MÓDULO DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE – PRIMER AÑO Docente Responsable: Escárate Córdova, María del Carmen

¿QUÉ ES LA ENERGÍA? ORIGEN DE LA ENERGÍA. CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA

1º Reconoce para qué empleamos la energía los seres vivos.- Para mantener nuestras funciones vitales, crecer, movernos, etc.

2º Identifica adónde va a parar toda la energía que lleva un tren cuando circula a gran velocidad y frena hasta pararse.- Al rozamiento de la frenada y el desprendimiento del calor.

3º Explica por qué un balón que rueda por una superficie acaba deteniéndose si la energía se conserva.- Porque el balón va perdiendo energía en el rozamiento con el suelo.

4º. Calcula y responde.4.1. ¿A cuántos julios equivalen 1000 calorías?1 cal = 4,19 J X= 1000 cal x 4,19 J = 4 190 J (respuesta)1000 cal = X 1 cal

4.2. Si 1 kcal = 1000 cal, ¿a cuántas kilocalorías equivalen 5000 calorías?1 kcal = 1000 cal X= 1 kcal x 5000 cal = 5 kcal (respuesta) X = 5000 cal 1000 cal5. Argumenta sobre la siguiente afirmación: La luz solar tiene energía”.- Las plantas utilizan la luz solar para realizar la fotosíntesis y fabricar materia orgánica.

6º Reconoce de dónde proviene la energía.- Casi toda la energía de que disponemos proviene del Sol. La energía del Sol crea una serie de fenómenos cuya energía aprovechamos. Por ejemplo, el ciclo del agua.

7º Si la energía se conserva, ¿se puede decir que todos los cuerpos tienen siempre el mismo contenido de energía? Explica por qué.- No, porque la gastan o transforman o transfieren, y por eso varía

¿CÓMO SE PRESENTA LA ENERGÍA? FORMAS DE ENERGÍA (energía mecánica, energía eléctrica, energía interna, energía electromagnética, energía química, energía nuclear, energía térmica)

8º Identifica qué tipos de energía tienen los cuerpos de los siguientes ejemplos:8.1. - Emisiones de radio o televisión. - Energía electromagnética.

8.2. - Gasolina en el tanque de un auto. - Energía química.

8.3. - Agua hirviendo en una tetera. - Energía calorífica.

8.4. - Alcohol en un recipiente. - Energía potencial.

8.5. - Ensalada de verduras. - Energía potencial.

9º Calcula y completa la siguiente tabla (g=9,8m/s)m (Kg) v (m/s) h (m) Ec (J) Ep (J)

5 4 5 40 2450,5 10 10 25 49

Ec= ½ x m x v2

Ec= ½ x 5 (4)2

Ec= ½ x 5 x 16 = ½ x80 = 40 J

Ec= ½ x m x v2

Ec= ½ x 0,5 (10)2

Ec= ½ x 0,5 x 100 = ½ x 50 Ec= 25 J

Ep= m x g x hEp= 5 x 9,8 x 5 = 245 J

Ep= m x g x hEp= 0,5 x 9,8 x 10 = 49 J

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10º Describe qué ocurre con la Ec y la Ep de una pelota cuando es lanzada hacia arriba.- Al subir la pelota, la energía cinética se va reduciendo y la potencial va aumentando, porque la distancia respecto a la superficie es mayor. Cuando la pelota comienza a descender la energía cinética va creciendo al aumentar la velocidad de la caída por la gravedad y la energía potencial se va reduciendo hasta desaparecer al llegar la pelota al suelo.

11º Diferencia la energía cinética de la energía potencial.

12º Explica por qué el agua de un río tiene más energía que el agua de un estanque.- Porque los cuerpos en movimiento tienen mayor cantidad de energía.

13º Reconoce qué tipo de energía posee un libro colocado encima de una mesa y cuando se cae de la misma.- El libro en la mesa tendrá energía potencial debido a la altura a la que está. Al caer, el libro irá perdiendo la energía potencial y ganará energía cinética.

