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miércoles, 9 de noviembre de 2016

Tecnología Industrial I 1º Bachillerato Tema 1.- La energía y su transformación


RESUMEN TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
Tema 1
La energía y su transformación


  1. Ciencia, tecnología y técnica.
Son campos estrechamente relacionados, que comparten áreas de trabajo.


Características:
-Ciencia: Formula leyes empleando la investigación. Para ello, observa, experimenta, mide y describe. Se obtiene leyes, modelos, teorías...
-Tecnología: Es un saber (no hacer), que incorpora el método y los conocimientos científicos en su diseño y desarrollo, y sus productos son proyectos y construcciones de artefactos reales mediante técnicas de fabricación concretas.
-Técnica: Es el hacer, parte de la tecnología (pero no la contiene), y trata de una habilidad manual (constituye la parte práctica de la tecnología).

La terminología es el conjunto de vocablos o palabras propios de una determinada profesión, ciencia o materia.
-Características de los nuevos términos: Todos los términos tienen un cuerpo, es decir, un significado o acción explícita que no provoca error de interpretación. Pueden tener un símbolo y una unidad con su símbolo correspondiente.
-Normalización de los términos: El Diccionario tecnológico hispano-americano, el primero de su género en España, promovido por Leonardo Torres Quevedo, aparició en seis volúmenes entre 1926 y 1930. En la actualidad, esta terminología está normalizada, colaborando organismos internacionales (ISO, IBEROTERM), nacionales (AENOR con su norma UNE) y autonómicos (TERMCAT, EUSKALTERM), entre otros.
-Origen de los viejos y nuevos términos:
Por derivación: con prefijo (interactiva), o sufijo (mecanismo).
Por composición (videoconferencia).
De origen griego o latino (microscopio).
De otros idiomas (email).
Acrónimos (DVD).
Otras formas (ratón).


Sistema de unidades
El SI es el sistema de unidades más utilizado en la actualidad aunque también existe el Sistema Técnico (ST), para indicar, por ejemplo, nuestro peso.
Unidades o magnitudes fundamentales: Longitud, masa y tiempo.
Unidades derivadas: Velocidad, aceleración, fuerza, energía y potencia.
Otras: caballo de vapor, kilovatio...
  1. Concepto de energía y sus unidades

La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo.
Toda la energía proviene directa o indirectamente del Sol, a excepción de una pequeña parte que proviene del interior de la Tierra.
Evolución de las formas de energía utilizadas por el ser humano: energía calorífica, energía humana, energía animal, energía química, energía eólica, energía nuclear y energía solar.
SI: julio (Ws)
ST: kilográmetro (Kp m)
Otras más conocidas: Caloría (se emplea mucho en energía térmica), kWh (masivamente empleada en máquinas y consumos eléctricos)

  1. Formas de manifestación de la energía


    1. Energía mecánica
Es la suma de la energía cinética (energía de un cuerpo debida a su velocidad. Ec= ½ mv'2) y energía potencial (energía de un cuerpo debida a su altura. Ep=mgh).
    1. Energía calorífica o térmica
Es aquella que contiene un cuerpo por el movimiento de sus moléculas. El calor es la energía térmica en movimiento, mientras que la temperatura indica la intensidad de la energía térmica, independientemente de su cantidad.
La energía térmica se puede transmitir (conducción, convección o radiación) o se puede acumular.
A- Transmisión del calor por conducción.
La energía de un cuerpo de mayor temperatura pasa a uno de menor, por efecto de los choques moleculares. Q= (λ/d) S (Tf-Ti) t
B- Tranmisión del calor por convección.
Todos los fluidos, al calentarse, pierden densidad; así en una mezcla de partículas calientes y frías de un mismo fluido, las calientes se situarán sobre las frías, lo que dará lugar a un trasiego de partículas debido al calor. Q= α S (Tf-Ti) t
C- Tranmisión del calor por radiación.
Un cuerpo más caliente que el ambiente que lo rodea irradia calor en forma de ondas electromagnéticas que se transmiten a distancia. 

