Tema 1: Definición de energía, unidades.

INTRODUCCIÓN.

La manipulación y el control de la energía por el ser humano ha marcado su capacidad de desarrollo. Primero fue el control del fuego, después la rueda hidráulica, la aparición de los primeros molinos de viento, más tarde la máquina de vapor y por fin la producción de la electricidad que permitió disponer de cualquier cantidad de energía en cualquier lugar.

 ENERGÍA:

Capacidad que tiene un sistema para producir trabajo. La energía de un sistema puede ser liberada y transformarse en otros tipos de energía.

pero, ¿qué es el trabajo? 

TRABAJO:

Es la forma de manifestarse la energía con consecuencias útiles, y se produce al aplicar una fuerza provocando un desplazamiento (o una deformación), o lo que es lo mismo, es el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo y el desplazamiento que éste sufre.

Trabajo = Fuerza x desplazamiento

W = F · d

UNIDAD DE MEDIDA DE LA ENERGÍA:

En el sistema internacional, la unidad de medida para la energía y el trabajo es el Julio (J), que se define como el trabajo realizado por una fuerza de 1 Newton al producir un desplazamiento de 1 metro.


Pero hay una serie de unidade de energía alternativas que se usan con mucha frecuencia ...

• Ergio: Unidad de energía del sistema c.g.s. es la energía producida cuando al aplicar una fuerza de una dina se produce un desplazamiento de un centímetro.

1 ergio = 10^-7 julios

• Kilográmetro o kilopondímetro: Unidad de energía del sistema técnico, es la energía producida cuando al aplicar una fuerza de un kilopondio se produce un desplazamiento de un metro.

1 Kp m = 9,8 julios

• Caloría: Se suele emplear siempre que se hable de energía en forma de calor, se define como el calor que hay que aportar para elevar la temperatura de un gramo de agua entre 14,5ºC y 15,5ºC. Se suele emplear también la kilocaloría.

1 caloría = 4,18 julios

• Frigoría: Es la unidad de energía utilizada en refrigeración y equivale a absorber una caloría.

• Kilovatio hora: Se suele emplear siempre que consideremos la energía desde el punto de vista del consumo eléctrico.

1 kwh =3,6 x 10⁶ julios

• Tonelada equivalente de petróleo (tep): Se suele emplear esta unidad para comparar cualquier tipo de energía y equivale al calor que se produce cuando se quema una tonelada de petróleo.

1 tep = 41,84 x 10⁹ julios

• Tonelada equivalente de carbón (tec): Es el mismo concepto anterior pero referido a la combustión de una tonelada de carbón.

1 tec = 29,3 x 10⁹julios

• Electronvoltio: Es la energía que adquiere un electrón al ser acelerado en el vacio por una diferencia de potencial de un voltio.

1 ev = 1,6 x 10^-19 julios

POTENCIA Y ENERGÍA.

En cualquier aplicación práctica va a ser muy importante conocer la rapidez con que se puede transmitir, producir o consumir un trabajo o una energía, para ello aparece la magnitud "potencia".

 Potencia es el trabajo que se ha realizado (generado o consumido) durante la unidad de tiempo, es decir, la energía desarrollada o consumida por unidad de tiempo.

 

o lo que es lo mismo...

En el sistema internacional se mide en vatios, y se representa con una W, siendo la potencia desarrollada por un sistema que libera una energía de un Julio en un tiempo de un segundo.

Muy frecuentemente cuando estamos refiriéndonos a sistemas mecánicos o a motores térmicos, se emplea como unidad de potencia el caballo de vapor (CV) , un CV (HP) equivale a 736 W.

Ejercicio 1

Calcula la energía, en julios y en kWh, que ha consumido una lámpara incandescente de 80 W que ha estado conectada durante 45 minutos.

Ejercicio 2
Un coche tiene una potencia de 120 Cv, ¿a cúantos wattios equivaldría? . ¿Qué energía habrá consumido si trabaja a máxima potencia durante 8 minutos?