alimentan
a las personas.
Los restos fósiles de
algunos animales marinos
forman petróleo.
Los restos fósiles
de plantas forman
carbón mineral.
Fabricación
de pilas
Utilización de carbón
en las fábricas
Las pilas producen
electricidad.
El agua de las
presas mueve los
generadores y se
obtiene energía
eléctrica.
Los vehículos
funcionan con
derivados del petróleo.
Utilización de
petróleo en las
fábricas
Utilización de
petróleo en las
centrales térmicas
Las centrales térmicas
producen electricidad
a partir de un combustible.
ANTERIOR
SALIR
19. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Consumo de energía a lo largo de la historia
Hombre
actual
Alimento
Uso doméstico y servicios
Industria y agricultura
Transporte
Homo sapiens
(150000 a.C.)
Uso del arco
y del fuego
(40000 a.C.)
Hombre
agricultor y
sedentario
(10000 a.C.)
Hombre
preindustrial
(hasta el
siglo XVIII)
Hombre
industrial
(XVIII primera
mitad
del XX)
ANTERIOR
SALIR
20. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Producción de energía en Europa
%
40
35
30,3 %
30
25,2 %
25
19,6 %
20
12,1 %
12,8 %
Energías renovables
Carbón
15
10
5
0
Energía nuclear
Petróleo y derivados
Gas natural
ANTERIOR
SALIR
21. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Producción de energía en España
Año 2006
Carbón
Otras renovables
Petróleo
19,5%
23,9%
0,4%
Gas natural
0,2%
Hidráulica
16,9%
49,0%
Nuclear
ANTERIOR
SALIR
22. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
CLIC PARA CONTINUAR
Consumo de energía en España
Año 2006
Energías renovables
Carbón
Petróleo y derivados
3,9% 2,1%
Electricidad
20,4%
57,8%
15,8%
Gas
ANTERIOR
SALIR
23. INICIO
ESQUEMA
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
Trabajo y energía
INTERNET
Enlaces de interés
Energía
Trabajo, potencia y energía
IR A ESTA WEB
IR A ESTA WEB
ANTERIOR
SALIR