Grado 8°
OBJETIVO GRADO OCTAVO
Profundizar en los conocimientos sobre energía y sus diferentes tipos;
utilizando las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta
de apoyo para el desarrollo de competencias enfocadas hacia la solución de problemas
con tecnología y uso responsable de la misma.
TEMAS PRIMER PERIODO
- ¿ Que es energía?
- Tipos de energía
- Ventajas y desventajas
- Evolución de la energía
- Instalaciones eléctricas
- Calentamiento global
¿Qué es energía?
La energía se define como la capacidad de realizar trabajo, de producir movimiento, de generar cambio. Es inherente a todos los sistemas físicos, y la vida en todas sus formas, se basa en la conversión, uso, almacenamiento y transferencia de energía.
Puede presentarse como energía potencial (energía almacenada) o como energía cinética (energía en acción), siendo estas dos formas interconvertíbles, es decir, la energía potencial liberada se convierte en energía cinética, y ésta cuando se acumula se transforma en energía potencial. La energía no puede ser creada ni destruida, sólo transformada de una forma en otra (Primera Ley de la Termodinámica).
Según su origen puede ser:
Energías renovables: Energía eólica, energía geotérmica, energía hidráulica, energía mareomotriz, energía solar, energía cinética, biomasa,
Energía no renovable: Energía nuclear, carbón, gas natural, petróleo.
Historia de la energía
eléctrica
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Actividad
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TIPOS DE ENERGÍA
Energía Luminica:
La energía lumínica o luminosa es la energía fracción percibida de la energía transportada por la luz y que se manifiesta sobre la materia de distintas maneras, una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede comportarse como una onda o como si fuera materia, pero lo más normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física.
Energía mecánica
La energía mecánica es
la energía que se debe a la posición y al movimiento de
un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la
energía elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen
los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.
Energía térmica
Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de la naturaleza, a partir de la energía térmica, mediante una reacción exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico; o por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en forma de energía térmica, como la energía geotérmica o la energía solar fotovoltaica.
La energía térmica se puede
transformar utilizando un motor térmico,
ya sea en energía eléctrica, en una central termoeléctrica; o en trabajo
mecánico, como en un motor de automóvil, avión o barco.
La obtención de energía térmica
implica un impacto
ambiental. La combustión libera dióxido de carbono (CO2)
y emisiones contaminantes. La tecnología actual
en energía
nuclear da lugar a residuos radiactivos que deben ser controlados.
Además deben tenerse en cuenta la utilización de terreno de las plantas generadoras
de energía y los riesgos de contaminación por accidentes en
el uso de los materiales implicados,
como los derrames de petróleo o
de productos petroquímicos
derivados.
Energía eólica
Energía eólica es la energía
obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las
corrientes de aire, y que es
transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
El término eólico viene del latín
Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología
griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para
mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de
molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía
eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante
aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores
eólicos fue de 94.1 gigavatios.1 Mientras la eólica genera alrededor del 1%
del consumo de electricidad mundial,2
representa alrededor del 19% de la producción eléctrica
en Dinamarca, 9% en España y
Portugal, y un 6% en Alemania e
Irlanda (Datos del
2007). En el año 2008 el porcentaje aportado por la energía eólica en España
aumentó hasta el 11%.3
La energía eólica es un recurso
abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto
invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles
fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el
principal inconveniente es su intermitencia.
Energía solar
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
La radiación solar
que alcanza la
Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través
de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro
tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no
contaminante, conocido como energía limpia o energía verde. Si bien, al final
de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo
contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
La potencia de
la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que
la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es
de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la
conoce como irradiancia.
La radiación es aprovechable en
sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa
es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones
intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los
múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en
las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación
directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es
posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
La irradiancia directa normal
fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor
medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395
W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).
Según informes de
Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos
tercios de la población mundial
en 2030.1
Energía nuclear
La energía nuclear es aquella que
se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de
Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear
(unión de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera
una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas
involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior
se puede explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de
la genialidad del gran físico Albert
Einstein.
Energía cinética
Energía que un objeto posee
debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del
objeto según la ecuación E = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la
velocidad del mismo elevada al cuadrado. La energía asociada a un objeto
situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía
potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en
energía cinética.