14º Interpreta el siguiente gráfico y responde:14.1. - ¿Cuándo se produce una transferencia de energía?- Cuando la bola que está descendiendo golpea a la que está abajo, en reposo.

14.2. - ¿Tiene energía la pelota cuando se encuentra en la parte más alta del plano inclinado? ¿Por qué?- Sí, porque se encuentra a cierta altura.

15º Si dos cuerpos de igual masa se mueven con distinta velocidad, deduce cuál posee más energía cinética.- Aquel que se mueva a mayor velocidad.

¿CÓMO SE TRANSFORMA LA ENERGÍA? CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA. DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA.

16º Identifica qué transformación de la energía se produce en cada caso.16.1 - Encender un foco. - Energía eléctrica a luminosa. 16.5 - Hablar por un micrófono. - Energía eléctrica a sonora.16.2 - Usar una cocina a gas. - Energía química a calorífica. 16.6 - Quemar carbón. - Energía química a calorífica.

16.3 - Caer un rayo. - Energía eléctrica a luminosa. 16.7 - Caminar. - Energía química a cinética.16.4 - Usar un ventilador. - Energía eléctrica a cinética.

17º Explica por qué se calientan los aparatos eléctricos al cabo de un tiempo de estar funcionando. - Los aparatos eléctricos se calientan al cabo de un tiempo de estar funcionando, porque parte de la energía se va perdiendo en forma de calor.

18º Interpreta y responde.

18.1 - ¿Qué sucede con el resto de la energía eléctrica?- Se disipa en el ambiente en forma de calor.18.2 - ¿Qué quiere decir que la energía se degrada?- Que ha adquirido una forma no utilizable.

Energía Cinética (Ec) Energía Potencial (Ep)- Es la que tiene un cuerpo que está en movimiento. (11.1)

- Es la que tiene un cuerpo debido a su posición, es una energía que los cuerpos tienen almacenada. (11.2)

Energía que consume el televisor 25%

Energía eléctrica 100%

Energía térmica 37%

Energía luminosa 17%

19º Reconoce qué transformaciones de la energía ocurren cuando movemos una bicicleta. - La energía química de nuestro cuerpo se transforma en energía cinética, lo que nos permite mover la bicicleta. Al mover las llantas, la energía cinética se transforma en energía térmica. Si la bicicleta cuenta con una bocina a pilas, la energía química de las mismas se transforma en energía sonora.

20º Formula ejemplos de artefactos donde se produzcan las siguientes transformaciones de energía:- De energía eléctrica a energía sonora. - Aparato de radio.- De energía luminosa a energía eléctrica. - Placa fotovoltaica.

¿DE DÓNDE PROVIENE LA ENERGÍA? FUENTES DE ENERGÍA (fuentes no renovables y fuentes renovables)

21º Diferencia las fuentes renovables de energía de las no renovables.

Fuentes renovables de energía Fuentes no renovables de energía - Son las que se regeneran continuamente. (21.1.)

- Son las que no se regeneran a la escala humana del tiempo.(21.2.)

22º Clasifica las siguientes fuentes de energía en limpias y contaminantes: agua, viento, gasolina, sol, petróleo, uranio.

23º Reconoce si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.- El carbón es una fuente de energía renovable. (F)- La explotación del viento como fuente de energía es costosa. (F)- Las fuentes de energía solo son medios naturales. (F)

24º Explica y responde. ¿Por qué no es correcto hablar de energía renovable, pero sí de fuente renovable de energía?- Porque la energía no se renueva, ni se crea, ni se destruye. Es la fuente de energía, es decir, el medio natural del que podemos extraer la energía, lo que puede renovarse o no.

25º Argumenta sobre la siguiente afirmación: “El Sol es una fuente renovable de energía”.- Es decir, que se regenera continuamente.

¿POR QUÉ EL PETRÓLEO ES UN COMBUSTIBLE FÓSIL? FUENTES NO RENOVABLES DE ENERGÍA (carbón, petróleo, gas natural)

26º Identifica las ventajas que posee el gas natural frente al carbón y al petróleo.- No necesita ser procesado, su combustión es limpia y no genera residuos.

