¡Hola!
Un nuevo encuentro para seguir trabajando. Felicitaciones a todos los que
cumplieron con la actividad anterior, sé que a muchos les implicó un gran
esfuerzo y es un gran mérito haberlo logrado. ¡Los aliento a seguir adelante!
Les
subo a continuación un material de lectura, videos tutoriales y al final actividades de aplicación.
Si
hay algo que no entienden, no duden en consultarme, mediante un correo en cuyo asunto escriban CONSULTA FÏSICA 1°A.
Gestionen
sus tiempos, no quieran resolver todo en un mismo día. Tomen apuntes en la
carpeta e intenten resolver lo que más puedan.
Recuerden que esta tarea
será evaluada siguiendo el modelo de evaluación propuesto desde Ministerio de
Educación.
Fecha de presentación: 28/05/2020
Recordar resolver en la carpeta y sacarle fotos para
pegarlas en un ÚNICO ARCHIVO de word o pdf que deberán ADJUNTAR en el correo. Importante, no olvidar en el asunto
poner: NOMBRE+APELLIDO+CURSO+MATERIA. Por ejemplo: Melisa Marina 1°A Física.
Material de lectura:
LEYES FUNDAMENTALES DE LA ENERGÍA
Un tipo de energía puede
transformarse en otro tipo de energía, también puede Transferirse de un cuerpo
a otro, o bien, degradarse en forma de calor.
LA ENERGIA SE
TRANSFORMA
La energía puede almacenarse en
un cuerpo, transferirse de un cuerpo a otro y también transformarse (pasar de
un tipo de energía a otro), incluso dentro del mismo cuerpo. Pero no puede
crearse energía de la nada. Para obtenerla es necesario tomarla de donde se
encuentra y, mediante algún mecanismo o dispositivo, transformarla para que
pueda ser utilizada.
La naturaleza se vale de algunos
sistemas para transformar la energía. Los humanos transformamos parte de la
energía química de los alimentos en energía mecánica, por ejemplo, para mover
la lengua al hablar.
Además, a lo largo de la
historia, las personas han inventado máquinas o mecanismos transformadores de
energía. Los diseños van desde los muy simples (planos inclinados, poleas,
engranajes, pinzas, etc.) a los muy sofisticados tecnológicamente (chips,
computadoras, satélites, etc.). Otros ejemplos son los artefactos domésticos,
los distintos medios de transporte, las máquinas industriales y agrícolas, los teléfonos,
etc.
¿Qué significa que la energía se transforma y se transfiere?
Que la energía se transforma significa que puede pasar de una forma a otra. Por
ejemplo, durante la fotosíntesis las hojas verdes de las plantas, reciben la
energía radiante del sol y a través de una serie de procesos, la transformaba
en energía química que les sirve para sobrevivir.
En los paneles solares, esa
misma energía radiante del sol se transforma en energía eléctrica que se
utiliza para hacer funcionar los electrodomésticos por ejemplo.
Una cafetera recibe energía
eléctrica y la transforma en energía térmica; un ventilador, a esa misma
energía eléctrica la va a transformar en energía cinética: se van a mover las
paletas para que circule un aire más fresco.
En estos casos y en muchos más
que pensarán ustedes, vemos cómo una forma de energía se puede transformar en
otra.
Si hablamos de que la energía se transfiere,
queremos decir que puede pasar de un cuerpo a otro. Por ejemplo, cuando un
resorte comprimido se suelta y empuja una bolita, disminuye la energía elástica
del resorte y aumenta la energía cinética de la bolita. En este caso, la
energía del resorte se transfirió a la
bolita y, por ende, su energía elástica se transformó en energía cinética: la
energía del resorte disminuyó y la de la bolita aumentó.
