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La energía y su forma de transferencia



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    Introducción El término energía está
    relacionado fundamentalmente con movimiento, ya que esta no es
    más que la capacidad de producir un movimiento. Siendo
    esta la que ejerce sobre un cuerpo u objeto, fuerzas entre varios
    cuerpos. Si las fuerzas ocasionan variaciones temporales
    microscópicas y desordenadas, hay transmisión de
    energía de calor, por otro lado, si las variaciones son
    macroscópicas ordenadas hay transmisión de
    energía en forma de trabajo. A continuación se
    profundizará acerca de la energía y de la manera en
    cómo se transfiere, luego de varias investigaciones en los
    distintos recursos energéticos apunta, junto a las
    energías convencionales, como el carbón,
    petróleo, hacia dos nuevas fuentes fundamentales como lo
    son la energía solar, nuclear, eólica,
    hidroeléctrica, entre otras. Estas pertenecen a las
    energías renovables y no renovables respectivamente.
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    Energía La energía en términos
    físicos se define como aquella capaz de producir un
    determinado trabajo. Las diversas fuentes de energía se
    clasifican en renovales y no renovables, las renovables son todas
    aquellas que llegan de forma continua a la superficie de la
    tierra y que además son inagotables. En cambio, las
    fuentes de energía no renovables son aquellas que se
    encuentran en cantidades limitadas y las reservas de estos
    disminuyen al consumirlas. Dentro de las fuentes renovables se
    encuentra la energía solar, eólica,
    hidroeléctrica, mareomotriz, biomasa, geotérmica.
    La energía no renovable está constituida por el
    petróleo, carbón, gas natural y nuclear. ?
    Energía Renovable: ? Energía Solar: La
    energía solar es la energía que proporciona el sol
    a través de sus radiaciones y que se difunde, directamente
    o de modo difuso, en la atmósfera. El Sol, fuente de vida
    y origen de las demás formas de energía que el
    hombre ha utilizado desde los albores de la historia, puede
    satisfacer todas nuestras necesidades, si aprendemos cómo
    aprovechar de forma racional la luz que continuamente derrama
    sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde hace unos cinco
    mil millones de años, y se calcula que todavía no
    ha llegado ni a la mitad de su existencia. Ventajas de la
    energía: -Es inagotable y abundante en nuestro
    país. -Es garantía de suministro energético
    durante todo el año. -No es contaminante. -Ahorra
    combustible. Es la energía más económica.
    -Tiene bajo costo de inversión. -Sin ruidos y sin olores.
    -Es ecológica y limpia, lo que redunda en beneficio de
    todos. -La instalación es sencilla y de fácil
    integración dentro de la vivienda. -Soporta cualquier tipo
    de agua por muy calcárea que sea. -No es peligrosa para el
    usuario. Aplicaciones: La aplicación de energía
    solar más importante es la que se relaciona con la
    electricidad. Si recogemos de forma adecuada la radiación
    solar podemos obtener electricidad y así iluminar nuestra
    vivienda como dar funcionamiento a distintos
    electrodomésticos; la electricidad obtenida puede usarse
    de manera directa o bien ser almacenada en acumuladores para
    luego utilizarse en horas nocturnas o en días que carecen
    de la presencia del Sol. Esta aplicación de energía
    solar puede llevarse a cabo gracias a la existencia de los ya
    conocidos paneles solares, estos se perfilan hoy como la
    solución definitiva al problema de electrificación
    rural. Los mismos cuentan con partes móviles, no
    contaminan ni producen ruido, son inalterables con el correr de
    los años, no consumen combustible alguno y no necesitan de
    tareas de mantenimiento; los más tecnológicos son
    capaces de 4