27º Describe cómo se obtienen los diferentes derivados del petróleo. - Después del proceso de refinado o destilación fraccionada.

28º Reconoce las semejanzas y diferencias entre el metano y la gasolina.Metano y Gasolina

Semejanzas Diferencias- Se parecen en que ambos son productos del petróleo. (28.1.)

-Se diferencian en que el metano es un gas, mientras que la gasolina es un líquido. (28.2.)

Existen cuatro tipos de carbón: antracita, hulla, lignito y turba. Su poder calorífico, es decir, la energía que se obtiene al quemar un kilogramo de dicho carbón, es diferente de unos a otros.

Fuentes de energía limpias Fuentes de energía contaminantes- El sol, el viento, el agua.(22.1.)

- El petróleo, la gasolina, el uranio.(22.2.)

Porcentaje de carbono Poder calorífico (MJ/Kg)Antracita 86-98% 23-33Hulla 45-86% 24-35Lignito 25-42% 10-20Turba 25% -

29º Identifica cuál de los cuatro tipos de carbón es más importante a nivel energético. Explica por qué.- El carbón más importante a nivel energético es la antracita, ya que posee el poder calorífico más elevado de los cuatro tipos.

30º Argumenta sobre la siguiente afirmación: “El carbón, el petróleo y el gas natural son combustibles fósiles”.- Ello se debe a que contienen en su composición restos de materia orgánica, como vegetales o microorganismos marinos que quedaron atrapados bajo la superficie terrestre.

¿PARA QUÉ SIRVEN LOS AEROGENERADORES? FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA (energía hidráulica, energía eólica)

31º Describe las transformaciones energéticas que ocurren en una central hidroeléctrica.

- La energía potencial del agua que se encuentra a cierta altura se transforma en energía cinética al dejarla correr. La energía cinética se utiliza para hacer girar una turbina que está acoplada a un generador que produce energía eléctrica.

32º Reconoce los factores que se debe tener en cuenta al instalar una central eólica.

- Se debe elegir una zona con viento gran parte del año, despoblada o no apta para otros usos, como zonas desérticas, laderas desérticas, etc.

33º Explica y responde.33.1 - ¿Por qué el transporte de la electricidad producida por una central hidroeléctrica es costoso?- Porque las centrales se encuentran alejadas de las poblaciones.

33.2 - ¿Por qué la energía eólica es intermitente y aleatoria?- Porque depende del viento, que puede cambiar de dirección e intensidad en pocas horas.

34º Identifica la aplicación fundamental de la energía eólica actualmente.- La obtención de energía eléctrica.

35º Argumenta sobre la siguiente afirmación: “La energía hidráulica es respetuosa con el medioambiente”- La energía hidráulica es inagotable y sin emisiones, pero la construcción de embalses implica la inundación de muchos terrenos, lo que causa un impacto ambiental.

¿CÓMO SE EVIDENCIA LA ENERGÍA GEOTÉRMICA? ENERGÍA DE LA BIOMASA. ENERGÍA GEOTÉRMICA. ENERGÍA MAREOMOTRIZ

36º Identifica algunas formas en las que las personas han utilizado la biomasa a lo largo de la historia.- Como fuente de energía. Por ejemplo, la leña y los excrementos de animales.

37º Reconoce de dónde procede la energía geotérmica. Formula ejemplos de lugares en el Perú donde se evidencia este tipo de energía.- Proviene del calor almacenado en el interior de la Tierra. En el Perú podemos evidenciar este tipo de energía en las aguas termales.

38º Un tipo de energía que se emplea en muchos lugares es la energía de la biomasa. Explica en qué consiste.- Es el conjunto de materia orgánica de origen animal o vegetal procedente de la transformación natural o artificial de los restos de seres vivos. La biomasa se puede utilizar para preparar combustibles líquidos como el metanol o el etanol. También se puede aprovechar mediante el cultivo agrícola de especies de rápido crecimiento con alto contenido energético o aprovechando los residuos de las actividades domésticas, ganaderas y forestales.