Del mismo modo, si tu hermanita llega con las manos muy frías
y las ponés entre las tuyas, tus manos perderán un poco de energía calórica que
se transfirió a las de tu hermana, que ahora van a estar tibias. Otro ejemplo
lo tenemos cuando dejamos el plato con comida caliente sobre la mesa: cuando
volvemos después de un rato, veremos que la comida perdió calor (decimos que se
enfrió) y lo que ocurrió es que su calor pasó al aire que, aunque no lo
notemos, aumentó su temperatura.
Generalizando, cuando se observa
que la energía de un sistema A disminuye y, en
consecuencia, que la de otro sistema B aumenta, se dice que hay una
transferencia de energía desde el sistema A al B. Decir que hay una
transferencia de energía, por ejemplo, del resorte a la bolita es una manera de
hablar: significa que la energía del resorte disminuyó y la de la bolita
aumentó, que la de tus manos y la de la comida disminuyeron y que la de las
manos de tu hermana y la del aire aumentaron.
LA ENERGIA SE CONSERVA
La energía puede transformarse de
un tipo a otro en el mismo cuerpo o transferirse de un cuerpo a otro (así como
las fichas del juego de damas cambian de lugar dentro del tablero o salen fuera
de él). Sin embargo, se puede comprobar que la suma de toda la energía presente
al iniciarse un proceso da idéntico resultado a la suma de la energía presente
al finalizar dicho proceso (así como hay la misma cantidad de fichas al iniciar
y al finalizar un partido de damas).
El principio de conservación de
la energía es uno de los fundamentos de la física. Establece que en cualquier
tipo de proceso, la energía no se crea ni se destruye; es decir que existe la
misma cantidad de energía al principio del proceso de transformación como al
final de él.
La importancia de este principio
de conservación se pone en evidencia, por ejemplo, cuando los físicos que están
analizando un proceso encuentran que la energía al inicio es mayor que al
final: buscan dónde está la que falta, seguros de que existe algún cuerpo que
se llevó la diferencia (es lo mismo que harías vos si le faltaran dos fichas a
tu juego de damas y no pudieras encontrarlas: averiguarías, por ejemplo, si
rodaron debajo de algún mueble o si algún compañero las escondió).
Por otro lado, a partir del
principio de conservación, lo científicos saben que en un proceso de transformación
de energía es imposible que haya mayor energía al final de ese proceso que al inicio.
En un sistema aislado, la
cantidad total de energía se conserva, independientemente de las transformaciones
o transferencias ocurridas.
Si se calcula la energía de un
sistema en un determinado instante, se espera que ocurran determinados cambios.
Al final del proceso, se mide la energía de todas las partes del sistema y se
comprueba que la cantidad total de energía es la misma que al comienzo.
Puede pasar que una parte del
sistema haya aumentad o su energía; pero, entonces, siempre hay otra parte cuya
energía disminuyó en la misma cantidad.
Como esto se observa siempre, los
científicos piensan que también debe de haber sido así desde los comienzos del
universo y que siempre se cumplió estrictamente la Ley de conservación de la energía.
LA ENERGIA SE DEGRADA
La energía se puede transformar
de unas formas en otras, sin que ello suponga que la energía se agote o se
destruya. Sin embargo, en estas transformaciones la energía se degrada, pierde
calidad.
Si bien la energía total se
conserva, hay algo que se pierde.
En toda transformación parte de
la energía se convierte en calor, que es una forma de energía de menor calidad,
menos aprovechable, porque no se puede transformar en otras formas de energía fácilmente.
Se dice entonces que el calor, que se genera en toda transformación como un
residuo, es una forma degradada de energía.
Para entender el concepto de degradación de
la energía pensá en una pelotita de goma que se deja caer desde una cierta
altura sobre un cajón con arena.
Cuando se suelta la pelotita,
inicialmente tiene energía potencial gravitatoria.
Mientras cae, la energía
potencial de la pelotita toma distintas formas:
• una parte se transforma en
energía cinética;
• otra parte pasa al aire, como
trabajo del rozamiento;
• otra parte produce aumento en
la temperatura de la goma (en forma casi imperceptible).