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    captar la radiación solar en los días nublados,
    pero estos son ya mucho más costosos que los paneles
    convencionales. Además de la obtención de calor y
    electricidad, existen diversas aplicaciones de la energía
    solar, entre ellas podemos nombrar: calentamiento de agua,
    destilación, evaporación y fotosíntesis. Los
    paneles fotovoltaicos: Los paneles fotovoltaicos están
    formados por numerosas celdas que convierten la luz en
    electricidad. Las celdas a veces son llamadas células
    fotovoltaicas, del griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del
    efecto fotovoltaico por el que la energía luminosa produce
    cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos
    de diferente tipo, produciendo así un campo
    eléctrico capaz de generar una corriente. Los paneles
    fotovoltaicos, además de producir energía que puede
    alimentar una red eléctrica terrestre, pueden emplearse en
    vehículos eléctricos y barcos solares. Debido a
    economías de escala, los paneles solares se hacen menos
    costosos según se usen y fabriquen más. A medida
    que se aumente la producción, los precios
    continuarán bajando en los próximos años ?
    Energía Eólica: Es la energía obtenida del
    viento, es decir, la energía cinética generada por
    efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras
    formas útiles para las actividades humanas. Esta es usada
    para hacer girar molinos especiales acoplados a un generador que
    produce energía eléctrica. Ventajas de la
    energía: -Procede indirectamente del sol, que calienta el
    aire y ocasiona el viento. -Es una fuente de energía
    segura, renovable e inagotable. -Es limpia, ya que no produce
    emisiones a la atmósfera ni genera residuos. -Se trata de
    instalaciones móviles y fácilmente reversibles,
    permite recuperar las zonas totalmente. -Es económica
    puesto que no necesita ningún tipo de combustible. -Se
    crean puesto de trabajo. -Rápido tiempo de
    construcción. Desventajas de la energía: -No
    sustituye totalmente las fuentes de energía no renovables.
    Es más. Necesita del apoyo de centrales movidas por otros
    tipos de energía. -Produce un impacto visual, debido a que
    su instalación genera modificación del paisaje.
    -Ocasiona un impacto en las aves, ya que su mortalidad incrementa
    por el choque con les hélices o al electrocutarse.
    -Impacto sonoro, las hélices con el aire producen un ruido
    constante y las casas deben estar por lo menos a 200 metros de
    distancia. 5

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    Aplicaciones: Existen dos tipos de instalaciones eólicas,
    las cuales se encargan de realizar el proceso de
    conversión de la energía eólica en
    electricidad. -Aisladas: se emplea generar electricidad en
    lugares remotos para autoconsumo, no es raro que estas
    instalaciones vayan acompañadas con paneles solares o
    fotovoltaicos. -Parques eólicos: están formados por
    un conjunto de aerogeneradores, cuya energía generada
    será vendida a la red de la electricidad en la comunidad.
    El desarrollo tecnológico actual así como un mayor
    conocimiento de las condiciones del viento en las distintas
    zonas, está permitiendo la instalación de parques
    eólicos conectados a la red eléctrica en numerosas
    regiones de todo el mundo. ? Energía
    Hidroeléctrica: El agua es uno de los grandes recursos
    energéticos con que contamos. La energía
    hidroeléctrica es la que proviene del aprovechamiento de
    la energía potencial acumulada en el agua y que al caer
    desde cierta altura se convierte en energía
    cinética, una vez ha caído, una buena parte de
    dicha energía cinética se transforma en
    energía eléctrica por medio de los transformadores
    conectados a las turbinas. Finalizado el proceso, la electricidad
    ya está lista para ser distribuida. Ventajas de la
    Energía: -Es un tipo de energía verde. -Tiene la
    cualidad de ser renovable, pues no agota la fuente primaria al
    explotarla. -Es limpia, porque no produce en su
    explotación sustancias contaminantes. Desventajas de la
    Energía: Al construir grandes presas se origina un gran
    impacto paisajístico, ya que exige el traslados de pueblos
    enteros y sepulta bajo sus aguas tierras de cultivo.
    Además de modificar el caudal del río.
    Aplicaciones: La energía hidroeléctrica se emplea
    en las centrales hidroeléctricas, más bien estas se
    encargan de transformarla, pueden ser de dos tipos: -Centrales de
    aguas fluyentes: Aquellas instalaciones que mediante una obra de
    toma, captan una parte del caudal del río y lo conducen
    hacia la central para su aprovechamiento, para después
    devolverlo al cauce del río. -Centrales de pie de presa:
    Son los aprovechamientos hidroeléctricos que tienen la
    opción de almacenar las aportaciones de un río
    mediante un embalse. En estas centrales se regulan los caudales
    de salida para utilizarlos cuando se precisen. ? Energía
    Mareomotriz: Es la que se obtiene aprovechando las mareas, es
    decir, la diferencia de altura media de los mares según la
    posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de
    la atracción gravitatoria de esta última y del Sol
    sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas
    puede aprovecharse poniendo partes móviles al proceso
    natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos
    de canalización y depósito, para obtener movimiento
    en un eje. 6