39º Deduce qué ventaja suponen el recojo y la utilización de residuos forestales.- Así se limpia el bosque de dichos residuos, reduciendo el riesgo de incendios en verano. Además se obtiene energía.40º En algunos lugares se están ensayando centrales eléctricas mareomotrices, que obtienen energía eléctrica aprovechando la energía de las mareas. Reconoce si se trata de una energía renovable o no renovable. Determina si depende del Sol. Explica por qué.- Es una fuente de energía renovable en la que se obtiene la energía del movimiento de agua del mar, principalmente por las mareas. Sí depende del Sol, ya que el movimiento del mar depende de la energía del sol.

41º Averigua ¿qué es el biogás?- Es un gas combustible, mezcla de metano con otras moléculas (anhídrido carbónico, monóxido de carbono, anhídrido sulfuroso), formado por las reacciones de descomposición o biodegradación de la materia orgánica que realizan microorganismos anaerobios.

UTILIZO MIS CONOCIMIENTOS

42º Identifica si son verdaderas (V) o falsas (F) las siguientes afirmaciones:- Si el desplazamiento es horizontal no hay variación de altura y, por lo tanto, la energía potencial aumenta. (F)- La energía eléctrica es aquella que transporta luz y es llamada también energía radiante. (F)- La energía se transporta y se transfiere. (V)- Las fuentes de energía renovables se consumen a un ritmo más acelerado que aquel al que se producen. (V)

- El petróleo es una mezcla líquida de hidrocarburos formada a partir de la descomposición de restos animales y vegetales, principalmente marinos. (V)

43º Reconoce los usos que les da al carbón y al petróleo. Luego, describe cuál es el impacto ambiental del aprovechamiento de estas fuentes de energía.- El carbón es utilizado como combustible para la obtención de energía eléctrica en las centrales térmicas, en las calefacciones y en cocinas de las viviendas como materia prima de plásticos, fibras sintéticas y productos farmacéuticos. Del petróleo se obtienen productos como el metano, el butano, la gasolina, el fuel, los querosenos, alquitranes y betunes, y se utiliza para fabricar fertilizantes, plásticos y pinturas. Los impactos ambientales más graves producidos por el aprovechamiento del carbón y el petróleo como combustibles son la emisión de gases de efecto invernadero y la contaminación atmosférica.

44º Formula un ejemplo para cada una de las siguientes transformaciones energéticas:44.1 - Energía eléctrica Energía luminosa: - Foco de luz.44.2 - Energía eléctrica Energía cinética: - Ventilador.44.3 - Energía química Calor: - Fogata.44.4 - Energía química Energía eléctrica: - Pila

45º Calcula cuál es la energía cinética de un automóvil de 1110 Kg que circula a 80 Km/h. (No resolver)

46º Argumenta sobre la siguiente afirmación: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.- Cuando un cuerpo cede energía a otro, la energía perdida por el primero es igual a la ganada por el segundo.

Este gráfico muestra una pelota que cae dese una determinada altura.47º Identifica qué energía tiene la pelota antes de comenzar a caer.A. Cinética B. Potencial C. Mecánica D. Química

48º Deduce cómo se transforma la energía de la pelota según va cayendo.A. Energía cinética – Energía mecánica B. Energía potencial – Energía cinéticaC. Energía cinética – Energía sonora D. Energía potencial – Energía térmica

49º Explica por qué la pelota alcanza una altura menor tras el rebote.a) Porque la energía se degrada, es decir, se gasta. b) Porque la energía se degrada, es decir, se destruye.c) Porque la energía se degrada, es decir, produce calor. d) Porque la energía se degrada, es decir, se transporta.

50º Reconoce una conclusión para este experimento.a) La energía se transporta y también se pierde. b) La energía se transfiere y también se gasta.c) La energía se transporta y también se degrada. d) La energía se transforma y también se degrada.

