TEMA 3: ENERGÍA

-Las formas de la energía:
Energía mecanica.
-Energía cinética.
-Energía potencial:(gravitatoria y elastica).
Energía eléctrica.
Energía térmica.
Energía luminosa.
Energía nuclear.
Energía química.

-Las transformaciones de la energía: todas las formas de energía se pueden transformar las unas en las otras.
Cuando arde la madero, la energía química almacenada se transforma en energía térmica y luminosa.
Cuando giran las aspas de un aerogenerador, la energía mecanica se transforma en la energía de la corriente eléctrica.
Cuando se utiliza, la energía no se gasta, solo se transforma.

-Energía almacenada: algunos cuerpos, debido a su posición o a otras características, tienen energía almacenada.
Los combustibles, las pilas y las baterías contienen energía almacenada.
La energía se puede almacenar en algunos dispositivos, como los muertos, las gomas y los arcos.
Cuando se usa, la energía almacenada se convierte en otro tipo de energía.

-Fuentes de energía: una fuentes de energía es todo material o todo fenómeno a partir del que podemos obtener energía hacer trabajos.
Las fuentes de energía no renovables son aquella de las que solo tenemos una cantidad limitada que no se puede reponer. Se agotan a medida que se utilizan.
Las fuentes de energía renovables son aquellas de las que podemos disponer sin temor a que se agoten.

-Petróleo: el petróleo bruto es un líquido oscuro y viscoso que contiene centenares de compuestos diferentes, en su mayoría hidrocarburos.
Una vez extraído de los pozos, el petróleo se sometea un proceso de refinado, que consiste en separar y transformar sus combustibles.
En las refinerías se separan del petróleo distintos componentes como gasolina, gasoil y fueloil, que son usados como combustible.
Ademas de utilizarse como combustible, el petróleo es una importante materia prima, esencial para la obtención de plasticos.
Aunque resulta difícil de calcular, se estima que hay reservas para un tiempo comprendido entre varias decenas y unos 100 años.

-Carbón: El carbón es una roca formada por el elemento químico carbono mezclado con otras sustancias. Es el combustible fósil mas abundante en el mundo y una de las principales fuentes de energía.

- Gas natural: El gas natural es una mezcla de hidrocarburo, que puede encontrarse asociado a un yacimiento petrolífero o formando una bolsa independiente.
El poder calorífico del gas natural es mayor que el de muchos de los derivados del petróleo y su combustión apenas desprende humos. El gas natural es el mas adecuado para el consumo doméstico.
El gas natural se distribuye mediante gaseoductos, que van desde los yacimientos hasta los puntos de consumo.

- Minerales radiactivos: Los núcleos de ciertos atomos, como los atomos de uranio o los de radio tienen la propiedad de romperse espontaneamente. Esta propiedad se denomina radiactividad natural y los minerales que contienen estos atomos se llaman minerales radiactivos.
A diferencia de los combustibles fósiles, la energía que se obtiene de los minerales de radiactivos no depende de una combustión. El proceso por el que se obtiene dicha energía sedenomina fisión nuclear.
El combustible mas utilizado en las centrales de energía nuclear es el uranio.
Una tonelada de uranio proporciona la misma energía que un millón de toneladas de carbón. Los derechos que se producen al “quemar” el uranio son mucho mas radiactivos que el uranio mismo y se necesitan miles de años para que cese su actividad.

-Energía hidraulica: el movimiento del agua, en aquellos puntos del terreno que tienen suficiente desnivel, puede aprovecharse para obtener energía. Para ello, se construyen grandes prensas que embalsan ingentes cantidades de agua, que baja a través de unas compuestas hasta llegar a unas turbinas hidraulicas conectadas a generadores eléctricos.
La energía hidraulica es la fuente de energía renovable mas utilizadas en este momento.
Entre les ventajas de la utilización de la energía hidraulica no contamina, su mantenimiento es mínimo y que el agua se puede aprovechar para otros usos.
El inconveniente principal radica en que modifica drasticamente la cuenca fluvial con una serie de consecuencias negativas: dificulta la migración de los peces, reduce los nutrientes río abajo, inunda terrenos útiles e introduce cambios en los ecosistemas.

