ENERGIES

1. Concepte d'energia

És difícil definir l'energia ja que no és cosa material que es pugui veure. Es pot definir com la capacitat que té un cos per realitzar un treball mecànic o produir transformacions. Necessitam energia per desplaçar-nos, per escalfar aigua, per il·luminar, ... . En conseqüència l'energia es manifesta de diferents maneres.

2. Formes d'energia

Energia DescripcióMecànica

• potencial• cinètica

La que té un cos a causa de la seva posicióla que té un cos a causa del seu moviment

Electromagnètica o radiant La transmeten les ones electromagnètiques (llum, rajos X, ... )Elèctrica Es genera a gran escala en les centrals elèctriques i a petita escala en

piles, bateries, petites dinamos o alternadors Química S'obté després d'una transformació químicaTèrmica La que es transmet en forma de calor d'un cos a un altre cos a menys

temperatura Nuclear

• fissió• fusió

S'obté en trencar-se un nucli atòmicS'obté en unir-se dos nuclis

Sonora Associada a les ones sonores originades per vibracions

Activitats 1Completa:

a) La corda d'un rellotge té energia ............................per moure les seves busques.b) L'energia .......................... que arriba a través dels conductors es transforma en llum.c) El gas subministra energia ............................ per poder escalfar l'aigua.d) Sense l'energia .......................... del combustible molts de cotxes no circularien.

3. unitats d'energia

L'energia i treball són magnituds equivalents i, per tant, tenen les mateixes unitats.

Unitat Explicació EquivalènciesJoule i kilojoule Si s'alcen 100 kg a l'altura d'1m es consumeix 1 kJ

1

ENERGIES

Caloria o kilocaloria Per encalentir 1 litre d'aigua (1kg) de 20 a 21 ºC es necessita 1 kcal

1 kcal =4180 J=4,18 kJ

Kilowatt.hora Si connectam una planxa de 1000 w (1 kw) durant 1 hora, es consumeix 1 kw.h

1 kw.h=3600000 J =3600 kJ

Activitats 2a) Una estufa que ha consumit 2 kw.h, quantes calories i kcal ha subministatr.b) Quanta energia ha desenvolupat un motor elèctric que ha elevat una porta fent un treball de

20 J?. Expressa-ho en kcal i en kw.h .

4. Fonts d'energiaSón aquells recursos de la naturalesa que proporcionen alguna forma d'energia.Activitats 3

a) El petroli és una font d'energia q............................b) L'aigua d'un embassament és una font d'energia p..............................c) El gas és una font d'energia ................................d) S'aprofita l'energia del vent per produir .............................e) S'aprofita l'energia del Sol per produir ............................. i ..............................

2

N'hi ha una quantitatlimitada a la natura

N'hi ha una quantitatil·limitada a la natura

FONTS D'ENERGIA

NO RENOVABLES

RENOVABLES

Petroli Carbó Gas Nuclear Geotermica Solar Eòlica Bio-

massaHidràu-

licaMareo-motriu

-Tèrmica-Fotovoltaica

ENERGIES

Aquest esquema classifica les fonts d'energia segons “el seu origen”.

Una altra possible classificació seria segons “la seva utilització”:• Fonts convencionals: aquelles que proporcionen la majoria de l'energia als diferents països.• Fonts alternatives: aquelles l'ús de les quals està menys estès que les anteriors, però com

més va adquireixen més importància (sobre tot les energies eòlica i solar).

Activitats 4a) El carbó, el petroli i el gas són “combustibles fòssils” i formen les anomenades fonts

d'energia no renovables juntament amb els materials nuclears. Explica que vol dir tot això.

b) Les fonts d'energia anteriors, actualment són les més consumides en el món, però tenen dos grans problemes. Pensa quals poden ser.

c) Interpreta l'esquema següent sobre el petroli:

d) Interpreta l' esquema següent sobre una font d'energia renovable:

Biomassa - vegetal (residus agrícoles processos mecànics Briquetes de i forestals) combustible - animal (restes) processos termoquímics Combustió directa -residus sòlids urbans Gas i hidrocarburs

processos bioquímics Gas metà i alcohol (fermentació)

f) Completa les frases que parlen sobre fonts d'energia renovables:

• L'energia ......................... és la que s'obté de l'aprofitament del cabal d'aigua dels rius. Aquest cabal té una energia ......................... que es transforma en energia ........................ quan construïm un embassament.

• L'energia mareomotriu és la que prové del .............. . S'aprofita l'energia .......................... que es produeix amb les pujada i baixada de les aigües en les marees.

• L'energia geotèrmica prové de ..................... de la Terra aprofitant l'energia .....................

3

Torres deperforació

Tancs D'enmagatzematge

Plataformamarina

Refineria

Oleoductesubmarí

Petrolier

navegacióCombustibles i

Altres productes

ENERGIES

5. Transformacions de l'energia

Com hem vist, poden trobar l'energia en moltes formes i quan la utilitzam el que fem és transformar-la. Recorda: l'energia ni es crea ni es destrueix, només es transforma. A l'esquema següent es mostra algunes d'aquestes transformacions: transfor- madors Alternadors-dinamos

Motors elèctrics

Piles Bateries Bombes Turbines i compressors Motors tèrmics

Activitats 5

a) Descriu les transformacions energètiques que es produeixen en utilitzar aquests aparells:◦ Reproducció d'un CD◦ Llanterna◦ Assecador de cabells◦ Radiador elèctric◦ Estufa de gas◦ Cotxet teledirigit◦ Renta-vaixelles◦ Bombeta

b) Anomena les transformacions energètiques que es produeixen en el motor d'un cotxe, el qual representa un “motor tèrmic”.

6. Motors tèrmicsCom hem vist abans els motors tèrmics aprofiten l'energia tèrmica produïda en cremar un combustible per transformar-la en energia mecànica.

Activitats 6

a) El procés de cremar combustible s'anomena combustió. Quins tres elements són

4

Energiaelèctrica

Energiacinètica

Energiaquímica

Energiatèrmica

Energiapotencial

ENERGIES

necessaris per què aquesta es pugui dur a terme?.

b) Perquè no hi ha combustió quan s'escalfa un tros de gel amb una flama?

Classificació

Motors tèrmics De combustió interna De combustió externaTipus combustible

Alternatius(moviment de vaivé)

Motors de quatre temps:• motors d'explosió (cotxes)• motors dièsel (camions i

cotxes)

Gasolina

Gasoil

Màquines de vapor

Motors de dos temps:• motors d'explosió (motos)• motors dièsel (vaixells)

Gasolina

Gasoil

Rotatius(moviment de rotació)

Motors de reacció (avions) Querosè Turbines (produeix energia cinètica a les Centrals elèctriques)

Activitats 7

a) Mira les explicacions i les animacions de les següents pàgines d'enllaç que hi ha penjades al Departament de Tecnologia de la pàgina web de l'IES Santanyí i fes un resum de cada una d'elles:

• Màquina de vapor • El motor de gasolina • Cicle motor de gasolina • Cicle del motor diesel • Motor de reacció • Vehicles elèctrics

5