LEY DE LA CONSERVACION DE LA MATERIA

1.4 LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA

Se le llama materia a todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. En la mayoría de los casos, la materia se puede percibir o medir mediantes distintos métodos. La descripción de materia dada por la física moderna, incluye cualquier entidad, campo o discontinuidad que se traduce en un fenómeno perceptible que tiene continuidad a través del espacio tiempo, su velocidad es igual o menor a la velocidad de la luz, y se le puede asociar una cierta energía.

Hoy en día se conoce que todas las materias tienen energía, pero no todas tienen masa. La materia másica está formada por moléculas, átomos y partículas subatómicas.

Ejemplos de materia no másica serían los fotones que forman la luz, la radiación electromagnética, entre otros.

en el año 1745, mijaíl lomonosov enunció la ley de de conservación de la materia de la siguiente manera: en una reacción química ordinaria donde la masa permanece invariable, es decir, la masa presente en los reactivos es igual a la masa presente en los productos. en el mismo año, y de manera independiente, el químico antoine lavoisier propone que ” la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. es por esto que muchas veces la ley de conservación de la materia es conocida como ley de lavoisier-lomonosov.

Estos científicos se referían a la materia másica. Más adelante se observó que en algunas reacciones nucleares existe una pequeña variación de masa. Sin embargo, esta variación se explica con la teoría de la relatividad de Einstein, que propone una equivalencia entre masa y energía. De esta manera, la variación de masa en algunas reacciones nucleares estaría complementada por una variación de energía, en el sentido contrario, de manera que si se observa una disminución de la masa, es que ésta se transformó en energía, y si la masa aumenta, es que la energía se transformó en masa.

Teniendo es cuenta la ley de conservación de la materia, cuando escribimos una ecuación química, debemos ajustarla de manera que cumpla con esta ley. El número de átomos en los reactivos debe ser igual al número de átomos en los productos. El ajuste de la ecuación se logra colocando índices estequiométricos delante de cada molécula. El índice estequiométrico es un número multiplica a los átomos de la sustancia delante de la cual está colocado.

1.2.6 EL SOL PROBEDOR DE ENERGIA

ENERGÍA SOLAR

La energía solar se perfila como la fuente que sustentara a las generaciones futuras, sin embargo actualmente continúa siendo costosa. En el año de 1954, Bell Laboratorios diseño la primera celda solar capaz de transformar la luz en electricidad utilizando un semiconductor de silicona. La energía solar, es renovable, amigable con el medio ambiente y abundante, lamentablemente se distribuye en un área muy amplia por esta razón es necesario concentrarla para que pueda ser utilizable, por este motivo resulta en la actualidad más costosa que los combustibles habituales provenientes del petróleo.

Existen dos maneras de transformar la luz solar en energía eléctrica: directamente, mediante la conversión fotovoltaica o indirectamente, mediante la conversión termal, la cual convierte la luz primero en calor y luego en energía eléctrica. La energía solar puede ser utilizada en el entorno doméstico, el agrícola y en el espacial. Los uso de la energía solar en los hogares pueden ser la obtención de agua caliente y calefacción, también se puede utilizar en pequeños instrumentos como relojes o calculadoras. En el ramo agrícola, se utilizan ya los invernaderos solares, los secaderos agrícolas y las plantas de purificación o desalinización de agua de mar.

En el aspecto ambiental, la generalización en el uso de la energía solar tendría grandes beneficios, ya que disminuiría la utilización de hidrocarburos, y sus dañinos efectos como lo son la destrucción de la capa de ozono y el calentamiento global.

LA ENERGÍA SOLAR

El sol irradia energía a una temperatura de 6000ºC. La distancia entre el sol y la Tierra es de 149490000 kilómetros y la constante solar, la intensidad media de radiación medida fuera de la atmósfera en un plano normal es aproximadamente 1.94 cal/min. cm3.

RADIACIÓN QUE ALCANZA A LA TIERRA.

La fuerza de la radiación del sol que llega a la atmosfera de la Tierra disminuye por diversos elementos, como son, la absorción de la radiación, los gases en la atmósfera, como dióxido de carbono, ozono, y otros gases mas, por el vapor de agua, por las partículas de polvo, moléculas y gotas de agua, por reflexión de las nubes y por la inclinación en la que se recibe la radiación es decir no se recibe la misma radiación en el Ecuador que en la Antártida. La energía solar total que alcanza la Tierra es muy grande, por ejemplo en Estados Unidos de Norteamérica, se reciben anualmente aproximadamente 1500 veces la demandas de energía total.