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    Ventajas de la energía: -Es auto renovable. -No
    contaminante. -Silenciosa -Bajo costo de materia prima. -No
    requiere de muchos operarios. -Disponible en cualquier clima y
    época del año, ya que las mareas se producen
    siempre. Desventajas de la energía: -Impacto visual y
    estructural sobre el paisaje costero. -Localización
    puntual, ya que no todos los lugares son aptos para ubicar una
    central mareomotriz. -Dependiente de la amplitud de las mareas,
    si éstas son bajas no serán aptas. -El traslado de
    la energía es muy costoso. -El efecto negativo sobre la
    flora y la fauna. -Es limitada, porque no todos los recursos del
    mar pueden ser explotables. Aplicaciones: La utilización
    de las mareas como fuente de energía montaba varios
    siglos. Los ribereños de los ríos costeros ya
    habían observado corrientes que hacían girar las
    ruedas de sus molinos (a partir del siglo XII), que eran
    construidos a lo largo de las orillas de algunos ríos del
    oeste de Francia y otros países en los cuales las mareas
    vivas son de cierta intensidad. Aún pueden verse algunos
    de estos molinos en las costas normandas y bretonas francesas.
    Los progresos de la técnica provocaron el abandono de
    máquinas tan sencillas de rendimiento, hoy escaso. ?
    Energía de la Biomasa: Es un tipo de energía
    procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e
    inorgánica formada en algún proceso
    biológico o mecánico, generalmente, de las
    sustancias que constituyen los seres vivos plantas, ser humano,
    animales, entre otros, o sus restos y residuos. El
    aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace
    directamente por combustión, o por transformación
    en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde
    como combustibles o alimentos. Ventajas de la energía:
    -Con la biomasa se puede generar energía térmica,
    energía eléctrica e incluso mecánica
    mediante el uso de hidrocarburos en motores de combustión
    interna. -El contenido de azufre en la biomasa es casi nulo, por
    ello las emisiones de dióxido de azufre, que junto con las
    de óxidos de nitrógeno son causante de la lluvia
    ácida, son mínimas. -El aprovechamiento de la
    algunos tipos de biomasa (principalmente la forestal y los
    cultivos energéticos) contribuyen a la creación de
    puestos de trabajo en el medio rural. 7

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    Desventajas de la energía: -Los rendimientos de las
    calderas de biomasa son inferiores a los de las que usa un
    combustible fósil líquido o gaseoso. -Se
    está quemando la madera y destruyendo los bosques a un
    ritmo mayor al que se reponen, causándole daños al
    ambiente, tales como la deforestación y pérdida de
    la biodiversidad. -Los canales de distribución de la
    biomasa no están tan desarrollados como los de los
    combustibles fósiles. Aplicaciones: Las aplicaciones de la
    biomasa se pueden englobar en dos grupos: -Las aplicaciones
    domesticas e industriales que funcionan mediante la
    combustión directa de la biomasa. -Las aplicaciones
    vincularas a la aparición de nuevos recursos y nuevas
    técnicas de transformación, como la
    gasificación y la pirolisis de la biomasa. ?
    Energía Geotérmica: Es aquella energía que
    puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del
    interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe
    a varios factores, entre los que cabe destacar el gradiente
    geotérmico, el calor radio génico. Ventajas de la
    energía: -Su impacto ambiental es mínimo. -Tiene un
    rendimiento que le permite competir con el petróleo.
    Desventajas de la energía: -Requiere de grandes
    inversiones. -Los campos geotérmicos son relativamente
    escasos y muchas veces se ubican en zonas desfavorables.
    Aplicaciones: Entre sus aplicaciones sobresalen las plantas
    geotérmicas, son aquellas que utilizan como fuente de
    generación eléctrica la energía almacenada
    en el interior de la tierra en forma de calor (vapor). Para mover
    las turbinas se utiliza sólo el vapor de agua, al cual se
    le debe eliminar toda la humedad y cualquier partícula
    sólida. Es una planta de vapor donde la caldera ha sido
    reemplazada por el reservorio geotérmico y en donde la
    fuente energética, para producir electricidad, es
    suministrada por el calor de la Tierra, en vez de petróleo
    u otro combustible. ? Energía no renovable: ?
    Petróleo: Es una mezcla heterogénea de compuestos
    orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en
    agua. También es conocido como petróleo crudo o
    simplemente crudo. El petróleo, de inmensas reservas en
    nuestro país, es actualmente una de las principales
    fuentes de energía mundial. Es un liquido oleoso y de
    color oscuro, menos denso que el agua, el cual está
    constituido por 8

