martes, 7 de mayo de 2013

MATERIA Y ENERGÍA


a) ¿Qué es la energía? 

Vemos a nuestro alrededor que se producen cambios continuamente: movimientos de los cuerpos, aplicación de fuerzas, cambios de estado de los cuerpos, una sustancia que arde, un aparato eléctrico que empieza a funcionar, un alimento que se cocina, etc.


La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.

EJEMPLOS DE CUERPOS QUE POSEEN ENERGÍA

1.-Energía que posee una persona.
Una persona posee energía, es decir, tiene la capacidad de provocar cambios, por ejemplo levantar una mesa. La persona decidirá si emplea o no la energía, tiene la capacidad de levantar la mesa, pero puede levantarla o no.

2.-Energía de los combustibles.
Los combustibles poseen energía, ya que al arder pueden provocar cambios (movimiento, calor, colisiones, etc.). Sin embargo, esta energía puede usarse o no, por lo tanto es una capacidad o posibilidad de ser usada.

3.-Energía del agua de una cascada.
El agua de una cascada tiene diferente energía antes de caer y después de caer. La diferencia se debe a la altura del agua, es decir, a su energía potencial.

4.-Energía de un fórmula 1
Un formula 1 posee energía, capacidad para moverse. Puede verse que su energía o capacidad para provocar cambios es mayor cuando el coche tiene más velocidad que cuando va más despacio.

b) Medidas de la energía. Unidades

Los cuerpos pueden poseer mayor o menor cantidad de energía. Cuanto mayor sea la cantidad de energía que posee un cuerpo, mayor será su capacidad de provocar cambios. Una bomba posee  mayor cantidad de energía y, por tanto, mayor capacidad para provocar cambios que un petardo.

La energía puede medirse en muchos tipos de unidades pero la más utilizada es:


La unidad de energía del Sistema Internacional es el julio y su símbolo es J.

Otras unidades empleadas y sus equivalencias son:



Actividad 1: Contesta verdadero o falso a cada una de las siguientes afirmaciones
o   La energía es una acción que se realiza sobre un cuerpo
o   La unidad de energía del sistema internacional es el julio
o   La energía puede ser generada o creada
o   La energía al utilizarse se degrada
o   La energía no  puede traspasarse de un cuerpo a otro
o   La energía es una magnitud ya que se puede medir
o   Todos los cuerpos tienen energía
o   La energía puede provocar efectos mecánicos y térmicos
o   Un cuerpo no puede perder energía, ya que la energía siempre se conserva
o   Un kilovatio-hora vale más que un Julio

Actividad 2: Realiza
o   Una persona ingiere 248,40 Kcal en su dieta ¿A cuántos julios equivalen?
o   En la factura de la compañía eléctrica nos aparece un consumo de 697 Kwh ¿A cuántos julios equivale esta cantidad de energía?
o   Un cuerpo transfiere a otro 78.06 cal en función de su diferencia de temperatura ¿A cuántos julios equivalen?
o   Se queman 6 toneladas de petróleo, Calcula la energía que se obtendrá en la unidad del S.I.
o   Se queman 4 toneladas de carbón. Calcula la energía que se obtendrá en la unidad del Sistema Internacional


c) Propiedades de la energía

La energía presenta las siguientes propiedades:
·         Conservación de la energía. La energía no aparece ni desaparece. Puede pasar de un cuerpo a otro o incluso al aire que rodea al sistema, pero nunca se pierde. Se degrada: una vez que se utiliza, ya no se puede aprovechar.
·         Transformación de la energía. En su movimiento se puede ver que la energía se transforma. Unas veces la energía de las bolas se debe a su velocidad (energía cinética) y otras veces a la posición (energía potencial).
·         Degradación de la energía. Las bolas, a causa del rozamiento con el aire y con las cuerdas, irán perdiendo su energía y terminarán parándose. Esta energía que se pierde, adquiere una forma que no es útil (no les sirve a las bolas para moverse) y se dice que es energía degradada.
·         Transferencia de la energía. Podemos ver cómo la energía se transfiere de una bola a otra. Una pequeña parte de la energía también se está transfiriendo al aire y a las cuerdas por rozamiento y esto hará que el sistema se pare cuando las bolas pierdan la energía que les permite moverse.





