Subido por Andrés Peralta Fuentes

INFORME Y TIPOS DE ENERGIA

Anuncio
Regional Antioquia
Centro de Servicios y Gestión Empresarial
Elaborado por:
Andres Felipe Peralta Fuentes
Entregado a:
Javier Antonio Velasco Mendoza
INFORME DE LABORATORIO Y TIPOS DE ENERGIA
Análisis y Desarrollo de Software
2022
EXISTEN DIVERSAS FORMAS DE ENERGÍA, DE LAS CUALES PODEMOS
DESTACAR LAS SIGUIENTES:
Energía cinética: Es la energía que poseen los cuerpos que están en movimiento,
que tienen una velocidad. Si un objeto está quiero, su energía cinética es nula.
La energía cinética (Ec) depende de la masa y la velocidad del cuerpo. Para
calcularla, debes tener en cuenta que la energía cinética se mide en Julios (J), la
masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros por segundo (m/s).
Su fórmula es la siguiente: Ec= ½ mv²
Aunque debes recordar que la energía cinética debe calcularse de distintas
maneras según las características del objeto. Dependiendo de su masa y
velocidad, deberás usar las reglas de la mecánica clásica, de la mecánica
relativista o de la mecánica cuántica.
Características de la energía cinética
Es una de las manifestaciones de la energía.
Es transferible de un cuerpo a otro.
Se puede transformar en otras clases de energía; por ejemplo, en energía calorífica.
Hay que aplicar fuerza para comenzar el movimiento.
Depende de la velocidad y la masa del cuerpo.
Energía potencial: Es la energía contenida en un sistema físico o en un objeto y
que puede luego transformarse en otras formas de energía (como cinética, calórica,
etc). Es energía “en potencia”.
La energía potencial, Ep, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos
(kg), la aceleración de la gravedad, g, en metros/segundo-cuadrado (m/s2) y la
altura, h, en metros (m).
EP = mgh
Energía eléctrica: Es la energía que existe en presencia de partículas cargadas
eléctricamente. El tipo de partículas más común es el electrón, que produce a su
alrededor un potencial eléctrico. Cuando otros electrones se mueven a través de
este potencial, adquieren energía eléctrica. Lo que conocemos como corriente
eléctrica es una gran cantidad de electrones moviéndose a través de una diferencia
de potencial.
Una línea de energía eléctrica tiene cuatro parámetros que afectan su capacidad
para cumplir su función como parte de un sistema de potencia: resistencia,
inductancia, capacitancia y conductancia.
Energía magnética: Es la energía que generan las corrientes eléctricas y los
materiales magnetizados (imanes)
Energía eólica: Es la energía producida por el empuje del viento.
Energía solar: Es la energía que emite el Sol en forma de radiación calórica y
lumínica a través del espacio hacia los planetas del Sistema Solar.
Ejemplos de energía
La presencia de la energía es fácilmente comprobable en ejemplos cotidianos:
Energía eléctrica. Una descarga eléctrica ocurre cuando un relámpago impacta en
el suelo, emitiendo una radiación visible a simple vista y que deja chamuscado el
suelo.
Energía cinética. Cuando vamos en un automóvil en movimiento y de golpe el
conductor aplica los frenos, podemos sentir el empuje de la energía cinética que
traíamos en nuestro cuerpo. Un auto con una masa m que se mueve a 90 km por
hora tiene una energía cinética que es muy fácil de calcular: Ec: ½*m*v2
Energía solar. Las plantas convierten la energía solar en energía química mediante
la fotosíntesis.
Energía calórica. Aproximando las manos a un calefactor, sentiremos el aire caliente
en la piel.
Energía magnética. Los imanes se adhieren a la puerta de nuestro refrigerador.
CUADRO COMPARATIVO DE LOS TIPOS DE ENERGÍAS
TIPO DE
ENERGIA
BENEFICIOS
EOLICA
La energía
eólica no
contamina, es
inagotable y
frena el
agotamiento de
combustibles
fósiles
contribuyendo a
evitar el cambio
climático. Es
una tecnología
de
aprovechamient
o totalmente
madura y
puesta a punto.
Evita la
contaminación
que con lleva el
transporte de
los
combustibles;
gas, petróleo,
gas oil, carbón.
Reduce el
intenso tráfico
marítimo y
terrestre cerca
del central es.