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    una mezcla compleja de hidrocarburos, líquidos,
    sólidos y gaseosos en disolución y pequeñas
    cantidades de compuestos que contienen oxígeno,
    nitrógeno y azufre. Actualmente las refinerías y
    las industria petroquímica extraen del petróleo
    diferentes productos para distintas aplicaciones: gas licuado,
    gasolina, diesel, aceites lubricantes, además de numeroso
    subproductos que sirven para fabricar entre otros, pinturas,
    detergentes, plásticos, cosméticos y fertilizantes.
    Extracción y refinado del petróleo: El
    petróleo se localiza a profundidades que varían
    entre los 500 metros y los 4000 metros. Su extracción es
    mediante pozos que se perforan en la tierra hasta que se alcanzan
    las bolsas petrolíferas. Se calcula que, de continuar el
    actual ritmo de extracción, el petróleo se agotara
    en unos doscientos años. El crudo, extraído de los
    campos petrolíferos, no es utilizado directamente como
    fuente de energía, por lo que es sometido en las
    refinerías a una serie de operaciones que permiten su uso.
    En ellas son separados los distintos componentes por
    destilación fraccionada. Aplicaciones: Luego de
    transformar el petróleo, se obtienen los siguientes
    productos: gases que se emplean como gas domestico, combustible,
    petroquímica; gasolina se usa como combustible para
    motores; gasóleo como combustible diesel,
    calefacción, craqueo para gasolina; keroseno como
    combustible para avión y alumbrado; lubricantes se emplean
    para lubricar automóviles y maquinas como también
    en pomadas; naftas en la elaboración de disolventes y en
    la petroquímica y como residuo el asfalto, parafina e
    impermeables. ? Carbón: Es una de las principales fuentes
    de energía, siendo un combustible fósil muy rico en
    carbono. El se origina por la acumulación, en zonas
    pantanosas, de vegetales muertos durante el período
    carbonífero de la era Primaria de nuestro planeta. Estos
    vegetales a lo largo del tiempo han sufrido el encierro en el
    subsuelo terrestre, experimentando cambios de presión,
    temperatura y ausencia de oxígeno lo que ha posibilitado
    la acción de reacciones químicas que los han
    transformado en variados tipos de carbón mineral. Tipos de
    carbón: Según las presiones y temperaturas que los
    hayan formado distinguimos distintos tipos de carbón:
    turba, lignito, hulla y antracita. A mas altas las presiones y
    temperaturas, se origina un carbón más compacto y
    rico en carbono y con mayor calorífico. -Turba: es poco
    rica en carbono y muy mal combustible. -Lignito: es mal
    combustible, aunque se usa en algunas centrales térmicas.
    -Hulla: es más rica en carbono y tiene un alto poder
    calorífico, es muy usada en las plantas de
    producción de energía. 9