Lee atentamente las siguientes situaciones y responde:- Daniel llega cansado del colegio. Después de almorzar sale a patinar con sus amigos durante varias horas.- En un día de verano, Mario quiere refrescar el ambiente y, para ello, enciende el ventilador que se encuentra en su casa.- Anoche hubo un apagón en el barrio y pocos minutos después se vieron ventanas con tenues luces de velas prendidas.

51º Identifica que tienen en común estas situaciones.- En todas se hace uso de la energía y sus transformaciones.

52º Describe lo ocurrido en cada situación en términos de energía.Situación 1.a) La energía calorífica se transforma en energía química. b) La energía cinética se transforma en energía química.c) La energía química se transforma energía cinética o calor. d) La energía potencial se transforma energía cinética o calor. Situación 2.a) La energía potencial se transforma en energía eléctrica. b) La energía eléctrica se transforma en energía potencial.c) La energía cinética se transforma en energía eléctrica. d) La energía eléctrica se transforma en energía cinética.

Situación 3.a) La energía química se transforma en energía luminosa. b) La energía luminosa se transforma en energía luminosa.c) La energía luminosa se transforma en energía luminosa. d) La energía luminosa se transforma en energía eléctrica.

53º Infiere qué pasaría si…53.1 - Daniel no almorzara. - No podría reponer la energía que ha usado en el colegio, por lo tanto, se sentiría cansado para patinar.53.2 - el ventilador fuera solar.- Habría que moverlo hacia un lugar que reciba la luz solar para que esta se transforme en energía eléctrica y permita el funcionamiento del ventilador.

Estos gráficos muestran una flecha en diferentes posiciones.

A B C D

54º Identifica en cuál de los cuatro casos la flecha tiene energía cinética. Justifica tu respuesta.a) Caso A b) Caso B c) Caso C d) Caso D55º Reconoce en cuál de los cuatro casos la cuerda del arco tiene más energía. Justifica tu respuesta.a) Caso A b) Caso B c) Caso C d) Caso D56º Describe las transformaciones de energía que se han producido en cada caso.a) Caso A: no hay transformación. Caso B: potencial a cinética. Caso C: potencial a cinética. Caso D: cinética a potencial.b) Caso A: no hay transformación. Caso B: cinética a potencial. Caso C: cinética a potencial. Caso D: cinética a potencial.c) Caso A: no hay transformación. Caso B: cinética a potencial. Caso C: potencial a cinética. Caso D: cinética a potencial.d) Caso A: no hay transformación. Caso B: cinética a potencial. Caso C: potencial a cinética. Caso D: potencial a cinética.

Una lámpara incandescente es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento de un filamento metálico, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica.Este esquema muestra la transformación y degradación de la energía eléctrica en un foco.

57º Describe qué ocurre con la energía que se utiliza para encender el foco.a) Se transforma en energía potencial y energía calorífica. b) Se transforma en energía cinética y energía calorífica.c) Se transforma energía radiante (luz) y energía cinética. d) Se transforma en energía radiante (luz) y energía calorífica.

58º Explica por qué se relaciona este hecho con el principio de conservación de la energía.a) Porque se observa que la energía no se crea ni se destruye, sólo cambia de forma.b) Porque se observa que la energía sigue manteniendo la misma forma.c) Porque se observa la creación de nuevas formas de energía.d) Porque se observa que la energía se crea y se destruye.

59º Argumenta sobre la siguiente afirmación: “A la luz de los resultados, el foco es una excelente estufa”.- Porque el 95% de la energía se transforma en calor.

60º Deduce qué característica de la energía se evidencia en las siguientes situaciones . Justifica tu respuesta.60.1 - Al acercar tu mano al foco, se calienta. - La energía se transfiere con facilidad de un cuerpo a otro.

60.2 - Al encender el interruptor, el foco se enciende.- La energía se transforma de una forma (eléctrica) a otra (radiante). Asimismo la energía puede ser transportada.