Suprime los
riesgos de
accidentes
durante estos
transportes.
la energía
eólica no
produce ningún
tipo de
alteración sobre
PROBLEMA Y
CONTAMINACIÓ
N
El aire al ser un
fluido de pequeño
peso específico,
implica fabricar
máquinas
grandes y en
consecuencia
caras.
Un impacto
negativo es el
ruido producido
por el giro del
rotor
TEORIA
La energía eólica es la
energía cuyo origen
proviene del
movimiento del viento,
generada por efecto de
las corrientes de aire, y
que es transformada en
otras formas útiles para
las actividades
humanas. En la
actualidad, la energía
eólica es utilizada
principalmente para
producir energía
eléctrica mediante
aerogeneradores. Esta
energía es un recurso
abundante, renovable,
limpio y ayuda a
disminuir las emisiones
de gases de efecto
invernadero al
reemplazar
termoeléctricas a base
de combustibles fósiles,
lo que la convierte en
un tipo de energía
verde
La energía del viento es
utilizada mediante el
uso de máquinas
eólicas (oaeromotores)
capaces de transformar
la energía eólica en
energía mecánica de
rotación utilizable, ya
sea para accionar
directamente las
máquinas operatrices,
como para la
SOLAR
los acuíferos ni
por consumo, ni
por
contaminación
por residuos o
vertidos. La
generación de
electricidad a
partir del viento
no produce
gases tóxicos.
Es energía no
contaminante
Se debe tener
una gran cantidad
de colectores
Proviene de
solares
una fuente de
instalados,
energía
aunque la
inagotable.
energía solar es
Los sistemas de muy barata la
captación
construcción de
solar
dichos paneles es
son de fácil
muy cara y a que
mantenimiento. la mayoría está
construida
Contribuye
mediante espejos
desarrollo
que deben ser de
sostenible.
gran área por eso
pueden llegar
No contamina
hacer costosos.
acústicamente:
las placas
solares son
silenciosas y de
amplia vida útil.
producción de energía
eléctrica
.
La energía solar es la
que proporciona el sol a
través de sus
radiaciones y que se
difunde, directamente o
de modo difuso en la
atmosfera Gracias a
diversos procesos, la
energía solar se puede
transformar en otra
forma de energía útil
para la actividad
humana: en calor, en
energía eléctrica o en
biomasa. Por ende el
término energía solar se
utiliza, con frecuencia,
para describir la
electricidad o el calor
obtenido a partir de ella.
Se pueden distinguir
tres tipos de energías:
Energía fotoeléctrica:
Se refiere a la
electricidad producida
por la transformación de
una parte de la
radiación solar con una
célula fotoeléctrica. Las
células fotoeléctricas
son un componente
electrónico que,
expuesto a la luz
(fotones), genera una
tensión). Como
funciona: Varias celdas
HIDRAULICA
La energía
hidroeléctrica
no contamina el
aire, como las
centrales
eléctricas que
queman
combustibles
fósiles como el
carbón o el gas
natural.
La energía
hidroeléctrica
es
generalmente
Los costos de
capital por
kilovatio instalad
o son con
frecuencia muy
altos
La construcción
lleva, por lo
común, largo
tiempo en
comparación con
la de las
centrales
termoeléctricas.
están conectadas entre
sí en un
Módulo solar
fotovoltaico.
Y, después, varios
módulos se agrupan
para formar un sistema
solar para uso individual
o una planta de
energía solar
fotovoltaica,
que suministra una red
de
distribución eléctrica
.
Energía solar térmica:
Consiste en utilizar el
calor de la radiación
solar. Se presenta en
diferentes formas:
centrales solares
termodinámicas, agua
caliente y calefacción,
refrigeración solar,
cocinas y secadores
solares. La energía
solar termodinámica es
una técnica que utiliza
Energía solar térmica
para generar
electricidad
La energía hidráulica es
la energía que se
obtiene dela caída del
agua desde cierta altura
hasta un nivel inferior lo
que provoca el
movimiento de ruedas
hidráulicas o turbinas.
