viernes, 28 de octubre de 2011

Conservación de la Energía

Preguntas ¿En qué consiste la conservación de la energía? ¿Cómo se puede transformar la energía del Sol? ¿Qué es un colector de energía solar de placa plana? ¿Qué es un colector concentrador de energía solar? ¿En qué consiste un horno solar? ¿En qué consiste una casa inteligente?
Equipo 1 2 3 4 5 6
Respuestas La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor. Dicho de otra forma: la energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, pero en su conjunto permanece estable (o constante). Conversión de la energía solar en electricidad.
Aproximadamente el 30.0 por ciento de la energía solar que alcanza el borde exterior de la atmósfera se consume en el ciclo del agua, mismo que produce la lluvia y la energía potencial de las corrientes de montaña y de los ríos. Son celdas que absorben la energía del sol para luego transformarla en energía eléctrica es cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía irradiada por el sol y convertirla en energía térmica. Consiste en colocar espejos para que los rayos del Sol se reflejen y estos produzcan energía. Una casa inteligente tiene sistemas electrónicos que ayudan a lograr la eficiencia y el aprovechamiento máximo de todos los recursos en la casa en todos los sentidos, es por eso que es llamada inteligente. La eficiencia de la casa puede cuidar el medio ambiente ahorrando energía. La casa inteligente debe tener la posibilidad de crear diferentes escenarios de iluminación dependiendo de las actividades dentro de la casa.


La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor. Dicho de otra forma :la energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, pero en su conjunto permanece estable (o constante).

Conservación de la energía y termodinámica
Dentro de los sistemas termodinámicos, una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de energía térmica (Q) a un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores:


Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En un proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior. Así un sistema físico aislado puede cambiar su estado a otro con la misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable. Por ejemplo, un movimiento con fricciónenergía mecánica en energía térmica. Esa energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario.
Desde un punto de vista cotidiano, las máquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en pérdidas de energía y por lo tanto también de recursos económicos o materiales. Como se decía anteriormente, esto no debe interpretarse como un incumplimiento del principio enunciado sino como una transformación "irremediable" de la energía es un proceso irreversible por el cual se convierte

Aplicaciones de las formas de calor: conducción, convección, radiación.

Preguntas ¿Cuándo se presenta la transmisión de energía térmica? ¿Cuáles son la forma de transmisión de la energía térmica? ¿En qué consiste la conducción térmica? ¿En qué consiste la convección térmica? ¿En qué consiste la radiación térmica? ¿Cuáles materiales son buenos o malos transmisores de la energía térmica?
Equipos 5 1 2 4 3 6
Respuestas Cuando ambos cuerpos igualan sus temperaturas
Se transfiere mediante conveccion, radiación o conduccion…. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los solidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimiento de electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. Traspasa el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Esto al calentarse, aumenta el volumen y por lo tanto, su densidad disminuye y ascocian desplazando el fluido que se aumenta en la parte superior y que esta es menor temperatura Consiste en la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacio material. Los conductores eléctricos suelen ser buenos conductores de calor (los metales).


Transferencia de calor , en física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesospueden tener lugar simultáneamente

CONDUCCIÓN
En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte, al movimientode los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos conductores del calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourierdio una expresión matemática precisa que hoy se conoce como ley de Fourier de la conducción del calor. Esta ley afirma que la velocidadde conducción de calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura que existe en el cuerpo (con el signo cambiado).
El factor de proporcionalidad se denomina conductividad térmica del material




CONVECCIÓN
Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina convección natural. La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerzasu movimiento de acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos.
Supongamos, por ejemplo, que calentamos desde abajo una cacerola llena de agua.


RADIACIÓN
La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondaselectromagnéticas. Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas, pero la única explicación general satisfactoria de la radiación electromagnética es la teoría cuántica. En 1905, Albert Einstein sugirió que la radiación presenta a veces un comportamientocuantizado: en el efecto fotoeléctrico, la radiación se comporta como minúsculos proyectiles llamados fotones y no como ondas. La naturalezacuántica de la energía radiante se había postulado antes de la aparición del artículo de Einstein, y en 1900 el físico alemán Max Planck empleó la teoría cuántica y el formalismo matemático de la mecánica estadística para derivar una ley fundamental de la radiación. La expresión matemática de esta ley, llamada distribuciónde Planck, relaciona la intensidad de la energía radiante que emite un cuerpo en una longitud de onda determinada con la temperatura del cuerpo. Para cada temperatura y cada longitud de onda existe un máximo de energía radiante. Sólo un cuerpo ideal (cuerpo negro) emite radiación ajustándose exactamente a la ley de Planck. Los cuerpos reales emiten con una intensidad algo menor.

viernes, 21 de octubre de 2011

calores especificos y latente

Semana 11 Jueves
32 Calores específico y latente.
Preguntas ¿Qué es el calor específico de una sustancia? ¿Cómo se calcula el calor específico de una sustancia? Ejemplo de calores específicos de las sustancias ¿Qué es el calor latente de una sustancia? ¿Cuál es el modelo matemático del calor latente de las sustancias? ¿Que unidades se emplean en el calor especifico de una sustancia y el calor latente?
Equipo
Respuestas

