Energía cinética y trabajo

UNIDAD 6.

Energía

La energía no se crea ni se destruye solo se transforma y es todo aquello que puede producir trabajo (w). Su unidad de medida se conoce como joule (J). Algunos tipos son:

• Biomasa: La biomasa es el producto de la utilización de desechos orgánicos para producir energía.
• Eólica: Fuente de energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar electricidad.
• Solar: Fuente de energía inagotable y renovable, pues procede del sol, se obtiene por medios de paneles y espejos.
• Térmica: Es la manifestación de energía en forma de calor.
• Maremotérmica: Fuente de energía obtenida de las diferentes temperaturas del mar.
• Maremotriz: Energía que se obtiene aprovechando las mareas.
• Nuclear: La energía nuclear es aquella que es obtenida a partir de reacciones de partículas y núcleos atómicos.
• Hidráulica: Fuente de energía producida por el agua retenida en embalses o pantanos de gran altura.
• Geotérmica: Es una energía renovable que se obtiene mediante el aprovechamiento del calor interior de la Tierra.
• Mecánica: Es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo mecánico, es decir, de producir un movimiento.
• Electromagnética: Es la cantidad de energía almacenada debido a la presencia de un campo magnético.
• Química: Se trata de aquella energía contenida en un cuerpo que sale al producir una alteración importante al cuerpo.

Energía cinética y trabajo

Cinética: Es la energía que posee un cuerpo en virtud de su masa, todos los cuerpos que tiene velocidad poseen energía cinética.

Energía potencial: Es aquella energía almacenada en un cuerpo.

• Energía potencial gravitacional: Entre más peso y altura más energía.
• Energía potencial elástica: Es la energía potencial almacenada como consecuencia de la deformación de un objeto elástico. Ejemplo: Resorte.

Energía Mecánica: Es la suma entre la energía cinética y potencia, energía del movimiento.

Conservación de la energía mecánica

• Fuerzas conservativas: Es aquella que únicamente depende de la posición inicial y final de la partícula y no de la trayectoria, se conserva la energía.
• Fuerzas no conservativas o disipativas: Son aquellas que depende del camino recorrido. Ej: Ver pag. 52.

Potencia: Rapidez con la que se realiza un trabajo. Su unidad de medidas es Watt (J/s).

Maquinas simples: Es un dispositivo que utiliza energía interna para realizar un trabajo, y este no puede ser mayor que la energía suministrada a la máquina. Ej: Motores de Automóviles. La razón entre la carga y ventaja se llama ventaja mecánica.

Maquinas comúnmente empleadas:

• Palanca de primer orden: El esfuerzo se realiza a un lado del soporte y la carga al otro. Ej: Tijeras, balanza, alicate y sacaclavos.

• Palanca de segundo orden: El soporte está en un extremo, el esfuerzo en el otro y la carga en el medio. Ej: Carretillo de 1 y 2 ruedas, cascanueces y abridor de botellas.

• Palanca de tercer orden: El esfuerzo está más próximo al soporte que a la carga. Ej: caña de pescar y pinzas.

La gata: Una rotación eleva la carga a una cantidad llamada paso de rosca.

Sistema Muscular. Permite que el esqueleto de mueva, se mantenga firme, y da forma al cuerpo. Los músculos son transductores es decir que trasfieren energía a todo el organismo para realizar distintas actividades.

UNIDAD 7.

Termodinámica: Estudia el calor y su transferencia. Se tratan fenómenos que comprenden su transferencia de energía entre cuerpos que están a diferentes temperaturas.

• Temperatura: Cantidad de energía calórica almacenada en un cuerpo.
• Contacto Térmico: Cuerpos a diferentes temperaturas.
• Equilibrio térmico: Se dice que son cuerpos a iguales temperaturas.
• Termómetros: Instrumento utilizado para medir la temperatura.

ESCALAS DE TEMPERATURA KELVIN, CELCIUS Y FAHRENHEIT

O a la izquierda: Temperatura                                                                      O a la derecha: Cambio (+,-)

Dilatación Térmica: Proceso mediante el cual los cuerpos aumentan su volumen debido a su temperatura. Todo tipo de estructura proporcional al tamaño del cuerpo, al coeficiente de dilatación del material y cambio de temperatura.

Cambios de estado: La materia  se presenta en 3 estados y bajo condiciones estables de temperatura y presión un cuerpo mantiene el estado en que se encuentra ya sea:

• Solido: Las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras.
• Liquido: Las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos de modo en que las partículas chocan entre si.
• Gas: Las fuerzas de atracción son casi inexistentes por lo que las partículas están muy separadas unas de otras.
• Plasma: Se forma bajo temperaturas y presiones extremadamente altas haciendo que los impactos entre los electrones sean muy violentos.
• Ioniza: Se arrancan los átomos.

Calor y energía térmica: La palabra calor describe la energía transferida de un lugar a otro como consecuencia de las diferencias de temperatura de los cuerpos. La unidad del calor es: La caloría y es equivalente a 4,186J.

LEYES DE LA TERMODINAMICA:

1. Ley cero de la termodinámica: Establece que, cuando 2 cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero, estos están a su vez en equilibrio térmico entre sí. Observa que podemos decir que 2 cuerpos tienen la misma temperatura cuando están en equilibrio térmico entre sí.
2. Primera ley de la termodinámica: Relaciona el trabajo con el calor transferido intercambiado en un sistema a través de una nueva variable termodinámica. Se deduce que la energía se puede transferir entre un sistema y sus alrededores en 2 formas: Calor (Q), Trabajo (W).

PROCESOS TERMODICAMICOS ESPECIALES:

• Sistema aislado: No gana, no pierde energía ni trabajo.
• Proceso cíclico: Inicia y finaliza en el mismo estado.
• Isovolumetrico: Es igual al volumen.
• Isobárico: Es igual a la presión, se mantiene.
• Adiabático: No entra ni sale calor.
• Isotérmico: Es igual en la temperatura.
• Ebullición: Si un líquido se evapora a presión constante su volumen aumenta y el líquido realiza trabajo y sufre un cambio en la energía interna.

1. Segunda ley de la termodinámica: La cantidad de *entropía del universo tiende a incrementarse con el tiempo.
2. Tercera ley de la termodinámica: Esta ley establece que es imposible reducir la temperatura de un sistema cualquiera al cero absoluto mediante un número infinito de operaciones. *ENTROPIA: Magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema.

Transferencia de calor:

• Conducción: Se da como un intercambio de energía cinética, la conducción de calor solo se da si hay diferencia de temperaturas entre 2 partes del medio conductor y la rapidez de conducción.
• Convección: Es el movimiento de una sustancia calentada.
• Radiación: Todos los cuerpos irradian energía continuamente en forma de ondas
• Electromagnéticas.
• Conversión: Convertir una forma de energía en otra.

UNIDAD 8.

Fluido: Conjunto de moléculas distribuidas al azar, tanto líquidos como gases son fluidos. Los fluidos suelen clasificarse como (estáticos) si están en reposo y (dinámicos) si están en movimientos.

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