Energia

CUESTIONARIO

1. A snowball, mass = 0.5 kg, is thrown at 10 m/s. How much kinetic energy does it possess? What happens to that energy after you are hit with that snowball?

Una bola de nieve, masa = 0,5 kg , se lanza a 10 m / s . ¿Cuánta energía cinética no se posee ? ¿Qué le sucede a la energía después de que se ven afectados con la bola de nieve ?

RESPUESTA:

La Energía cinética que posee la Bola de Nieve se relaciona bajo la siguiente formula así:

Ec= 1 . m. v2

2

E= energía en kg m2 = Nm = Joule

m= masa en kg

v= velocidad en m/s

E= 0,5kg . 100 = 25 J

2

Por lo tanto, para que cualquier cuerpo pueda adquirir energía cinética o energía de movimiento; se relaciona con definir el movimiento, el cual es la necesaria para aplicarle una fuerza sobre el objeto a ser movido. Por lo cual cuando mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.

Es así, que la bola de nieve en su descenso transforma la energía potencial, que ha adquirido a ganar altura, por lo cual esta energía se convierte en energía cinética, expresada en Julius.

2. For your home, estimate the power installed for lighting. Then, estimate the energy used for lighting for 1 yr.

Para su hogar, estimar la potencia instalada para la iluminación. A continuación, calcule la energía utilizada para la iluminación de 1 año.

RESPUESTA:

El consumo de energía eléctrica se mide en Kwh siendo:

Kw = kilowattios = 1000 wattios. La cual representa la unidad de potencia de la Energía.

H = hora = unidad de tiempo

El kWh es la unidad de medida que utilizan las empresas eléctricas para cobrar lo que consumen los usuarios y la forma conveniente de expresar un consumo energético, en todos los casos se refiere a la cantidad de energía consumida durante un periodo determinado

Un Kilovatio hora (Kwh) es el equivalente a mantener un consumo de potencia de 1000 vatios durante una hora.

1 Kwh consumido durante 10 horas por día, que es el equivalente a mantener encendidas 10 lámparas de 100 vatios durante 10 horas continuas ó interrumpidas, nos da por resultado un consumo de energía de 10 Kwh/día, que si a su vez mantenemos constante durante 1 año (365 días) los 365 días de un año tendremos un consumo energético de 3.650 kWh/año.

3. From last problem, estimate the energy saved if you converted your lighting from incandescent to compact fluorescent, as well as to LED. Fluorescent lights are more effi-cient, providing more light per watt.

De último problema, estimar la energía que se ahorra si volvéis la iluminación de incandescencia para compactar fluorescente, así como LED. Las luces fluorescentes son más eficiente, proporcionando más luz por vatio.

Los ledes (LED) se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.

Las bombillas incandescentes generan 90% de calor y sólo 10% de iluminación, mientras que las lámparas fluorescentes compactas generan casi un 100% en iluminación. Entre las ventajas de las lámparas fluorescentes están: reducen el consumo de energía entre 71% a 75 % en comparación con una bombilla incandescente de capacidad equivalente; se ahorran entre $36 a $64 en costos energéticos a través de su vida útil; proveen una intensidad de luz similar a la bombilla incandescente; enroscan en la misma roseta que las bombillas incandescentes (no necesitan aditamentos ni cables adicionales); duran de 8 a 13 veces más que su bombilla incandescente equivalente; tienen un rendimiento de color similar al de una bombilla incandescente y los colores se ven naturales.

CAPACIDAD (vatios) EQUIVALENTE

BOMBILLAS INCANDESCENTES FLUORESCENTES COMPACTAS

40W 9W

60W 15W

75W 22W

100W 27W

BOMBILLA INCANDESCENTE VS. LÁMPARA FLUORESCENTE COMPACTA

60W VATIOS 15W

1,000 Hrs. HORAS DE VIDA APROXIMADAS 10,000 Hrs.

14.40 KWh CONSUMO MENSUAL APROXIMADO (8 HRS/DIA) 3.60 kWh

172,8 KWh CONSUMO ANUAL 43,2 KWh

Ahorro Anual (kwh) 129,6

4. What is the maximum power (electrical) used by your residence or home (assume all your appliances, lights, etc. are on, at the same time)?

¿Cuál es la máxima potencia (eléctrica) utilizado por su residencia o domicilio ( asumen todos sus electrodomésticos , luces, etc se encuentran, al mismo tiempo) ?