Energía potencial
La energía potencial es la
capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la
configuración que tengan en un sistema de
cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en
un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más
rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo
de fuerzas (o como en elasticidad un
campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un
campo de fuerzas, la diferencia entre los
valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado
por la fuerza para
cualquier recorrido entre B y A.
Energía química
La energía química es
la energía acumulada en los alimentos y en
los combustibles. Se produce por la transformación de sustancias químicas que
contienen los alimentos o elementos, posibilita mover objetos
o generar otro tipo de energía.
Energía hidráulica
Se denomina energía hidráulica o
energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías
cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o
mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa
la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una
forma de energía renovable.
Energía sonora
La energía sonora es
aquella que se produce con la vibración o el movimiento de un objeto, que
hace vibrar también el aire que lo rodea y esa vibración se transforma en
impulsos eléctricos que en el cerebro se interpretan como
sonido
Energía fotovoltaica
Los sistemas de
energía fotovoltaica permiten la transformación de la luz solar en energía
eléctrica, es decir, la conversión de una partícula luminosa con energía
(fotón) en una energía electromotriz (voltaica).
El elemento principal de un
sistema de energía fotovoltaica es la célula
fotoeléctrica, un dispositivo construido de silicio (extraído de la
arena común).
Energía de reacción
En una reacción química el
contenido energético de los productos es, en general, diferente del
correspondiente a los reactivos. Este defecto o exceso de energía es el que se
pone en juego en
la reacción. La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de energía
luminosa, eléctrica, mecánica, etc..
pero habitualmente se manifiesta en forma de calor. El calor intercambiado en
una reacción química se llama calor de reacción y tiene un valor característico
para cada reacción. Las reacciones pueden entonces clasificarse en exotérmicas
o endotérmicas, según que haya desprendimiento o absorción de calor.
Energía iónica
La energía de ionización es la cantidad de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente unido de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental
Energía mareomotriz
Es la que resulta de aprovechar
las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la
posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción
gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares.
Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al
movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de
canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.
Energía electromagnética
La energía electromagnética
es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos
atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en
función de las intensidades de campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio
la densidad de energía
electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado
de las intensidades de campo
Energía metabólica
Energía marina
Energía magnética
Energía metabólica
La energía metabólica o metabolismo es
el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Estos
complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular,
y permiten las diversas actividades de las células: crecer,
reproducirse, mantener sus estructuras,
responder a estímulos, etc.
Energía marina
Cuando algo se mueve, está
realizando un trabajo, y para realizar un trabajo es necesaria una energía. Si
hay algo que esté en continuo movimiento, ese algo es el mar. Observando desde
lejos puede parecer muy tranquilo, pero cuando nos acercamos a él comprobamos
que su superficie se mueve continuamente mediante ondulaciones que pueden ser
muy suaves o pueden convertirse en grandes olas que rompen estruendosamente al
chocar contra los acantilados. Los cuerpos que flotan son arrastrados de aquí
para allá por corrientes marinas. El nivel del mar tampoco está quieto, sino
que sube y baja dos veces al cabo del día, constituyendo así el fenómeno de las
mareas, que en ciertas zonas son tan acusadas que pueden cubrir y descubrir en
pocas horas grandes extensiones de terreno.
Así, todo este movimiento es
reflejo de la energía almacenada en el agua, y en
ciertos lugares donde el movimiento es mucho mayor, lógicamente, el contenido
en energía también será muy grande y tal vez se pueda aprovechar utilizando
dispositivos o aparatos ingeniosos y eficaces.
Los movimientos más importantes
del mar podemos clasificarlos en tres grupos:
corrientes marinas, ondas y olas y mareas.
Lan ondas
y olas y las corrientes marinas tienen origen en la energía solar, mientras que
las mareas son producidas por las atracciones del Sol y de la Luna.
Energía magnética
Es la energía que desarrollan la
tierra y los imanes naturales. La energía magnética terrestre es la
consecuencia de las corrientes eléctricas telúricas producidas en la tierra
como resultado de la diferente actividad calorífica solar sobre la superficie
terrestre, y deja sentir su acción en
el espacio que rodea la tierra con intensidad variable en cada punto.
CIBERGRAFÍA
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