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En esta oportunidad
vamos a ver tres conceptos que están íntimamente relacionados y que son los que
se detallan a continuación, para luego pasar a hacer un trabajo sobre
transferencias y transformaciones de la energía.
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN
DE LA ENERGÍA
El principio de conservación de la energía indica que la energía no se
crea ni se destruye. Sólo se transforma de unas formas en otras. En estas
transformaciones la energía total permanece constante, es decir, que la energía
total es la misma antes y después de cada transformación.
En cualquier proceso
que analicemos, los cambios que se producen se relacionan con cambios en la
energía de los cuerpos involucrados. Estos cambios pueden ser transferencias o
transformaciones de la energía, pero nunca destrucción o creación de energía.
Este principio
sostiene entonces, que si un subsistema ha perdido energía, es que otro u otros
subsistemas han ganado la misma cantidad, de forma tal que la cantidad de
energía total permanece invariable.
DEGRADACIÓN DE LA
ENERGÍA
La energía inicial que
se ha transformado en un proceso a veces no puede recuperarse. En la naturaleza
existe una limitación insuperable para el aprovechamiento del calor. Que no
depende del mejoramiento de la técnica.
Podría decirse que, si
bien todas son formas de energía, las hay de mayor y menor calidad, en cuanto a
su poder de transformación.
Cuando la nafta de un tanque
de un automóvil se agota, la energía que poseía este y que el automóvil
utilizó, no podemos recuperarla y usarla nuevamente, pues gran parte de ella se
ha transformado en calor y otra parte menor en ruido que se han disipado en el
medio ambiente; la energía se ha degradado.
Por tal motivo cuando
se dice que se ha consumido, disipado, gastado o perdido energía, debe
entenderse que se ha degradado de manera de no poder ya ser recuperada para
algún trabajo útil.
EFICIENCIA
(RENDIMIENTO)
En todo proceso, las
fuerzas de fricción hacen que una parte de la energía inicial se disipe en
forma de calor. Por ejemplo, al encender una lamparita, no toda la energía
eléctrica se aprovecha en generar luz, parte se desperdicia en calor por el
calentamiento de la propia lamparita y del aire circundante.
Si un mecanismo
transforma toda la energía que recibe, en la forma de la energía que se desea
obtener, diríamos que tiene una eficiencia del 100%. En la realidad, es
imposible que exista un proceso de transformación de energía con tal
eficiencia.
Se define, por tanto
el rendimiento, como la relación en porcentaje (%) entre la energía útil
obtenida y la energía aportada en una transformación.
A continuación se exhibe
una tabla comparativa de eficiencias de diferentes aparatos.
Lamparita común 5%
Tubo
fluorescente
25%
Lámpara de
led 70%
Horno a
gas 85% Locomotora
de vapor 9%
Motor a nafta
30%
Motor
eléctrico 80%
Central
hidroeléctrica 95%
Reactor
nuclear 30%
Calentador
solar 62%
Celda
solar
20%
TRANSFERENCIAS Y
TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA.
Las máquinas son
aparatos que transforman o convierten la energía en otro u otros tipos de
energía. Un automóvil o una motocicleta son un buen ejemplo de esto.
En la batería
almacenan energía eléctrica que puede transformarse en energía radiante en los
faros o en energía cinética en los limpiaparabrisas, como así también en
energía sonora en la bocina.
En el tanque de
combustible hay energía química almacenada en los enlaces de las moléculas de
los hidrocarburos que forman la nafta.
Dentro del motor se
produce la combustión de la nafta transformando la energía química en calor.
Los gases calientes se expanden y empujan los pistones dando movimiento al
automóvil transformando la energía térmica en energía cinética.
El burro de arranque
es un motor eléctrico que toma energía eléctrica de la batería y la transforma
en energía mecánica para darle el movimiento inicial al motor de combustión en
el arranque.
El alternador es un
generador eléctrico que recibe energía mecánica por medio de una correa y la
transforma en energía eléctrica que es almacenada en la batería.
En los frenos la
energía cinética del automóvil en movimiento se transforma en calor por
fricción.
El caño de escape es
un tubo de transferencia por donde salen los gases que son los productos de la
combustión junto con energía perdida en forma de calor y ruido.
La bomba de agua es un
aparato que utiliza la energía cinética del motor y la transfiere al agua para
darle movimiento y hacerla circular por el circuito de refrigeración. El
radiador montado en el frente del automóvil transfiere la energía térmica en
exceso que posee el motor hacia el exterior.
TIPOS DE ENERGÍA
Radiante, Eléctrica, Química,
Térmica, Mecánica, Nuclear
TRANSFERENCIAS
Y
TRANSFORMACIONES
DE LA ENERGÍA
EFICIENCIA PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DEGRADACIÓN DE LAS MAQUINAS
DE LAS ENERGÍAS
TAREA: Completar los
siguientes cuadros.
|
Conversor de energía |
Convierte este tipo de energía |
En este tipo de energía |
|
Automóvil |
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Licuadora |
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Linterna |
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Cocina |
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Generador eléctrico |
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Máquina de vapor |
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Estufa a leña |
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Aparato |
Forma deseada de energía |
Formas desperdiciadas de
energía |
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Motor de auto |
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Lámpara común de filamento |
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Ventilador |
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Secador de pelo |
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