Conceptos básicos La energía El calor. U4 | Conceptos básicos Trabajo Energía Potencia Calor y Temperatura Magnitudes y Unidades SI.

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1 Conceptos básicos La energía El calor

2 U4 | Conceptos básicos Trabajo Energía Potencia Calor y Temperatura Magnitudes y Unidades SI

3 U4 |Trabajo El trabajo de una fuerza constante que se desplaza sobre su línea de acción es el producto de la intensidad de la fuerza por el desplazamiento realizado. Cuando al fuerza no tiene la dirección del desplazamiento, realiza el trabajo su componente tangencial Ft.

4 U4 |Potencia Trabajo efectuado por unidad de tiempo Una de las 18 turbinas de la central hidroeléctrica de Foz do Iguaçu, Brasil. Tiene una potencia de 700 MW.

5 U4 | Magnitudes y Unidades SI MagnitudSímboloUnidad (SI) TrabajoWJulio (J) Energía cinéticaEkEk Julio (J) Energía potencialEpEp Julio (J) Energía mecánicaEMEM Julio (J) PotenciaPWatt (W) Rendimientoη- TemperaturaTKelvin (K) CalorQJulio (J) Calor específicoc (J/Kg K)

6 U4 |La energ í a Concepto / Principio de conservación de la energía Clasificación: - Energía de los cuerpos - Energía según el origen o transmisión Energía cinética Energía potencia gravitatoria Energía mecánica: - Concepto - Conservación E M / Fuezas conservativas - Variación E M / Fuezas disipativas Rendimiento

7 U4 | Energ í a: concepto y principio de conservaci ó n Capacidad para realizar un trabajo Principio de conservación de la energía La energía no se puede crear ni destruir, sino sólo transformarse o transmitirse de unos cuerpos a otros. Aunque las pilas del coche contienen energía, no la percibimos. La energía de las pilas sólo se pone de manifiesto cuando es transferida al coche y le hace moverse.

8 U4 | Clasificaci ó n de la energ í a de los cuerpos La energía mecánica de los cuerpos es una energía a nivel macroscópico. La energía interna de los cuerpos es una energía a nivel microscópico. Parte de la energía interna de un cuerpo responde al movimiento desordenado de agitación térmica de sus partículas.

9 U4 |Clasificación de la energ í a según el origen o transmisión Energía eléctricaDepende de la posición de una carga eléctrica en un campo eléctrico. Energía nuclearEnergía que se desprende en la fisión o la fusión de los núcleos átomicos. Energía radianteEnergía que se propaga en forma de ondas electromagnéticas. Energía solarEnergía irradiada por el Sol. Energía eólicaEnergía generada por el viento. Energía geotérmicaEnergía que surge del interior de la Tierra en forma de calor. La energía procedente de la radiación electromagnética del Sol es inagotable a escala humana.

10 U4 | Energía cinética Energía que tiene un cuerpo a causa de su movimiento. Un tren de alta velocidad llega a poseer una energía cinética descomunal a causa de la gran masa que tiene y, sobre todo, a la velocidad a la que llega. Es por eso que se debe realizar un trabajo enorme para detener el movimiento.

11 U4 |Energ í a potencial gravitatoria Energía que tiene un cuerpo a causa de su posición en un campo gravitatorio. El valor de la energía potencial gravitatoria de un cuerpo depende de la posición de referencia donde la consideremos nula.

12 U4 |Energía mecánica Suma de la energía cinética y la energía potencia de un cuerpo. Las moléculas del agua que salen de un embalse por el rebosadero de una presa tienen energía cinética debida a su movimiento y energía potencial gravitatoria debida a la altura a la que se hallan.

13 U4 | Conservaci ó n EM / Fuerzas conservativas Si sobre un cuerpo sólo trabajan fuerzas conservativas, su energía mecánica se mantiene constante. La saltadora en el trampolín tiene energía potencial. La saltadora, cuando llega al agua, tiene energía cinética.

14 U4 | Variaci ó n EM / Fuerzas disipativas El trabajo de las fuerzas disipativas que actúan sobre un cuerpo es igual al incremento de la energía mecánica. Un escalador transforma su energía interna en energía mecánica: energía cinética cuando se mueve hacia arriba y energía potencial cuando gana altura.

15 U4 | Rendimiento Cociente entre la energía útil y la energía total consumida. En todos los procesos hay que procurar que el rendimiento sea el máximo posible, con el fin de disminuir el impacto sobre el medio ambiente y ahorrar energía.

16 U4 |El Calor Calor y Temperatura Calor específico Fuerzas de transmisión: - Conducción - Convección - Radiación Primer principio de la termodinámica Degradación de la energía

17 U4 |Calor y Temperatura Temperatura La temperatura de un cuerpo depende de la energía cinética media del movimiento de translación de sus partículas. Correspondencia entre la escala centígrada o Celsius (izquierda) y la absoluta o Kelvin (derecha). La temperatura absoluta T se obtiene sumando 273 a la centígrada t: T = t + 273. Los incrementos de temperatura son iguales para ambas escalas: ΔT = Δt Calor El calor es la magnitud física que mide la energía transmitida de un cuerpo a otro, como consecuencia de la diferencia entre las temperaturas respectivas.

18 U4 |Calor específico La capacidad calorífica específica o calor específico de una sustancia es la cantidad de energía en forma de calor que se debe suministrar a una unidad de masa de esta sustancia para elevar su temperatura 1 K.

19 U4 |Conducción Forma de transmisión calorífica propia de los cuerpos sólidos, se da por contacto directo entre cuerpos o zonas de un cuerpo a temperaturas diferentes. Vaso Dewar El calor no puede propagarse por conducción en el vacío. Esta propiedad se aprovecha para construir recipientes de doble pared, dentro de la cual se hace el vacío.

20 U4 |Convección Forma de propagación calorífica propia de los fluidos (líquidos y gases). En la convección, la transferencia de energía se produce por el desplazamiento y mezcla de partes del fluido a diferentes temperaturas. Movimiento de convección de los líquidos.

21 U4 |Radiación Forma de propagación calorífica por medio de ondas electromagnéticas, sin necesidad de ningún medio ni soporte material. El calor que irradia el Sol llega a la Tierra por medio de ondas electromagnéticas.

22 U4 |Primer principio de la termodinámica La energía que recibe un sistema en forma de calor más el trabajo realizado sobre el sistema es igual al incremento de su energía interna. Convenio de signos en el primer principio de la Termodinámica. Consideramos positivos el calor y el trabajo que aportan energía al sistema. Si extraen energía del sistema,sin negativos.

23 U4 |Degradación de la energía La energía experimenta una degradación en aquellos procesos en los que se transforma parcialmente en un tipo de energía no utilizable para realizar el trabajo. La energía cinética mecánica de un cuerpo se debe a su movimiento y requiere un movimiento ordenado de todas sus partículas. La energía cinética interna de un cuerpo responde al movimiento desordenado de agitación térmica de sus partículas. La energía del movimiento ordenado de las partículas se puede transmitir fácilmente en forma de trabajo. Pasa lo contrario con la energía dle movimiento desordenado.