Cuaderno de tecnologia industrial i

  • View
    219

  • Download
    5

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Cuaderno de apuntes y ejercicios de Tecnologia Industrial 1 Bachillerato

Text of Cuaderno de tecnologia industrial i

  • Tecnologa Industrial 1 Bachillerato

    IES Antonio Gonzlez Gonzlez 1

    CUADERNO DE TRABAJO DE TECNOLOGA

    INDUSTRIAL I

    1 BACHILLERATO

    I.E.S. Dr. Antonio Gonzlez Gonzlez - Tejina

    Alumno/a: _________________________________________________

    Curso: ______

  • Tecnologa Industrial 1 Bachillerato

    IES Antonio Gonzlez Gonzlez 2

  • Tecnologa Industrial 1 Bachillerato

    IES Antonio Gonzlez Gonzlez 3

    BLOQUE DE ENERGA

  • Tecnologa Industrial 1 Bachillerato

    IES Antonio Gonzlez Gonzlez 4

    TEMA 1 - INTRODUCCIN A LA ENERGA

    Se define la energa, como la capacidad para realizar un cambio en forma de trabajo. Se mide en el sistema internacional en Julios (J), que se define como el trabajo que realiza una fuerza de 1N cuando se desplaza su punto de aplicacin 1m. La energa y, por tanto, para el trabajo y el calor se emplea en el Sistema Internacional de unidades (SI) el julio (J) definido como el trabajo realizado por la fuerza de 1 newton cuando se desplaza su punto de aplicacin 1 metro. En fsica nuclear se utiliza como unidad el electrnvoltio (eV) definido como la energa que adquiere un electrn al pasar de un punto a otro entre los que hay una diferencia de potencial de 1 voltio. Existen otras unidades de energa: Calora: Se usa como unidad de medida del calor y se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua desde 14oC a 15,5C.

    1 cal = 4,18 J

    Kilovatio-hora (kWh): Se usa como unidad de medida de la energa elctrica. Es la energa consumida o desarrollada por una mquina de 1 Kilovatio de potencia durante una hora.

    1 kWh = 1000 Wh = 1000 Wh 3600 s/h = 3600 1000 J = 36 106 J

    1J = 1 w s

    Electrn-voltio (eV): Se utiliza en fsica nuclear y se define como la energa que adquiere un electrn cuando se mueve entre dos puntos con una diferencia de potencial de 1 voltio.

    1 eV = 1'602 10-19 J

    Kilopondmetro (kpm): Es el trabajo que realiza una fuerza de 1 kp cuando se desplaza su punto de aplicacin una distancia de 1 metro en su misma direccin.

    1 kpm = 9,8 J

    Existen otras unidades que se usan para calcular la calidad energtica de los combustibles. Estas unidades estn basadas en el poder calorfico de estos combustibles. Las ms utilizadas son:

    Tep: Toneladas equivalentes de petrleo. Energa liberada en la combustin de 1 tonelada de crudo.

    1 tep = 41'84 109 J

    Tec: Toneladas equivalentes de carbn. Energa liberada por la combustin de 1 tonelada de carbn (hulla)

    1 tec = 29'3 109 J

    La equivalencia entre tep y tec es: 1 tep = 1'428 tec

    Kcal/kg: Caloras que se obtendrn con la combustin de1 kg de ese combustible.

    Trabajo Se define como el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo y el

  • Tecnologa Industrial 1 Bachillerato

    IES Antonio Gonzlez Gonzlez 5

    desplazamiento que ste sufre. Si el objeto no se desplaza en absoluto, no se realiza ningn trabajo sobre l.

    T = F d Las unidades de trabajo y energa son las mismas. Potencia Es la cantidad de trabajo que realiza o consume una mquina por cada unidad de tiempo. Su unidad en el sistema internacional es el vatio (W)

    P = Trabajo/tiempo = T/t P = T/t

    Una mquina de 1 W de potencia hace el trabajo de un Julio cada segundo. Otras unidades de potencia: El caballo de vapor (CV), siglas en ingls (HP).

    1 CV = 735 W Fuentes de energa Llamamos fuente de energa a un sistema natural cuyo contenido energtico es susceptible de ser transformado en energa til. Un aspecto importante a tratar es conocer cules son las fuentes que usamos para aprovechar su energa, su utilidad, sus ventajas e inconvenientes y su disponibilidad. Nuestro planeta posee grandes cantidades de energa. Sin embargo, uno de los problemas ms importantes es la forma de transformarla en energa utilizable. Las fuentes ms buscadas son las que poseen un alto contenido energtico y acumulan energa en la menor cantidad de materia posible. Es el caso del petrleo, carbn y gas natural. En otras, por el contrario, se encuentra difusa (solar, elica, geotrmica, etc) La mayor parte de las fuentes de energa, salvo la nuclear, la geotrmica y las mareas, derivan del Sol. El petrleo, el gas natural o el viento tienen su origen, aunque lejano, en la energa que proviene del Sol. Las distintas fuentes de energa se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables. Renovables. Son aquellas fuentes que no desaparecen al transformar su energa en energa til. - energa hidrulica - energa solar - energa elica - biomasa - Residuos slidos urbanos (RSU) - energa mareomotriz - energa de las olas - energa geotrmica No renovables. Es el sistema material que se agota al transformar su energa en energa til. - energa de combustibles slidos (carbn, petrleo, gas). -Energa nuclear de fisin.