-Energía eólica: Desde hace siglos se utiliza la fuerza del viento para hacer girar unas aspas que a su vez mueve una maquina que produce un trabajo útil. Actualmente existen aparatos llamados aerogeneradores. La electricidad producida se envía a acumuladores.
La eólica es una fuente de energía inagotable. Los aerogeneradores no conminan ni el suelo ni el agua ni el aire y nodestruyen la capa de ozono; tienen sus inconvenientes: producen ruidos y una importante modificación del paisaje, son peligrosos para las aves migratorias.

-Energía solar: el Sol es la principal fuente natural de energía. De toda la radiación solar, solo una parte mínima llega a la Tierra.
Aprovechamiento directo del calor del Sol por medio de colectores solares.
Las células fotovoltaicas estan con un material semiconductor que transforma la luz solar en corriente eléctrica.
Las centrales solares son grandes instalaciones con espejos especiales que concentran los rayos solares.

-Biomasa: llamamos biomasa a las partes y restos de animales y plantas que pueden emplearse para obtener energía.
La biomasa puede ser usada directamente como combustible.

-Las maquinas y la energía: todas las maquinas necesitan energía para funcionar.
Para cumplir su función, las maquinas transforman la energía que reciben en otras formas de energía diferente.
Normalmente, el funcionamiento de las maquinas produce mas de una transformación de energía.

-El trabajo: para levantar una carga del suelo, desplaza un cuerpo empujandolo o tirando de él, se necesita realizar un trabajo.
El trabajo es otra forma de energía.
Las maquinas son utensilios o dispositivos que transforman cualquier tipo de energía en trabajo.
El trabajo se mide en julios (J). Un julio es la energía que se necesita para elevar en vertical un cuerpo de 100 gramos hasta una altura de un metro.

-El trabajo y el esfuerzo: no debemos confundir el trabajo. Hacemos trabajo cuando aplicamos una fuerza yesta fuerza produce una transformación.

-La potencia: la potencia de una maquina es la cantidad de trabajo que la maquina es capaz de hacer en un tiempo determinado
Trabajo
Potencia =
Tiempo
Cuanto mas potente sea una maquina tanto mas rapidamente hara el trabajo.
La cantidad de energía que se necesita para hacer un trabajo es siempre la misma, pero el esfuerzo y el tiempo que se emplean para hacerlo pueden se diferentes.
La potencia se mide en watios (W). Un watio equivale a un julio por segundo.

-Rendimiento: no toda la energía que entra en una maquina se emplea para hacer trabajo sino que, por el contrario, una parte de esta energía no se aprovecha y se pierde, generalmente en forma de calor.
Cuando una maquina aprovecha gran porte de la energía que se le suministra en realidad trabajo útil, se dice que tiene rendimiento elevado.
Muchas de estas pérdidas se deben al razonamiento o fricción entre los componentes mecanicos de la maquina.
El rendimiento se define como la relación que existe entre el trabajo útil que se obtiene y la energía que se suministra para obtenerlo:
Trabajo útil
Rendimiento =
Energía suministrada

-Motores: los motores son dispositivos que transforman cualquier tipo de energía en energía mecanica.
Los motores eléctricos son los que se utilizan en la mayoría de los electrodomésticos, etc. Todos ellos necesitan energía eléctrica; esta energía puede provenir de la red eléctrica o de pilas o baterías y es transformada enenergía mecanica.
Los motores de combustión son los que se emplean en la mayoría de los automóviles, etc. Para funcionar utilizan la energía que se desprende al quemar o explosionar un combustible. Suelen ser de gran tamaño y mas complejos que los motores eléctricos.
-Motores de resorte: son los que aprovechan, para su funcionamiento, la elasticidad de algunos materiales.
La energía que acumulan los materiales cuando se deforman recibe el nombre de energía potencial elastica.