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    -Antracita: es el carbón dotado de mejor calidad, ya que
    es muy poco contaminante y tiene un alto poder calorífico.
    Reservas de carbón: Este mineral es una fuente de
    energía alterna, el cual puede ser aprovechado
    especialmente, para hacer funcionar plantas térmicas de
    energía eléctrica. El carbón es el
    combustible fósil más abundante en el mundo. Los
    mayores depósitos de carbón están en
    América del Norte, Rusia y China. ? Gas Natural: Es una
    fuente de energía formada por una mezcla de gases ligeros
    que se encuentra frecuentemente en yacimientos de
    petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en
    depósitos de carbón. Aunque su composición
    varía en función del yacimiento del que se saca,
    está compuesto principalmente por metano en cantidades que
    comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele
    contener otros gases como nitrógeno, helio y mercaptanos.
    Aplicaciones Las aplicaciones domésticas son los usos del
    gas natural más comúnmente conocido. Se puede
    utilizar para cocinar, lavar, secar, calentar el agua, calentar
    una casa o climatizarla. Además, los
    electrodomésticos se mejoran día a día con
    el fin de utilizar el gas natural de forma más
    económica y segura. Los costos de mantenimiento del
    material que funciona con gas son generalmente más bajos
    que los de otras fuentes de energía. Los principales
    usuarios comerciales de gas natural son los proveedores de
    servicios de comida, los hoteles, los equipamientos de servicios
    médicos y los edificios de oficinas. Las aplicaciones
    comerciales de gas natural incluyen la climatización (aire
    acondicionado y refrigeración), la cocina o la
    calefacción. El gas natural es un input para la
    fabricación de la pasta de papel, del papel, de ciertos
    metales, productos químicos, piedras, arcilla, vidrio y en
    la transformación de ciertos alimentos. Puede ser
    igualmente utilizado para el reciclado de residuos, para la
    incineración, el secado, la deshumidificación, la
    calefacción, la climatización y la
    cogeneración. Las compañías de electricidad
    y los proveedores independientes de energía emplean cada
    vez más el gas natural para alimentar sus centrales
    eléctricas. Generalmente, las centrales que funcionan con
    gas natural tienen menores costes de capital, se construyen
    más rápidamente, funcionan con mayor eficacia y
    emiten menos polución atmosférica que las centrales
    que utilizan otros combustibles fósiles. Los avances
    tecnológicos en materia de diseño, eficacia y
    utilización de turbinas de ciclo combinado, así
    como en los procesos de cogeneración, fomentan el empleo
    de gas natural en la generación de energía. Las
    centrales de ciclos combinados (CCGT) utilizan el calor perdido
    para producir más electricidad, mientras que la
    cogeneración del gas natural produce al mismo tiempo
    potencia y calor que son útiles tanto para las industrias
    como para los usuarios comerciales. 10

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    ? Energía nuclear: La energía nuclear es aquella
    que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se
    puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear
    (división de núcleos atómicos pesados) o
    bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos
    atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se
    libera una gran cantidad de energía debido a que parte de
    la masa de las partículas involucradas en el proceso, se
    transforma directamente en energía. Lo anterior se puede
    explicar basándose en la relación
    Masa-Energía producto de la genialidad del gran
    físico Albert Einstein. Con relación a la
    liberación de energía, una reacción nuclear
    es un millar de veces más energética que una
    reacción química, por ejemplo la generada por la
    combustión del combustible fósil del metano. La
    forma de generar energía nuclear puede ser mediante una
    reacción de fisión o fusión de átomos
    en los que son liberadas gigantescas cantidades de energía
    que se usan para producir electricidad. Fisión Nuclear Es
    una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un
    núcleo pesado al ser bombardeado por neutrones de cierta
    velocidad. A raíz de esta división el núcleo
    se separa en dos fragmentos acompañado de una
    emisión de radiación, liberación de 2
    ó 3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de
    energía (200 mev) que se transforma finalmente en calor.
    Fusión Nuclear La fusión nuclear ocurre cuando dos
    núcleos atómicos muy livianos se unen, formando un
    núcleo atómico más pesado con mayor
    estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan
    elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para
    mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones.
    Ventajas de la energía nuclear: -Genera energía
    eléctrica. -Evita la emisión de dióxido de
    carbono a la atmósfera. -Reduce el consumo de las reservas
    de combustible fósiles. -Evita la emisión a la
    atmósfera de elementos contaminantes que se generan en el
    uso de combustibles fósiles. -Detiene la lluvia
    ácida. Desventajas de la energía nuclear: -Altos
    costos de producciónContaminación
    atmosférica provocando efectos nocivos como el
    cáncer y la leucemia. -Produce residuos radioactivos.
    Aplicaciones: –Control de Plagas: Consiste en suministrar altas
    emisiones de radiación ionizante a un cierto grupo de
    insectos machos mantenidos en laboratorio. Luego 11