Me informo y opino.

Nuestra sociedad se desarrolla gracias a la energía. Un aspecto importante es la íntima relación entre el problema energético y el problema a mbiental. La producción industrial, el transporte y el uso de la energía tienen graves repercusiones ambientales que debmos atender.

Los procesos de distintos analistas indican que las reservas de petróleo se agotarán dentro de 50 ó 100 años. Aunque es difícil decir cuántos años durarán las reservas de este combustible, de lo que no hay duda es que, al ser un recurso no renovable y que tarda millones de años en formarse, tarde o temprano se agotará.

61º Describe la relación que existe entre el desarrollo de la sociedad y la energía.- El desarrollo de la sociedad requiere una mayor disposición de recursos energéticos.

62º Explica por qué existe una estrecha relación entre el problema energético y el problema ambiental.- Porque gran parte de la energía que utilizamos no es renovable y aún no se encuentran alternativas capaces de suplir el consumo actual.

63º Formula medidas que puedes tomar en tu entorno para ahorrar energía.- Utilizar el transporte público. - Utilizar electromésticos de bajo consumo eléctrico.

Electricidad 100%Calor 95%

Luz 5%

- Usar focos ahorradores. - Prender la luz cuando se a necesario.- Evitar abrir y cerrar la refrigeradora a cada rato.

64º Argumenta sobre la siguiente afirmación: “El viento es una fuente de energía limpia e inagotable”.- Es correcta. El viento es considerado una energía limpia porque no requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), y no produce residuos contaminantes.

65º Deduce las consecuencias del desarrollo tecnológico que permitan utilizar energías renovables.- La principal consecuencia sería la disminución de gases que incrementan el efecto invernadero.

66º Identifica las ventajas y desventajas del uso del petróleo como fuente de energía.Ventajas:- Al quemarlo produce calor y movimiento.- Puede usarse para obtener electricidad en las centrales eléctricas.Deventajas:- No es renovable.- Su combustión produce gases de efecto invernadero (CO2).- Su extracción trae riesgo de contaminación por accidentes.

67º Explica por qué el petróleo es un recurso no renovable.- Porque se consume rápidamente, no es posible renovarlo y existe en cantidad limitada.

68º Deduce las consecuencias del agotamiento del petróleo.- Los países perderían su principal fuente de energía.

69º Reto Científico. “Centrales de energía eléctrica”En los siguientes esquemas, se representan los procesos de producción de energía eléctrica, mediante cuatro tipos de centrales diferentes.

a. Relaciona cada esquema con el tipo de central al que corresponde.A. Central nuclear B. Central térmica C. Centarl hidroeléctrica D. Central eólica

C B D A

Energía potencial del agua

Energía química del combustible

Energía mecánica del viento

Energía de fisión

Energía cinética del agua

Producción de vapor de

agua

Movimiento de las palas

Producción de vapor de

agua

Rotación de la

turbina

Rotación de la

turbina

Rotación de la

turbina

Rotación de la

turbina

b. Indica cuál es la fuente de energía en cada tipo de central.- Central nuclear: uranio - Central térmica: carbón- Central hidroeléctrica: agua - Central eólica: viento

c. ¿En cuál o cuáles de las centrales s e produce transformación de energía?En todas ellas se transforma la energía de la fuente (potencial del agua, química del combustible, mecánica del viento y de fisión del uranio) en energía eléctrica.

d. ¿E n cuál o cuáles de los esquemas se utilizan para su funcionamiento fuentes no renovables de energía?En las centrales nucleares y térmicas se utilizan fuentes no renovables de energía.

e. ¿En qué proceso se emite mayor cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera?En el proceso de combustión que se produce al aprovechar la energía química de los combustibles fósiles se emite mayor cantidad de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera.

Energía cinética al generador

Energía cinética al generador

Energía cinética al generador

Energía cinética al generador

Energía eléctrica

Energía eléctrica

Energía eléctrica

Energía eléctricadel agua