                       Q= c S [(T /100) - (T /100) ] t
La temperatura se mide normalmente en Celsius (ºC), pero según el SI se expresa en Kelvin (K) y se denomina temperatura absoluta.
                   T(K)=273 + T(ºC)
D- Acumulación de energía térmica en los cuerpos.
La cantidad de calor acumulada dependerá del tipo de material, de su peso o masa y de la temperatura a la que se encuentren. El calor específico es la cantidad de calor que es necesario añadir a 1kg de ese cuerpo (líquido o sólido) para elevar 1ºC su temperatura.
                                  Q= Ce m (Tf-Ti)

    1. Energía química
Se origina al reaccionar dos o más productos químicos para formar otro distinto.
Energía de combustión: A partir de cierta temperatura (ignición), la combinación química del carbono y del hidrógeno con el oxígeno se produce de manera viva y constante con desprendimiento de calor, dando lugar a la llamada combustión.
Poder calorífico: materiales sólidos y líquidos: Q=Pc m (kcal/kg), combustibles gaseosos: Q=Pc V (kcal/m ), en condiciones normales de p y t (1 atmósfera y 0ºC).
Pc (kcal/m )= Pc p [273/(273+T)] (en otras condiciones)

    1. Energía nuclear
Es la energía propia de la materia contenida en el núcleo de sus átomos. Se puede obtener por fisión, fusión... E=m c

    1. Energía eléctrica
Es la que proporciona la corriente eléctrica. Se trata de una energía de transporte, por lo que, normalmente, no es primaria ni final y siempre se transforma y procede de otro tipo de energía.
Ee= P t = V I t = I R t sabiendo que V= I R.


  1. Transformaciones de la energía
Al decir que consumimos energía queremos decir que se transforma en otro tipo. Cualquier energía se puede transformar en otra.

    1. Consumo energético.
En la transformación de la energía se cumple el primer principio de la termodinámica: la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma.

  ΔE= Ef-Ei = Q – W  

(si se pierde calor y el trabajo es recibido, Q y W serían negativos).

    1. Rendimiento
El rendimiento de una máquina es la relación entre el trabajo o energía suministrado por una máquina y la energía que ha sido necesario aportarle.

Lo ideal sería que η fuese igual a 1, así la máquina no desperdiciaría ninguna energía. Desgraciadamente, η siempre es menor que 1 (nunca mayor).

  1. Ahorro energético


    1. Uso racional de la energía
Para reducir el exceso de consumo; se usa energías de forma racional y se emplea máquinas eficientes.
Un consumo excesivo provoca: agotamiento prematuro de los recursos y deterioro del medio ambiente.
Formas de ahorrar energía en casa: no dejar luces encendidas, apagar aparados en desuso, no dejar la puerta del frigorífico mucho tiempo abierta, usar doble ventana, aislar paredes y techos...
Formas de ahorrar energía en el transporte: uso de transporte público, no aumentar de velocidad rápidamente, no usar baca portaequipajes, llevar el motor a punto y los neumáticos bien inflados.

    1. Eficiencia energética
Una forma eficaz de ahorrar energía es utilizando máquinas y aparatos que, realizando la misma tarea, consuman menos energía. Cuanto menos energía consumen para realizar una tarea determinada, más eficaces son.
Hay diferentes normativas comunitarias referentes a la eficiencia energética de aparatos:

-Electrodomésticos y lámparas. En Europa es obligatorio que estén etiquetados energéticamente. Para ello se han establecido letras mayúsculas que van desde la A+++ hasta la G. Las categorías E, F y G están prácticamente obsoletas.

-Bombas de calor de máquinas de aire acondicionado. Son reversibles, es decir, en verano funcionan como máquinas de aire acondicionado normales, y en invierno al revés. Estos aparatos no producen calor, sino que lo transportan.