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    los machos estériles se dejan en libertad para facilitar
    su apareamiento con los insectos hembra. -Mutaciones: Permite
    cambiar la información genética de ciertas
    variedades de plantas y vegetales de consumo humano. El objetivo
    de la técnica, es la obtención de nuevas variedades
    de especies con características particulares que permitan
    el aumento de su resistencia y productividad.
    -Conservación de Alimentos: En el mundo mueren cada
    año miles de personas como producto del hambre, por lo
    tanto, cada vez existe mayor preocupación por procurar un
    adecuado almacenamiento y manutención de los alimentos.
    Las radiaciones son utilizadas en muchos países para
    aumentar el período de conservación de muchos
    alimentos. –Vacunas: Se han elaborado radiovacunas para combatir
    enfermedades parasitarias del ganado y que afectan la
    producción pecuaria en general. Los animales sometidos al
    tratamiento soportan durante un período más
    prolongado el peligro de reinfección siempre latente en su
    medio natural. ? Transferencia de energía Al calentar un
    cuerpo, evidentemente se está gastando energía. Las
    partículas que constituyen el cuerpo incrementan su
    actividad aumentando su movimiento, con lo cual aumenta la
    energía de cada una de ellas y, por tanto, la
    energía interna del cuerpo. Se sabe, que al poner en
    contacto dos cuerpos, uno caliente y otro frío, el primero
    se enfría y el segundo se calienta. Esta transferencia de
    energía desde el primer cuerpo hasta el segundo se lleva a
    cabo de la manera siguiente: las partículas del cuerpo
    más caliente, que se mueven más rápidamente
    por tener más energía, chocan con las
    partículas del segundo que se encuentran en la zona de
    contacto, aumentando su movimiento y, por tanto su
    energía. El movimiento de estas partículas se
    transmite rápidamente a las restantes del cuerpo,
    aumentando la energía contenida en él a costa de la
    energía que pierde en los choques las partículas
    del primer cuerpo. La energía que se transfiere de un
    cuerpo a otro se denomina calor. No es correcto afirmar que el
    calor se encuentra almacenado en los cuerpos, lo que está
    almacenado en ellos es la energía, es decir, calor es la
    energía que se transfiere de un cuerpo a otro o de un
    sistema a otro. Los cambios en el proceso de transferencia de
    energía se llevan a cabo en una dirección, desde el
    que suministra dicha energía hasta el que la recibe.
    Manifestaciones de la energía La energía, en su
    proceso de transformación y transferencia, va
    manifestándose de una forma a otra, originando así
    lo que hoy en día constituye nuestro desarrollo
    científico y tecnológico, comprendiéndose
    que ella desempeña un papel primordial en la vida del
    hombre. Cuando encendemos la hornilla de la cocina de gas y
    ponemos a calentar agua en un recipiente de metal, se lleva a
    cabo el siguiente proceso: el combustible, que en éste
    caso es el gas, al quemarse libera la energía interna que
    poseía y la transforma en energía calórica
    que es absorbida por el 12

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    recipiente y éste por el proceso de conducción la
    transmite al agua que hierve para luego convertirse en vapor. Ese
    calor obtenido por el agua no es más que la energía
    de las moléculas contenidas en ella. Se ha dicho y se
    dirá siempre que el sol es la principal fuente de
    energía en la tierra, tanto es así, que sin
    él sería casi imposible la subsistencia en nuestro
    planeta. Las reacciones nucleares originadas en el interior del
    sol, debido a las grandes temperaturas, dan como resultado una
    liberación de energía que llega hasta la tierra en
    forma de radiación electromagnética. Esto trae como
    consecuencia el calentamiento del agua contenida en los
    ríos, lagos y mares, la que a su vez se evapora
    condensándose en la nubes. Estas a su vez se desplazan en
    diferentes direcciones por efecto de los vientos,
    precipitándose luego en forma de lluvia. Las
    precipitaciones se encargan de alimentar los ríos quienes
    a su vez fluyen hacia los mares y océanos,
    cumpliéndose así el ciclo constante del agua,
    gracias a la energía solar. ? Energía
    Mecánica: Es la energía que se debe a la
    posición o al movimiento de un objeto. Cuando el agua de
    una represa se desprende, la energía potencial se
    convierte en energía cinética y la suma de ambas
    conforma la energía mecánica. Cuando se realiza
    trabajo para dar cuerda a un mecanismo de resorte, el resorte
    adquiere la capacidad de realizar trabajo sobre los engranajes de
    un reloj, de un timbre o de una alarma. Está constituida
    por la energía cinética y la energía
    potencial. Energía Cinética Si tú empujas un
    objeto, puedes ponerlo en movimiento. Un objeto que se mueve
    puede, en virtud de su movimiento, realizar trabajo. El objeto
    tiene energía de movimiento, o energía
    cinética (EC ). La energía cinética de un
    objeto depende de su masa y su rapidez. Es igual al producto de
    la mitad de la masa por el cuadrado de la rapidez. Viene dada por
    la siguiente expresión: Energía potencial Un objeto
    puede almacenar energía en virtud de su posición.
    La energía que se almacena en espera de ser utilizada se
    llama energía potencial (EP), porque en ese estado tiene
    el potencial para realizar trabajo. Por ejemplo, un resorte
    estirado o comprimido tiene el potencial para hacer trabajo.
    Cuando se tiende un arco, el arco almacena energía. Una
    banda elástica estirada tiene energía potencial
    debido a su posición ya que, si forma parte de una honda,
    es capaz de hacer trabajo. Tipos de energía potencial:
    -Energía potencial gravitatoria: Este tipo de
    energía está asociada con el grado de
    separación entre dos cuerpos, los cuales se atraen
    mediante fuerza gravitacional. Viene dada por: 13