Cuando la pelotita choca con la
arena:
• parte de la energía cinética
disponible la deforma y aumenta su temperatura;
• otra parte pasa a la arena,
también deformándola y aumentando su temperatura;
• otra parte de esa energía pasa
al aire.
En todos los procesos existe
rozamiento y, en consecuencia, parte de la energía se disipa en calor que eleva
la temperatura de los cuerpos involucrados y del medio que los rodea. La
energía se degrada porque, en toda transformación, una parte se transfiere como
calor. No es posible aprovechar en trabajo toda la energía inicial.
En todas las transformaciones,
inevitablemente, algo de energía se transforma o transfiere por calor. Por
ejemplo, si encienden la licuadora, notarán que artefacto se calienta. Pero ¿de
dónde proviene la energía que produce el aumento de temperatura? La respuesta
es que no toda la energía de la corriente eléctrica se transforma en energía
cinética en las aspas; parte de ella, se transfiere por calor al ambiente y ya
no resulta útil. Por eso, se dice que la energía se degrada, pero de ninguna
manera se destruye.
Habitualmente se dice que
"se pierde energía en forma de calor", en el sentido de que esta energía
no puede aprovecharse totalmente para realizar trabajo. La energía útil es
aquella que se aprovecha. Por ejemplo,
al funcionar una licuadora no se utiliza toda la energía eléctrica en hacer trabajar
las paletas, ya que el motor se calienta "disipando" parte de esa
energía. Además, el ruido que produce el aparato al funcionar también es
energía que se pierde en forma de energía sonora.
En el lenguaje cotidiano, la
expresión consumo energético hace referencia a la transformación de una forma
de energía en otra u otras de peor calidad. Producción de energía quiere decir transformación
de una forma de energía en otra de mejor calidad, que permite un mayor número de
transformaciones posteriores.
Por ejemplo, cuando se calienta
agua mediante la combustión de gas butano, la energía química almacenada en el combustible es de
mejor calidad que la energía almacenada en el agua caliente.
Se dice que se ha consumido
energía porque se ha degradado: la energía química se transformó, aumentó la energía cinética (la
temperatura) de las moléculas del agua, de la cacerola que las contiene, del
aire que las rodea, de la cocina, etc., y una pequeña parte se convirtió en
luz. De las transformaciones que se producen en este proceso, sólo es
aprovechable el aumento de energía cinética de las moléculas de agua.
Este video resume lo dicho:
Podemos ver esto en el siguiente
ejemplo:
ACTIVIDADES para resolver luego de la lectura:
1) Especifica las transformaciones de
Energía que se producen en cada caso.
a) un carrito andando por una montaña
rusa
b) una persona usando el secador de pelo
c) una pava con agua hirviendo
d) una licuadora
e) una bicicleta
2) Completen el cuadro
con un objeto o dispositivo que realice la transferencia de energía mencionada.
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Trasformación
de energía producida
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Objeto,
dispositivo o proceso
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De
eléctrica a luminosa
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De
eléctrica a sonora
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De
eléctrica a térmica
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De
química a térmica
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De solar
a química
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De
química a eléctrica
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De solar
a eléctrica
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3) ¿Por qué se dice que la energía se
transforma? Ejemplifica.
4) ¿Qué dice el principio de conservación
de la energía?
5) ¿Es posible que en un proceso de
transformación haya más energía al final que al comienzo del proceso?
6) ¿Qué significa que en todo proceso de
transformación, la energía se degrade? Ejemplifica
7) Si La energía no se crea ni se
destruye, entonces:
a) ¿Por qué tenemos que pagar la energía
eléctrica? ¿Por qué no podemos devolverla después de usarla?
b) ¿Por qué se habla de la escasez de
energía?
c) ¿Por qué tenemos que alimentarnos cada
día para "reponer" energía?
