LA ENERGÍA Y SUS TRANSFORMACIONES

LA ENERGÍA Y SUS TRANSFORMACIONES

ENERGÍA

La energía es una magnitud que indica la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo, y se manifiesta cuando se producen transformaciones de la misma. La energía, aun siendo única se puede presentar en la naturaleza bajo diversas formas, capaces de transformarse unas en otras cumpliendo una ley fundamental, la ley de la conservación de la energía.

Conservación de la energía

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.

Transformación de la energía

La energía es una magnitud física que asociamos con la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo mecánico, emitir luz, generar calor, etc. En física la energía es uno de los conceptos básicos debido a su propiedad fundamental: La energía total de un sistema aislado se mantiene constante. Por tanto en el universo no puede existir creación o desaparición de energía, sino transferencia de un sistema a otro o transformación de energía de una forma a otra.

La energía, por lo tanto, puede manifestarse de distintas formas: potencial, cinética, química, eléctrica, magnética, nuclear, radiante, etc., existiendo la posibilidad de que se transformen entre sí pero respetando siempre el principio de la conservación de la energía.

En las baterías de acumuladores eléctricos, tal como se ha dicho, además de utilizarse en los automóviles, proporcionan energía eléctrica a muchos otros equipos, por lo que varían en número de celdas, capacidad, tamaño y peso. Son objetos pesados y su manipulación manual es causa de lesiones musculares. A veces constituyen una unidad individual en una bandeja de acero que puede ir desde el tamaño de una maleta hasta alcanzar un gran tamaño y pesar más de 5000 kg. Por ello se debe disponer del equipo de manutención adecuado para facilitar su manipulación y transporte. Se debe conocer el peso de la batería, que suele estar estampado en la bandeja de soporte.

La presente investigación describe los aspectos relacionados con la transformación de la energía química en energía eléctrica en los acumuladores de automóviles, de lo cual se explicará su proceso de transformación.

Fuente de energía

Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de las que el hombre puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo el viento, el agua, el sol , etc...

La búsqueda de fuentes de energía inagotables y el intento de los países industrializados de fortalecer sus

economías nacionales reduciendo su dependencia de los combustibles fósiles, concentrados en territorios extranjeros tras la explotación y casi agotamiento de los recursos propios, les llevó a la adopción de la energía nuclear y en aquellos con suficientes recursos hídricos, al aprovechamiento hidráulico intensivo de sus cursos de agua.

A finales del siglo XX se comenzó a cuestionar el modelo energético imperante por dos motivos:

* Los problemas medioambientales suscitados por la combustión de combustibles fósiles, como los episodios de Esmog de grandes urbes como Londres o Los Ángeles, o el calentamiento global del planeta.

* Los riesgos del uso de la energía nuclear, puestos de manifiesto en accidentes como Chernóbil.

Las energías limpias son aquellas que reducen drásticamente los impactos ambientales producidos, entre las que cabe citar el aprovechamiento de:

* El Sol: energía solar

* El viento: energía eólica

* Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica

* Los mares y océanos: energía mareomotriz

* El calor de la Tierra : energía geotérmica

* El átomo: energía nuclear

* La materia orgánica: biomasa

Todas ellas renovables, excepto la energía nuclear, por ser su combustible principal, el uranio, un mineral.

Con respecto a las llamadas energías alternativas (eólica, solar, hidráulica, biomasa, mareomotriz y geotérmica), cabe señalar que su explotación a escala industrial, es fuertemente contestada incluso por grupos ecologistas,

dado que los impactos medioambientales de estas instalaciones y las líneas de distribución de energía eléctrica que precisan pueden llegar a ser importantes, especialmente, si como ocurre con frecuencia (caso de la energía eólica) se ocupan espacios naturales que habían permanecido ajenos al hombre.

Las fuentes de energía pueden ser renovables y no renovables.Las renovables, como el Sol, permiten una explotación ilimitada, ya que la naturaleza las renueva constantemente. Las no renovables como el carbón, aprovechan recursos naturales cuyas reservas disminuyen con la explotación, lo que las convierte en fuentes de energía con poco futuro, ya que sus reservas se están viendo reducidas drásticamente.

Combustible fósil

La mayor parte de la energía empleada actualmente en el mundo proviene de los combustibles fósiles. Se los utiliza en transporte, para generar electricidad, para calentar ambientes, para cocinar, etc.

Los combustibles fósiles son tres: petróleo, carbón y gas natural, y se formaron hace millones de años, a partir de restos orgánicos de plantas y animales muertos. Durante miles de años de evolución del planeta, los restos de seres que lo poblaron en sus distintas etapas se fueron depositando en el fondo de mares, lagos y otros cuerpos de agua. Allí fueron cubiertos por capa tras capa de sedimento. Fueron necesarios millones de años para que las reacciones químicas de descomposición y la presión ejercida por el peso de esas capas transformasena esos restos orgánicos en gas, petróleo o carbón.

Los combustibles fósiles son recursos no renovables: no se reponen por procesos biológicos como por ejemplo la madera. En algún momento, se acabarán, y tal vez sea necesario disponer de millones de años de una evolución y descomposición similar para que vuelvan a aparecer.

Transformación de la energía térmica en mecánica

METODO PARA LA TRANSFORMACION DE ENERGIA TERMICA EN ENERGIA MECANICA, POR MEDIO DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DE AL MENOS SEIS TIEMPOS. CONSISTE EN ESTABLECER UN CICLO DE MAS DE CUATRO TIEMPOS, COMPRENDIENDO AL MENOS UN PRIMER TIEMPO DE COMPRESION DE AIRE, UN SEGUNDO TIEMPO DE EXPANSION DE LA CAMARA DE VOLUMEN VARIABLE, UN TERCER TIEMPO DE COMPRESION MEDIANTE REDUCCION DEL VOLUMEN DE LA CAMARA, UN CUARTO TIEMPO DE EXPANSION DE LA CAMARA, UN QUINTO TIEMPO DE INTRODUCCION DE AIRE A TRAVES DEL CONDUCTO DE ADMISION EN LA CAMARA DE VOLUMEN VARIABLE, Y UN SEXTO TIEMPO PARA LA EXPULSION DE GASES A TRAVES DEL CONDUCTO DE ESCAPE.

Máquina de vapor

Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de vapor de agua en energía mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:

* Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.

* El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

Turbina

Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes.

Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotación.

El término turbina suele aplicarse también, por ser el componente principal, al conjunto de varias turbinas conectadas a un generador para la obtención de energía eléctrica.

Reactor nuclear

Un reactor nuclear es un dispositivo en donde se produce una reacción nuclear controlada. Se puede utilizar para la obtención de energía en las denominadas centrales nucleares, la producción

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