La hidroelectricidad es
un recurso natural
disponible en las zonas
que presentan
suficiente cantidad de
agua. su desarrollo
requiere construir
pantanos presos,
disponibles
según la
necesidad, los
ingenieros
pueden
controlar el flujo
de agua a
través delas
turbinas para
producir
electricidad en
la demanda
La disponibilidad
de energía puede
fluctuar de
estación y de año
en año
canales de derivación y
la instalación de
grandes turbinas y
equipamiento para
generar electricidad
tipos de centrales:
Centrales de baja
presión:
Son centrales
hidroeléctricas situadas
en corrientes de agua
con desniveles de caída
de 10metros o
superiores y se
construyen
intercalándolas en los
cursos de los ríos o de
los canales. Por
razones de índole
económica y ecológica
el agua se utiliza en su
curso natural, siendo
embalsada mediante
presas. Estas centrales
hidroeléctricas
pequeñas tienen la
desventaja de
proporcionar una
corriente eléctrica
fluctuante, puesto que
las variaciones
estacionales de las
precipitaciones pueden
hacer variar el flujo de
agua, y por tanto la
cantidad de agua
disponible.
Centrales de mediana o
alta presión:
Son centrales
hidroeléctricas de
acumulación o de
bombeo (desniveles
hasta100 m.). Estas
centrales disponen de
zonas de embalse en
forma de embalses de
gran tamaño o zonas
enteras de ríos en las
que el agua se acumula
durante períodos cortos
(acumulación diaria) o
más
prolongados(acumulaci
ón anual). Las centrales
hidroeléctricas de
acumulación se
construyen casi siempre
en presas de valles, y
aprovechan el agua
decursos naturales
renovables. Las
centrales hidroeléctricas
de bombeo, por el
contrario, son centrales
que en las épocas de
súper producción de
energía eléctrica
bombean el agua hasta
un nivel más elevado
para volver a
transformar la energía
potencial generada, en
energía eléctrica en
Horas de pico de carga
GEOTERMICA
la energía
geotérmica,
evitala emisión
de dióxido de
carbono.
Conservan
recursos
naturales
gracias a que el
control de clima
es eficiente y
por lo tanto
disminuye las
emisiones.
Minimizan la
destrucción de
la capa de
ozono gracias
al uso de
sistemas
sellados de
refrigeración,
que raramente
o nunca deben
ser recargados.
MAREOMOTRI
Z
Son muy
eficientes desde
el punto de
vista de la
energía, pues la
tierra provee
más del 70% de
la requerida
para la
calefacción y el
enfriamiento
Auto renovable Impacto visual y
estructural sobre
Energía que no el paisaje
contamina el
costero.
aire
Localización
Bajo costo de
puntual
materia prima.
No concentra
población
Disponible en
cualquier clima
y época del año
Dependiente dela
amplitud de
mareas
Traslado de
energía muy
costoso
Efecto negativo
sobre la flora y la
fauna
La energía mareomotriz
se debe a las fuerzas
gravitatorias entre la
Luna, la Tierra y el Sol,
que originan las
mareas, es decir, la
diferencia de altura
media de los mares
según la posición
relativa entre estos tres
astros. Esta diferencia
de alturas puede
aprovecharse en
lugares estratégicos
como golfos, bahías o
estuarios utilizando
turbinas hidráulicas que
se interponen en el
movimiento natural de
las aguas, junto con
mecanismos de
canalización y depósito,
para obtener
movimiento en un eje.
Mediante su
acoplamiento aun
alternador se puede
QUIMICA
La energía
química es la
fuente de
energía mas
fácil y más
eficiente para
almacenar y
utilizar, porque
están
fácilmente
disponible, que
se encuentra en
casi todo lo que
usamos
La energía
química que se
almacena, más
tarde puede ser
recuperada
como energía
eléctrica
La vida
biológica
depende de la
energía química
La contaminación
causada por la
quema de los
combustibles es
mala para el
medio ambiente y
para nuestra
salud
utilizar el sistema para
la generación de
electricidad,
transformando así la
energía mareomotriz en
energía eléctrica, una
forma energética más
útil y aprovechable. La
energía mareomotriz
tiene la cualidad de ser
renovable en tanto que
la fuente de energía
primaria no se agota
por su explotación, y es
limpia, ya que en la
transformación
energética no se
producen subproductos
contaminantes durante
la fase de explotación
La energía química es
la producida por
reacciones químicas
que desprenden calor o
que por su violencia
pueden desarrollar
algún trabajo o
movimiento. Los
alimentos son un
ejemplo de energía
química ya que al ser
procesados por el
organismo nos ofrecen
calor (calorías) o son
fuentes de energía
natural (proteínas y
vitaminas). Los
combustibles al ser
quemados producen
reacciones químicas
violentas que producen
trabajo o movimiento.