RESPUESTA:

Tipo de circuito Potencia por toma (W)

Iluminación 200

Cocina y horno 5.400

Lavadora 3.450

Aire acondicionado 5.750

Plancha 800

Televisor 250

Computador 50 y 100

Equipo de sonido 200

Nevera 290

De acuerdo con los estudios efectuados por las empresas de servicios públicos de energía y que se tienen en cuenta para la realización de los diseños de energía en las viviendas se tiene los siguientes datos:

5. Approximately, at your residence or home, what is your average electrical energy usage per month (in kWh)?

Aproximadamente, en su residencia o en el hogar, ¿cuál es su consumo de energía eléctrica promedio por mes (en kWh ) ?

RESPUESTA:

Teniendo en cuenta la factura de Codensa del periodo facturado entre 04 de julio al 01 de Agosto de 2013el consumo de mi hogar es:

Información del consumo:

Lectura actual: 3091 Lectura anterior: 2994 Diferencia: 97

Factor: 1 Energía consumida: 97 Total consumo (KWh) mes: 97

Relación de consumo en los últimos 6 meses se tiene: 109 kWh

6. What is the power rating of your vehicle or your parent’s (convert to kW)? What is the fuel efficiency (km/g)?

¿Cuál es la potencia de su vehículo o de su padre (convertir en kW ) ? ¿Cuál es el consumo de combustible (km / g ) ?

RESPUESTA:

Potencia del vehículo Renault Logan Dynamique 1.6 L

• Velocidad máxima: 175 km/h

• Aceleración 0-100 km/h: 12,30 seg

• Potencia Máxima (Hp*r.p.m.) = 90@5500cv.

Donde: Para pasar de Cv a Kw= hay que multiplicar por 0.736

90cv * 0.736: 66,24 kw

Para pasar de Kw a CV= hay que multiplicar por 1.36.

66,24kw *1.36: 90,09 cv

• C: cilindrada en centímetros cúbicos: 1.6 litros (1.598cc)

• N: número de cilindros: 4 cilindros

• Número de Valvulas: 8 unidades

• Consumo de combustible km/g (ltrs/100 km) = 43

Dónde:

1 galón tiene 3,785 ltrs, el vehículo consume: 162,76 litros / km

el vehículo consume por cada 100 km 16276 lts

• 100km posee 2,449141347 gl

• El vehículo consume 6.645, 59 km/g

7. The Hawaii Natural Energy Institute tested a 100-kW OTEC (ocean thermal energy conversion) system. The surface temperature is 30° C, and at a depth of 1 km the temperature is 10°C. Calculate the maximum theoretical effi¬ciency for this OTEC system ᶯmax. Remember that you have to use degrees kelvin in the formula for maximum efficiency

El Instituto de Energía Natural de Hawaii probó un sistema de 100 kW OTEC (conversión de energía térmica oceánica ) . La temperatura de la superficie es de 30 ° C , y a una profundidad de 1 km, la temperatura es de 10 ° C. Calcular la máxima eficacia teórico de este sistema OTEC ᶯ max. Recuerde que usted tiene que utilizar grados kelvin en la fórmula para obtener la máxima eficiencia.

RESPUESTA:

La ᶯ eficiencia, está fundamentalmente limitada por el teorema de Carnot, que indica que la eficiencia máxima, ᶯ máximo, es igual a W / QH = (TH - TC) / TH, donde T es la temperatura absoluta.

Por lo tanto se tiene:

ᶯ eficiencia = (TH - TC) / TH

Donde:

TH = Temperatura inicial a mayor altura

TC = Temperatura a menor altura

Entonces: Los 30 ºC equivalen a 303,15 ºK

Y los130 ºC equivalen a 283,15 ºK

Queda entonces

ᶯ eficiencia = (303,15 – 283,15) /303,15

ᶯ eficiencia = 6,60%

Por lo cual, la eficiencia está en el rango establecido entre el 3 por ciento ( 97 por ciento del calor residual ) para el Océano conversión de energía térmica ( energía oceánica ) hasta el 25 por ciento para la mayoría de los motores.

8. The world population in 1985 was around 4.5 * 109 and after 24 years (2009), it was around 6.8 * 109. How many people will there be on the Earth by the year 2050? Assume the present rate population growth of 1% per year.

La población mundial en 1985 fue de alrededor de 4.5 * 109 y después de 24 años (2009), que fue de alrededor de 6,8 * 109 . ¿Cuántas personas van a existir en la Tierra en el año 2050? Supongamos que la tasa actual de crecimiento

...