d) Efectos de la energía 

 La energía es la capacidad de provocar transformaciones o cambios en los cuerpos. Estos cambios pueden ser  mecánicos o térmicos.
·         Cambios mecánicos: Se asocian con fuerzas que provocan desplazamientos o cambios de dimensiones o de forma.
·         Cambios térmicos: Se asocian con aquellos que se producen cuando se pone en juego el calor y hay cambios de temperatura o de estado.

e) Clasificación de la energía

La energía se puede clasificar en la energía que poseen los cuerpos y la que se transmite de un cuerpo a otro.
La energía que poseen los cuerpos puede ser:
·         La energía mecánica se debe a la velocidad (energía cinética) y posición del cuerpo (energía potencial).
·         La interna es debida a la energía de las partículas que componen el cuerpo.
 Las formas de energía que los cuerpos transmiten son: 
·         Trabajo: transmitida a través de fuerzas
·         Calor: transmitida por diferencias de temperatura.
Es frecuente que el trabajo modifique la energía externa, mientras que el calor la interna.


Los cuerpos poseen energía potencial, cinética e interna, y transmiten energía en forma de calor y trabajo.

 



f) La energía cinética

La energía cinética 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).

La energía cinética, como cualquier energía, se mide en julios (J), la masa en kilogramos (Kg) y la velocidad en metros/segundo (m/s).


g) Energía potencial gravitatoria

La energía potencial gravitatoria es la que tiene un cuerpo por estar situado a una cierta altura sobre la superficie terrestre. Su valor depende de la masa del cuerpo (m), de la gravedad (g) y de la altura sobre la superficie (h).

EP= m · g · h

La energía potencial se mide en julios (J), la masa en kilogramos (Kg), la aceleración de la gravedad en metros por segundo al cuadrado (m/s2) -su valor es de 9,8 m/s2- y la altura en metros (m).

i) Energía interna

La energía interna de un cuerpo es la suma de la energía de todas las partículas que componen un cuerpo. Entre otras energías, las partículas que componen los cuerpos tienen masa y velocidad, por lo tanto tienen energía cinética interna. También tienen fuerzas de atracción entre ellas, por lo que tienen energía potencial interna.
La energía interna es muy difícil de calcular ya que son muchas las partículas que componen  un cuerpo y tienen muchos tipos diferentes de energía. Lo que se suele hacer es calcular la variación de energía interna.


La energía interna es la suma de las energías de todas las partículas de un cuerpo.


Actividad 3: Realiza
1.   Calcula la energía potencial de un cuerpo cuya masa es de 400 gramos y se encuentra a una altura de 8 metros.
2.   Calcula la velocidad con la que cae el cuerpo un instante antes de tocar el suelo.
3.   Calcula la energía cinética de un cuerpo que marcha a una velocidad de 12 m/seg y tiene una masa de 4 kgs.
4.   En el siguiente diagrama vemos un plano inclinado con un cuerpo en su parte superior a 3 mts. del suelo. Calcular:
a)   La Energía Cinética y Potencial de dicho cuerpo en el punto superior e inferior.
b)   La velocidad al llegar al suelo.


Actividad 4: Webquest "Energías renovables y no renovables"



Actividad 5: Calor y temperatura

Vais a empezar a trabajar resolviendo las siguientes cuestiones, además tendréis que realizar experimentos caseros relacionados con cada uno de los temas propuestos:

1.   ¿Qué es la energía?
2.   Citar ejemplos de la vida cotidiana en los que utilicemos los distintos tipos de energía. 
3.   Realizar un experimento casero que ilustre algunas transformaciones de energía.
4.   Diferencia entre calor y temperatura
5.   ¿Qué le pasa a las partículas de un cuerpo cuando la temperatura aumenta?
6.   ¿Qué quiere decir qué un cuerpo está caliente?
7.   ¿Qué es el equilibrio térmico? Realizar un experimento ilustrativo que lo demuestre.
8.   ¿Qué instrumento se utiliza para medir la temperatura? Escalas térmicas
9.   Efectos del calor sobre los cuerpos: dilatación y contracción
10  ¿De cuántas formas se propaga el calor de un cuerpo a otro? Poner ejemplos
11.  Análisis de distintos aislantes térmicos
12.   Si disminuyera el efecto invernadero progresivamente hasta desaparecer...¿qué cambios provocaría en la atmósfera del planeta y cómo afectaría esto a los seres vivos?    


 Recursos








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