Calor específico y calor latente.
Q= m.Cp(Tf-Ti)
Q= Energía transferida se mide en calorías
Cp = Calor especifico del material Cal/oC.Gramos
M = masa del material en gramos.
Ti= Temperatura inicial oC
Tf =Temperatura final oC
Material: Vaso de precipitados de 250 ml, sistema de calentamiento, placas de aluminio, cobre, balanza, calorímetro.
Procedimiento:
Pesar las placas de aluminio y cobre.
Pesar 100 ml de agua en el vaso de precipitados.
Colocar la barra de metal en el vaso de precipitados y calentar hasta ebullición.
Con las pinzas colocar la barra de metal en el calorímetro con 100ml de agua, midiendo su temperatura inicial y final de equilibrio.
Observaciones:
Temp Metal Masa gramos Temperatura inicial del agua Temperatura de equilibrio Calculo del calor especifico



Semana 11 Martes... equilibrio termico,temperatura e intercambio de energia interna


31 Equilibrio térmico, temperatura e intercambio de energía interna.

¿Qué se requiere para obtener un equilibrio térmico?
¿Cuando se logra el equilibrio térmico?
¿Cuáles son las escalas de temperatura conocidas?
¿Cuáles son las formulas para intercambiar las diferentes escalas térmicas?
Equipo
2
3
1
5
Respuestas
La cantidad de energía interna debe de ser igual en los dos cuerpos.
Cuando dos cuerpos entran en contacto tienden a llegar a un equilibrio térmico mediante el flujo de calor hasta que ambos quedan a la misma temperatura
Kelvin (°K)
Celsius (°C)
Farenheit (°F)



°K = °C + 273
°F = °C – 32
°C = (F – 32) 5/9



.
Equipo
Ml de agua en el Matraz
Temperatura
oC
Ml de agua en el Vaso de precipitados
Temperatura
oC
Tiempo de equilibrio
Temperatura de equilibrio
°oC
1
50
30
25
20o
4.47 min
27o
2
75
40
50
ambiente
5.10 min
38°
3
100
50
75
ambiente
6.44 min
44°
4
125
60
100
20°
3.18 min
40°
5
150
70
125
ambiente
20.4 seg
50°
6
175
80
150
ambiente
36.4 seg
 61°

domingo, 16 de octubre de 2011

recapitulcion 28

Resumen martes y jueves

Equipo
Resumen
1
El día mares hicimos una práctica basada en el calor creando un termómetro con una botella, plastilina  un popote al cual le colocamos agua de Jamaica que representaba el colorante, alcohol y un poco de agua, al cual a este lo introducimos a un vaso de precipitado al cual le agregamos agua, a estos conjuntos fueron calentados mediante  una lámpara de alcohol y al final medimos la temperatura con la que vimos a que temperatura se derramaba
2
El día martes realizamos un termómetro casero con una botella de plástico para poder comprobar que se puede utilizar para medir la temperatura. Aparte de la botella utilizamos un colorante, un popote, plastilina , un alcohol y un calentador para poder realizar dicha actividad.
3
El día martes realizamos la práctica  que trataba en el calor. donde realizamos un termómetro  con una botella , plastilina , un popote, después le colocamos agua con colorante en este caso no había y fue de jamaica  , la botella estaba terminada  y la inducimos a un recipiente donde lo calentamos mediante una lámpara de alcohol , y íbamos midiendo la temperatura  hasta que se derramara el agua y así concluir con dicha actividad
4
El día martes realizamos una práctica en la cual hicimos un termómetro casero con una botella, colorante, plastilina, alcohol y un popote; este termómetro lo introducimos en un vaso precipitado con agua y el termómetro farmacéutico, todo esto se calentó para ver cuál era la temperatura máxima que el termómetro casero podía alcanzar.

5
El martes realizamos un termómetro casero con una botella de plástico, agua, colorante, un popote y plastilina. Hervimos agua para comprobar que funcionaba y usamos, también, un termómetro de verdad. Y así concluimos que la temperatura del termómetro indico la temperatura del termómetro casero …

6

El día Martes El día martes realizamos una práctica en donde hicimos un termómetro casero con una botella, colorante, plastilina, alcohol y un popote; este termómetro lo introducimos en un vaso precipitado con agua y el termómetro farmacéutico, todo esto se calentó para ver cuál era la temperatura máxima que el termómetro casero podía alcanzar


Consumo de energía per cápita y desarrollo social.

Preguntas
¿Cuál es el consumo de energía convencional?
¿Cómo afecta el uso de energía fósil?
¿Qué es la biomasa?
¿Qué energías alternativas tendrán más importancia en México en el futuro?
¿En qué consiste la bioenergía?
¿Como funciona la energía mare motriz?

Equipo
1
6
2
3
5
4
Respuestas
Energía tradicional que se comercializa entrando a formar parte del cómputo del Producto Interior Bruto
Petróleo
Carbón
Madera
gas natural
Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y resultan tóxicos para la vida.
Se produce un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo
Al ser utilizados contaminan más que otros productos que podrían haberse utilizado en su lugar.

Se considera como el conjunto de la materia orgánica (origen vegetal y animal) de la transformación natural o artificial de la materia orgánica.

Eólica, solar, hidráulica, son las energías que no necesitan combustibles no renovables que son amigables con el ambiente
La bioenergía es la energía renovable obtenida de materiales biológicos. En utilizar biocombustibles.

La energía motriz se produce por el movimiento de algún cuerpo


Medición de la energía calorífica
Material: Termómetro, vaso de precipitados 250 ml
Sustancias: agua, aire, metal
Procedimiento:
        Medir la temperatura de cada sustancia. Tabular y graficar los datos.

Equipo
agua
aire
metal
1
20°
21°
17°
2
20°
21°
17°
3
20°
21°
17°
4
20°
21°
18°
5
19°
21°
18°
6
20°
21°
18°