  • Tecnologa Industrial 1 Bachillerato

    IES Antonio Gonzlez Gonzlez 6

    Formas de energa El ser humano necesita energa para realizar cualquier actividad, para mantener sus constantes vitales, mandar rdenes al cerebro a travs de los nervios, renovar sus clulas, etc. Adems de la energa necesaria para el funcionamiento de su cuerpo, tiene que aplicarla tambin para poder ver cubiertas sus necesidades de alimentacin, bienestar, etc. Esto lo realiza a travs de los msculos, de los cuales se puede obtener una energa muy limitada cuando se aplica a la realizacin de muchas tareas. Para los hombres primitivos, el disponer solamente de esta energa tan escasa, limitaba sus posibilidades de desarrollo y subsistencia. Con el paso del tiempo, fue aprendiendo de la naturaleza y aplicando algunos recursos de ella y pudo as conseguir un mejor bienestar. Cre diversos utensilios y herramientas como palancas, planos inclinados, etc., que le hicieron ms fcil la realizacin de los trabajos. Tambin utiliz los animales domsticos, para ayudarle a realizar distintas labores, mquinas de pequea potencia (poco trabajo en un determinado tiempo) y rendimiento bajo e incluso se utiliz al propio hombre para cubrir las necesidades energticas. En las sociedades antiguas, la mayora de los hombres eran esclavos o siervos de una minora. Con el desarrollo industrial se empezaron a aplicar nuevas fuentes de energa, tales como los combustibles fsiles, y otras fuentes ya conocidas desde la antigedad, como el viento, la madera, el agua, etc. La transformacin de energa en otra ms adecuada se realiza por medio de mecanismos y tiles. Al conjunto de estas piezas y mecanismos, que transforma una energa en otra, se denomina mquina. En el mundo actual, y debido al alto bienestar de las sociedades desarrolladas, el consumo de energa es grandsimo; nos desplazamos en vehculos que aprovechan la energa trmica o elctrica; la coccin de alimentos necesita calor que procede de algn gas o de la energa elctrica y, como stas, existen innumerables aplicaciones donde la energa est presente. La energa se manifiesta de mltiples formas en la naturaleza, pudiendo convertirse unas en otras con mayor o menor dificultad. Entre las distintas formas de energa estn: 1. Energa mecnica, la cual se puede manifestar de dos formas diferentes a) Energa mecnica cintica: Es la energa que posee un cuerpo en movimiento.

    Ec = mv2

    dnde m es la masa del cuerpo que se mueve a velocidad v.

  • Tecnologa Industrial 1 Bachillerato

    IES Antonio Gonzlez Gonzlez 7

    Ejemplo: Un cuerpo de 10 kg que se mueve a una velocidad de 5 m/s, posee una energa cintica Ec = 10 kg (5 m/s) 2 = 125 J

    b) Energa mecnica potencial: Es la energa que posee un cuerpo en virtud de la posicin que ocupa en un campo gravitatorio (potencial gravitatoria) o de su estado de tensin, como puede ser el caso de un muelle (potencial elstico). Si un cuerpo de masa m est situado a una altura h, tendr una energa potencial gravitatoria equivalente a:

    Ep = m g h

    Donde g es la aceleracin de la gravedad g = 98 m/s2 (en la Tierra) Ejemplo: Un cuerpo de 10 kg de masa situado a 5 m de altura posee una energa potencial que vale,

    Ep = 20 kg 98 m/s2 5 m = 980 J

    El agua de un embalse posee energa potencial almacenada, puesto que est situada a cierta altura respecto al punto inferior donde se sitan las compuertas que liberan el agua. 2. Energa trmica o calorfica: Es la energa asociada a la transferencia de calor de un cuerpo a otro. Para que se transfiera calor es necesario que exista una diferencia de temperatura entre los dos cuerpos. El calor es energa en trnsito. Todos los materiales no absorben o ceden calor del mismo modo, pues unos materiales absorben el calor con mayor facilidad que otros. Ese factor depende del llamado calor especfico del material Ce. Cada material tiene su propio calor especfico. Ejemplo: Madera Ce = 06 cal/g oC y Cobre Ce = 0094cal/g oC Esto significa que para que un gramo de madera suba su temperatura un grado debe absorber 06 cal y para que ocurra lo mismo para un gramo de cobre debe absorber 0094 cal. El calor cedido o absorbido por un cuerpo cuando vara su temperatura:

    Q = m Ce T

    3. Energa qumica: Es la energa que almacenan las sustancias qumica