La energía química es
la energía involucrada
en el lazo formado entre
dos átomos. Cada
átomo dentro de un
compuesto químico
involucra diferentes
cantidades de energía
Fuente: https://concepto.de/energia/#ixzz7iwvHzTMx
https://www.repsol.com/es/conocenos/que-hacemos/desarrollo-energiasrenovables/tipos-energia-renovable/index.cshtml
Estrategia de aprendizaje: práctica de laboratorio
Definición
Es una estrategia didáctica en la construcción de conocimiento científico escolar. Esta metodología
logra desarrollar y fortalecer diversas habilidades científicas en los estudiantes, tales como el manejo
apropiado de los materiales del laboratorio, la toma de datos teóricos y prácticos, la construcción y
el desarrollo de prácticas y la formulación correcta de hipótesis, problemas y conclusiones basadas
en los conceptos científicos que se estudiaron.
Componentes de la práctica de laboratorio
Alistamiento de material: solicitud en formatos institucionales de los reactivos, materiales,
consumibles y demás herramientas que se utilizarán durante la práctica.
Desarrollo de la práctica: realización de cada uno de los laboratorios de acuerdo con la información
disponible en los respectivos componentes formativos.
Presentación de los datos: tabulación de la información obtenida para dejar registro del desarrollo
de la práctica y la seguridad de los datos.
Pasos para elaborar la práctica de laboratorio
1.
2.
Utilice EPP: antes de ingresar al laboratorio a realizar cualquier procedimiento debe contar con
todos los elementos de protección personal, gafas de seguridad, cofia, tapabocas, bata, guantes
de nitrilo, pantalón cerrado y calzado cerrado.
Solicite material: diligencie el formato de solicitud de materiales y reactivos de acuerdo con cada
laboratorio de su centro de formación.
Desarrolle la práctica: realice la práctica estipulada en el componente formativo, siguiendo las
recomendaciones del instructor.
4. Presente los datos: tabule los datos obtenidos y preséntelos al instructor.
5. Lista de verificación: diligencie sus datos en la lista de verificación dispuesta para la práctica,
con el fin de tener evidencia de la aprobación de la práctica.
Recomendaciones para desarrollar la práctica de laboratorio
3.
●
●
●
Utilice en todo momento los elementos de protección personal.
Mantenga organizado el puesto de trabajo.
Trabaje sin afán para evitar accidentes.
Herramientas digitales que se pueden utilizar para las prácticas de laboratorio
●
Laboratorio virtual: simulador de prácticas https://labovirtual.blogspot.com/p/fisica.html
Ejemplo de una práctica de laboratorio
Figura 1
Práctica de laboratorio
Materiales:
1 pelota de 1kg, una de 2kg, 3kg y 4kg
Instrumentos:
Cronómetro
Balanza, Gramera
Cinta métrica o regla
Desarrollo del experimento:
1. Se procede a utilizar la página web
https://labovirtual.blogspot.com/search/label/Energ%C3%ADa%20mec%C3%A1nica
2. En él se encontrará la simulación de un laboratorio en donde hay 4 bolas de diferentes masas y una
torre pisa donde se dejará caer cada bola
Lineamientos generales para la entrega del producto
Un informe de laboratorio es el contenido teórico sobre el cual se experimenta. Es la guía para la
búsqueda del material de consulta y referencia. Debe estar de acuerdo con el tema a tratar, así como
con la guía respectiva entregada previamente.
Establezca el objetivo:
Comprobar experimentalmente el principio de conservación de la energía mecánica
Estudiar la como se modifica la energía potencial y cinética durante el tiro vertical.
2. Metodología:
En todas las actividades tomamos el siguiente sistema de referencia: altura=0 en el suelo, sentido
positivo, hacía arriba; sentido negativo, hacía abajo
Con una altura inicial de 50 m y una velocidad inicial de 0 m/s deja caer una masa de 1 kg y completa
la siguiente tabla.
Repite la anterior experiencia con masas de 2, 3 y 4 kg respectivamente.
Representa los resultados obtenidos en una gráfica E-t. (Dibuja de diferentes colores las curvas de La
Energía potencial, la energía cinética y la energía mecánica.
Desde el suelo (altura 0), lanza la bola de 1 kg con una velocidad inicial de 30 m/s. Ve anotando los
valores, recuerda que la subida y la bajada es un único movimiento. Toma al menos 10 valores.
