Comenzamos el curso de Tecnología Industrial con un tema relacionado con la energía y su transformación. Lo primero que aclaramos fue la diferencia entre ciencia, tecnología y técnica, siendo sus diferencias las siguientes:
- Ciencia: Tiende a formular leyes generales y abstractas, empleando el método científico de investigación. Sus productos obtenidos son leyes, modelos, teorías, etc.
- Tecnología: Es un saber hacer (no un hacer). Sus productos son proyectos y construcciones de artefactos reales, además usa los conocimientos científicos de la ciencia.
- Técnica: Es el "hacer", forma parte de la tecnología pero no la contiene, es decir, constituye la parte práctica de la tecnología. Se trata de una habilidad manual.
ÍNDICE:
- Calorías y Sistemas de Unidades.
- Definición de Energía.
- Los diferentes tipos de Energía.
- El consumo y rendimiento energético.
Calorías y Sistemas de Unidades:
La caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado de temperatura (para pasar de 14'5 ºC a 15'5 ºC) un gramo de agua, a presión atmosférica normal.
La fórmula que relaciona la temperatura adquirida por una masa de agua y el calor absorbido es:
Q = C · m · (Tf - Ti), donde m está expresado en gramos, las temperaturas en ºC, el calor Q en calorías y el calor específico C en cal/g · ºC.
La tabla del Sistema de Unidades es el siguiente:
Definición de ENERGÍA:
Definimos la energía como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo específico.
Formas de manifestación de la energía:
- ENERGÍA MECÁNICA:
La energía mecánica es siempre la suma de las energías cinética y potencial.
Em = Ec + Ep
La energía cinética es la energía de un cuerpo debida a su velocidad. Así, para una misma masa, cuanto mayor es la velocidad del objeto, mayor energía cinética posee:
Ec = 1/2 · m · v^2
La energía potencial es la energía de un cuerpo debida a la altura a la que se encuentra dentro de un campo de fuerzas determinado:
Ep = m · g · h
- ENERGÍA CALORÍFICA O TÉRMICA:
La energía es aquella que contiene un cuerpo por el movimiento de sus moléculas. El calor es la energía térmica en tránsito o en movimiento, mientras que la temperatura indica el grado o intensidad de la energía térmica, independientemente de su cantidad. Se puede transmitir por conducción, convección y radiación.
- Transmisión por Conducción:
Q = (λ/d) · S · (Tf - Ti) · t
λ= Coeficiente de conductividad ( kcal/m · h · ºC)
d= Espacio entre dos superficies del mismo espesor (m)
S= Superficies de transmisión del cuerpo (m^2)
t= Tiempo (h)
- Transmisión por Convección:
Q= α · S · (Tf - Ti) · t
α = coeficiente de convección ((kcal/m^2) · h · ºC)
t= tiempo (h)
- Transmisión por Radiación:
Q= c · S · [( T2/100)^4 - ( T1/100)^4] · t
c= coeficiente de radiación
T1= temperatura absoluta del objeto irradiado
T2= Temperatura absoluta del objeto que irradia calor
t= tiempo
En caso de que el material de la superficie irradiada sea distinto del de la superficie que irradia hay que utilizar:
c = 1/ [(1/c1)+(1/c2) - (1/4.95)]
- ENERGÍA QUÍMICA:
Se origina al reaccionar dos o más productos químicos para formar otro distinto. A partir de cierta temperatura 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 combustión. En materiales sólidos y líquidos se emplea Q= Pc · m y en gaseosos es Q= Pc · V donde m es la masa en kg y V el volumen en m^3.
Cuando las condiciones no son normales (1 atm y 0 ºC) utilizamos:
Pc real (kcal/m^3) = Pc · p · [273/(273+T)]
T= temperatura del combustible (ºC)
p= presión del combustible (atm)
Pc= poder calorífico del combustible en condiciones normales
- ENERGÍA NUCLEAR:
Es la energía de la materia contenida en el núcleo de sus átomos. Al fisionar un átomo de uranio o plutonio se obtiene una gran cantidad de energía en forma de calor.El peso resultante de la reacción nuclear después de la fisión es menor que la suma de sus componentes, por lo que esa diferencia de peso se transforma en energía:
E= m · c^2
E= energía calorífica obtenida (J)
m= masa que ha desaparecido (kg)
c= velocidad de la luz (3 · 10^8 m/s)
- ENERGÍA ELÉCTRICA:
Es la energía que proporciona la corriente eléctrica. Se trata de una energía de transporte, por lo que, normalmente, no es primaria ni final. En general, siempre se transforma a otro tipo de energía diferente.
Ee = P · t = V · I · t = I2 · R · t
P= potencia (W)
R= resietncia (Ω)
t= tiempo (s)
I = intensidad (A)
Ley de Ohm : V=I*R
Consumo energético:
ΔE = Ef - Ei = Q - W
ΔE = variación de la energía interna del sistema
Ef = energía final
Ei = energía inicial
Q = Calor o energía que recibe el sistema
W = trabajo que realiza el sistema
Rendimiento energético:
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.
η= Trabajo realizado (Eu) / Energía suministrada (Es)
Comentarios
Publicar un comentario