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    ? -Energía potencial elástica: Es el aumento de
    energía interna acumulado en el interior de un
    sólido deformable como resultado del trabajo realizado por
    las fuerzas que provocan la deformación. Esta
    energía viene dada por la siguiente expresión:
    Unidades de Energía Potencial: Sistema c.g.s. M.K.S.
    Técnico Unidad Dina x cm = ergio Newton x m = joule (J) Kp
    x m = Kilopondímetro Conservación de la
    energía mecánica Si no hay rozamiento la
    energía mecánica siempre se conserva. Si un cuerpo
    cae desde una altura se producirá una conversión de
    energía potencial en cinética. La pérdida de
    cualquiera de las energías queda compensada con la
    ganancia de la otra, por eso siempre la suma de las
    energías potencial y cinética en un punto
    será igual a la de otro punto. Disipación de la
    energía mecánica Si existe rozamiento en una
    transformación de energía, la energía
    mecánica no se conserva. Por ejemplo, un cuerpo que cae
    por un plano inclinado perderá energía
    mecánica en energía térmica provocada por el
    rozamiento. Con lo cual en un proceso semejante a éste la
    energía cinética inicial acabará en una
    energía mecánica final inferior a la otra
    más el trabajo ejercido por la fuerza de rozamiento:
    Ejercicios de Aplicación: 1) Desde una altura de 560m, se
    lanza verticalmente y hacia abajo un objeto de 50kg con una
    velocidad de 240m/s. Calcular, usando consideraciones
    energéticas, la velocidad en el instante en que el objeto
    toca el suelo. Usar Datos: = 240 m/s y = 560m g= =? 14

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    y Solución: Considerando que la energía potencia
    (2) es cero por no tener altura, se expresa que: Sustituyendo:
    Eliminando denominadores: Sacando factor común:
    Simplificando por m: Despejando : 2) Se lanza una espera con una
    velocidad de 80 m/s hacia la parte superior de un plano
    inclinado. ¿A qué altura h, medida sobre el plano
    horizontal, se detiene? No se considera el roce. Datos: = 80m/s
    g= h=? Solución: Como son iguales a 0: Simplificando m y
    despejando h: h = 326,53m 3) Se tiene un cuerpo de masa m, que se
    desliza sin roce por el plano. Si el cuerpo parte del punto A,
    calcular la velocidad que tendrá al llegar al punto B.
    Datos: A y = 4m g= B 4m =? 15

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    Solución: Como = 0 por no tener altura: Sustituyendo:
    Eliminando denominadores: Sacando factor común:
    Simplificando por m: Despejando : 4) Una esferita de masa m
    está rodando a través de una vía desde una
    altura h, el radio de la pista circular es de 0,5m.
    a)¿Desde qué altura se debe dejar caer la esferita
    para que la rapidez en el punto P sea de 10,95m/s?
    b)¿Cuál es la rapidez de la esferita en el punto Q?
    Datos: r = 0,5m = 10,95m/s h m Q R h=? =? P Solución: a)
    Como = 0 por no tener altura: Sustituyendo: Eliminando
    denominadores: Sacando factor común: Simplificando por m:
    Como = 0: Despejando h: h = 6,1m 16