Copia la tabla y representa la gráfica E-t
Repite el anterior procedimiento con velocidades de 10, 20 y 30 m/s
3. Presentación de resultados:
BOLA 1 Kg
T(s)
0
0.7
1.15
2.05
2.45
2.85
Ep (J)
490
466
426
288
202
100
Ec (J)
0
24
64
202
288
389
Em (J)
490
490
490
490
490
490
Название диаграммы
600
500
400
300
200
100
0
Ep(J)
Ec(J)
0
0,7
1,15
Em(J)
2,05
2,45
2,85
BOLA 2 Kg
T(s)
0
1.15
1.75
2.25
2.6
2.95
Ep (J)
980
764
686
494
331
145
Ec (J)
0
216
296
484
650
835
Em (J)
980
980
982
978
981
980
Название диаграммы
1200
1000
800
600
400
200
0
Ep(J)
Ec(J)
0
1,15
1,75
Em(J)
2,25
2,6
2,95
BOLA 3 Kg
T(s)
0
0.7
1.15
1.9
2.5
2.95
Ep (J)
1470
1399
1279
950
570
218
Ec (J)
0
71
192
519
900
1253
Em (J)
1470
1470
1471
1469
1470
1471
Название диаграммы
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Ep(J)
Ec(J)
0
0,7
1,15
Em(J)
1,9
2,5
2,95
BOLA 4 Kg
T(s)
0
0.7
1.3
1.8
2.35
2.75
Ep (J)
1960
1889
1635
1337
898
506
Ec (J)
0
70
323
620
1058
1447
Em (J)
1960
1959
1958
1957
1956
1953
Название диаграммы
2500
2000
1500
1000
500
0
Ep (J)
Ec (J)
0
0,7
1,3
Em (J)
1,8
2,35
2,75
Bola 30 m/s
T(s)
0
0.65
0.95
1.3
2.4
4.45
Ep (J)
0
171
236
301
429
358
Ec (J)
450
278
214
150
21
92
Em (J)
450
449
450
451
450
450
Название диаграммы
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Ep(J)
Ec(J)
0
0,65
0,95
Em(J)
1,3
2,4
4,45
Bola 20 m/s
T(s)
0
1
1.75
2.1
3.25
3.65
Ep (J)
0
148
196
200
129
75
Ec (J)
200
52
4
0
71
125
Em (J)
200
200
200
200
200
200
Название диаграммы
250
200
150
100
50
0
Categoría 1
Categoría 2
0
1
1,75
Categoría 3
2,1
3,25
3,65
Bola 10 m/s
T(s)
0
0.3
0.65
1.05
1.3
1.85
Ep (J)
0
18
43
50
46
17
Ec (J)
50
32
6
0
4
33
Em (J)
50
50
49
50
50
50
Название диаграммы
60
50
40
30
20
10
0
Categoría 1
Categoría 2
0
0,3
0,65
1,05
Categoría 3
1,3
1,85
4. Análisis y discusión:
En las grafica con altura inicial de 50 m podemos observar como para cada bola de diferente tamaño
tiene una energía potencial y cuando se deja caer esta energía va disminuyendo, pero la energía
cinética va aumentando paulatinamente debido a la fuerza de gravedad a tal punto que se observa que
la bola en su posición final tiene mayor energía potencial
En el segundo experimento contamos con que la bola tiene una velocidad inicial y esta es lanzada hacia
arriba y nos podemos dar cuenta del experimento anterior esta tiene una energía cinética y a medida
que la bola sube por la fuerza que se aplica la energía cinética disminuye y por el contrario la energía
potencial aumenta, pero llega un punto donde la altura alcanza su punto máximo y allí las unidades de
las energía se invierten, la cinética queda en cero y la potencial alcanza su máximo potencial, luego de
esto se repita el patrón explicado en este párrafo.
5. Conclusiones:
Para finalizar este informe de laboratorio podemos afirmar que cuando la bola es impulsada con una
velocidad cualquiera esta inicia con una energía cinética, lo cual nos quiere decir que la dicha energía
está asociada al movimiento de un cuerpo y por el contrario la energía potencia tiene su origen en el
trabajo realizado por estas mismas, ya que se puede observar que cuando cae en función de la
gravedad (y por su masa) su energía potencial está en su punto máximo
6. Bibliografía:
https://labovirtual.blogspot.com/search/label/Energ%C3%ADa%20mec%C3%A1nica
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica
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