-Ruedas hidraulicas: la ruedo hidraulica es un motor que funciona convirtiendo la energía del agua que circula en el movimiento de rotación de un eje.
Desde la Edad Media, viene utilizandose para mover mecanismos capaces de moler grano, etc.

-La turbina hidraulica: las turbinas hidraulicas se basan en el aprovechamiento de la energía del agua en movimiento, pero estan diseñadas para funcionar totalmente sumergidas en el agua.
Estas turbinas son las empleadas en las centrales hidraulicas.
Una turbina consta de tres elementos
Canal de admisión: conducto por donde penetra el agua.
Distribuidor: paredes perfiladas que permiten encauzar el agua hacia el elemento móvil.
Rodete: dispositivo portador de los alabes, perfilados para que el agua que absorban la energía cinética del agua.


-El molino de viento: del mismo modo que se aprovecha la energía de las corrientes de agua, se puede aprovechar la energía del viento.
Los molinos de viento, llamados así porque originalmente se emplearon para moler grano, estan dotados de unas aspas colocadas de tal manera que al incidir el vientosobre ellas, comienzan a girar junto con el eje al que estan fijas. La mayoría de los molinos son orientales, se pueden colocar de forma que aprovechen mas el viento.

-Las maquinas hidraulicas: las maquinas hidraulicas son capaces de multiplicar una fuerza. Cuando presionamos un fluido, esa presión se transmite con la misma intensidad y de forma instantanea a todos los puntos del fluido.
Todas las maquinas hidraulicas (líquidos) y neumaticas (gases), aunque tengan mas cilindros o distintas formas de generar la presión en los fluidos, se basan en ese principio.

-Bombas: las bombas son maquinas para impulsar los fluidos.
Existen muchos tipos de bombas pero la mayoría forman parte de alguno de los siguientes grupos
Bombas de pistón. El cuerpo de la bomba es un cilindro con un orificio de entrada y otro de salida, en su interior hay un pistón que al subir y bajar va bombeando líquido.
Bombas centrífugas. Su cuerpo es mas o menos cilíndrico con un orificio de entrada en el centro de la base y otro de salida en la pared lateral.
Bombas rotativas. En su interior hay dos rotores que pueden tener distintas formas y que engranan el uso en el otro.

-Aire comprimido: el aire, al ser un fluido, transmite la presión de forma parecida a como lo hacen el agua y el aceite. La diferencia principal es que el aire se puede comprimir.
Se puede aprovechar la fuerza del aire al descomprimirse para realizan un trabajo útil.
Las maquinas que aprovechan la fuerza del aire comprimido se llaman maquinas neumaticas. Las aplicaciones son numerosísimas.

-Compresores: loscompresores son los encargados de aumentar la presión del aire encerrado en un circuito.

-Los motores térmicos obtienen la energía que necesita a partir del calor que se desprende en una combustión. Dicho calor es absorbido por un fluido que, al expandirse, pone en movimiento distintas piezas de la maquina.
Los motores de combustión externa utiliza el calor desprendido durante la combustión para generar vapor.
Los motores de combustión interna aprovechan la expansión de los gases que se generan durante una explosión violenta realizada en su interior.

-El motor de cuatro tiempos: es un motor de combustión internas que produce un movimiento alternativo. Es uno de los motores mas utilizado en la automoción. Esta dotada de uno o mas cilindros, dentro de cada cilindro hay un pistón que se mueve impulsado por la explosión del combustible dentro de cilindro. El pistón esta unido a una biela que trasmite el movimiento a un cigüeñal, convirtiendo el vaivén del pistón en movimientos rotativos.

-La turbina de gas: es un motor térmica rotativo de combustión interna.
Esta constituida por cuatro secciones principales: compresor; absorbe el aire, lo comprime y lo impulso hacia la camara de combustión, camara de combustión; se mezclan el aire y el combustible, arden produciendo un chorro de gases calientes que salen hacia la turbina haciéndola rotar.

-Reactores: también se llaman motores a reacción, son un tipo de especial de turbinas de vapor que se emplean en aviones y cohete. En ellos la propulsión no se considera gracias a la ley de la acción y la reacción.