 Algunas aplicaciones potenciales de la energía solar.

Calentamiento de agua

Generación de energía eléctrica

Refrigeración

Calefacción domestica

Destilación (desalinización)

Fotosíntesis

Hornos solares

Cocinas

Evaporación

Acondicionamiento de aire

Secado

En teoría se ha experimentado con todas las aplicaciones antes mencionadas con éxito, pero no se han elaborado planes industriales para las mismas, por el alto costo que implicaría en comparación con la utilización de energía proveniente de hidrocarburos.

Existen estudios donde un sistema de refrigeración mecánico en el que la compresión se hace por medio de un motor que trabaja con energía solar y en el cual la mecánica de refrigeración seria de diseño convencional.

La energía solar se usa para calentar un fluido que circula a través del generador de la unidad de refrigeración. En los hornos solares se utilizan reflectores parabólicos o lentes diseñados para enfocar la radiación del sol en placas pequeñas para poder aumentar su temperatura de manera eficiente. Se han diseñado hornos solares que pueden alcanzar hasta 3500ºC. Actualmente se fabrican hornos solares de hasta 3 metros de diámetro con espejos de una sola pieza de aluminio o de otros elementos, y existen aun hornos mas grandes.

El sol produce energía mediante la reacción nucleare de fusión, esta energía alcanza a la Tierra en la forma de cuantos de energía que se llaman fotones, estos llegan a la atmósfera y propician reacciones en la superficie terrestre.

La intensidad de la radiación emitida por el sol en el borde exterior de la atmósfera, considerando que la Tierra está a una distancia del Sol estable, se llama constante solar, y su valor medio es unas 2 cal/min/cm2.

Esta cantidad no es constante ya que la intensidad de energía que alcanza la superficie de la Tierra es menor que la constante solar por el efecto de la absorción y a la dispersión de la radiación. La intensidad de energía que llega del sol en cualquier punto de la Tierra es determinada por del día del año, la hora y la latitud y longitud. Aparte es muy importante la orientación de los paneles solares con respecto al sol.

CAPTACION DE LA ENERGIA SOLAR

Para captar de manera directa la energía solar se necesita utilizar dispositivos como paneles o colectores solares. La energía, captada se utiliza en procesos térmicos, fotoeléctricos, o fotovoltaicos. La energía solar se usa en procesos térmicos para calentar líquidos o gases que luego trasmitirán calor para generar energía. En el proceso fotovoltaico, la energía solar se transforma en energía eléctrica sin dispositivos mecánicos intermedios.

USOS DE LA ENERGIA SOLAR

La generación centralizada de electricidad a partir de energía solar utiliza el concepto de receptor central, o de torre de potencia, una serie de matriz de reflectores son situados sobre heliostatos, estos son controlados por medio de computador para reflejar y condensar los rayos del Sol sobre una caldera de agua situada sobre una torre. El vapor que se genera se usa en los ciclos convencionales de generacion de electricidad.

HORNOS SOLARES

Los hornos solares son un importante instrumento que puede servir en areas industriales reduciendo considerablemente los contaminantes concentradores de alta temperatura. Estos hornos son ideales para investigaciones e industria.

Electricidad fotovoltaica

Las células solares hechas con silicio, arseniuro de galio en estado cristalino, transforman la radiación en electricidad de forma directa, sin necesidad e mecanismos intermedios.

Usos prácticos de la energía solar

Son dos los sistemas principales para obtener energia: sistemas térmicos y sistemas fotovoltaico.

Estos sistemas se diferencian en sus distintas formas de almacenamiento y, por sus diferentes aplicaciones.

Los sistemas termicos se utilizan en sistemas de calefacción o la obtención de agua caliente, mientras que los sistemas fotovoltaicos transforman la energía solar en electricidad.

Energía mediante agua caliente

En este sistema los paneles absorben el calor del sol, el colector, normalmente plano, transforma el calor en energía térmica, mediante el "efecto invernadero". El calor se almacena manteniendo la temperatura alta del agua que se utilizará cuando sea necesaria.

Sstema fotovoltaico

Este mecanismo puede ser de dos tipos: aislado y conectado a la red. Los aislados están compuestos por generadores fotovoltaicos, que producen la energía a partir de la que reciben del Sol, y acumuladores que la almacenan hasta el

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