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    : b) Como : Sustituyendo: Eliminando denominadores: Sacando
    factor común: Simplificando por m: Despejando 5) Un
    avión se desplaza horizontalmente a una altura de 800m con
    una velocidad de 60m/s en el momento en que deja caer un objeto
    de masa 12kg. Calcular la velocidad que tendrá el cuerpo
    cuando haya descendido la cuarta parte de su altura inicial.
    Solución: Sustituyendo: Simplificando m: Eliminando
    denominadores: Despejando : Sacando factor común 2g: 6) Un
    bloque se encuentra en reposo con un punto A situado a 5m del
    suelo. Este bloque cae verticalmente pasando por un punto B
    situado a 3m del suelo. Calcular: a)La velocidad del bloque al
    pasar por el punto B. b) La altura desde el suelo, de un punto C
    ubicado más abajo, en donde la velocidad es 8,2m/s.
    17

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    : : Solución: a) Sustituyendo: Simplificando m: Eliminando
    denominadores: Como Despejando : – b) Sustituyendo:
    Simplificando m: Eliminando denominadores: Como Despejando :
    – 7) Un bloque de masa 3,5kg se desliza sobre un plano
    horizontal con una velocidad de 1,22m/s. en su camino choca con
    un resorte. ¿Cuánto se ha de comprimir éste
    para que el bloque se ponga en reposo? La constante de
    elasticidad del resorte es 3,66 N/m. Datos: m = 3,5kg k = 3,66
    N/m = 1,22m/s = 0 m/s 18

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    : – : Solución: Despejando : Como Sustituyendo: Despejando
    x: Reemplazando valores: 8) Un bloque de 4kg se desliza con una
    velocidad de 15m/s por un plano horizontal y encuentra en su
    camino un resorte de constante de elasticidad 500N/m.
    ¿Qué velocidad tendrá el bloque cuando el
    resorte se haya comprimido 0,8m? Datos: m = 4kg k = 500N/m x =
    0,8m = 15m/s Solución: Sustituyendo: Despejando 19

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    B : 12,04 m/s 9) Se muestra en el punto A de la cima de una
    montaña rusa un coche que con sus ocupantes tiene una masa
    total de 1000kg. Si en ese momento tiene una velocidad de 5m/s,
    calcular la energía cinética del coche cuando
    esté en la segunda cima en el punto B. Datos: m = 1000kg =
    5m/s A = 40m = 20m 40m 20m Solución: Despejando
    Sustituyendo: 10)Se deja caer verticalmente un ladillo de 2kg
    desde 50m de altura, Calcular: a)Su energía
    mecánica en el punto inicial, b)Su velocidad a una altura
    de 40m del suelo, c)Su velocidad al llegar al suelo. Datos: m =
    2kg A = 50m 50m B =? C 20

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    : : Solución: a) Como : Sustituyendo: b) Como : Despejando
    Sustituyendo: – – c) Como Como : y Despejando
    Sustituyendo: 31,3 m/s 21

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    Conclusión La energía es de gran importancia en el
    mundo, primero que nos proporciona calor y segundo energía
    eléctrica. La energía es vital a la hora de
    producir un movimiento. La energía eléctrica, una
    de las principales producidas, es de gran importancia tanto
    económica como en lo referente a la comodidad, ya que esta
    permite a medida que avanza la tecnología ir progresando y
    de esta manera, mejorar la forma de vida de las personas.
    También se ha podido crear nuevas formas de aprovechar la
    energía ya sea casera o industrialmente. Cabe destacar,
    que la energía proviene de recursos renovables y no
    renovables, en la actualidad se emplea mucho el petróleo,
    siendo este un recurso no renovable y que a la hora de la verdad
    se está agotando su reserva. En otros casos se utiliza las
    reservas hidroeléctricas de la ciudad, campos
    eólicos y solares. 22

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    Bibliografía Páginas Web:
    -www.monografías.com -www.wikipedia.com -www.fisica.uh.cu
    -www.apuntes.infonotas.com Libro: –Teoría y
    Práctica de Física 4to año, Eli Brett C. y
    William A. Suárez. 23

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