1 00:00:00,000 --> 00:00:16,940 Vamos a repasar en este vídeo los conceptos que ya teníais del año pasado sobre trabajo 2 00:00:16,940 --> 00:00:27,899 y energía. Como ya tenéis un tutorial sobre este tema en el Padlet voy a utilizar los apuntes de 3 00:00:27,899 --> 00:00:35,939 ese tutorial y iré muy rápidamente hacia lo que creo que falta y ese complementario 4 00:00:35,939 --> 00:00:42,299 de lo que habéis visto tanto en el tutorial como en el curso pasado. Aquí tenéis las 5 00:00:42,299 --> 00:00:50,380 definiciones de energía y trabajo, que por supuesto se miden en la misma unidad. En el 6 00:00:50,380 --> 00:00:57,780 sistema internacional es el julio, recordémoslo. Pero podemos utilizar otras unidades más 7 00:00:57,780 --> 00:01:05,879 adecuadas para otro tipo de problemas como son la caloría, el kilovatio hora o el electrón voltio. 8 00:01:06,379 --> 00:01:13,219 Tenemos que por lo menos saber encontrar las equivalencias. En particular es muy útil recordar 9 00:01:13,219 --> 00:01:21,599 de memoria que una caloría equivale a 4,18 julios y por supuesto conocer su significado. 10 00:01:21,599 --> 00:01:29,459 una caloría es la energía necesaria para elevar un grado centígrado un gramo de agua. 11 00:01:30,640 --> 00:01:38,980 Y esto es así porque la energía, que, recuerdo, es una magnitud escalar, no un vector, aunque sea 12 00:01:38,980 --> 00:01:46,180 producto de dos magnitudes vectoriales, la energía, digo, se manifiesta de diferentes formas, como si 13 00:01:46,180 --> 00:01:53,159 fuera una figura con distintas caras. Entonces, tenemos energía eléctrica, química, mecánica, 14 00:01:53,439 --> 00:02:01,000 térmica, nuclear, etc. Y conviene, muchas veces, simplemente por ser más prácticos, 15 00:02:01,340 --> 00:02:07,359 conviene utilizar unidades distintas. Entonces, la energía eléctrica que recibimos en el 16 00:02:07,359 --> 00:02:14,659 hogar, por ejemplo, pues fácilmente la medimos en kilovatios hora. La energía de un electrón 17 00:02:15,219 --> 00:02:21,039 Dentro de un átomo la podemos medir mejor en electronvoltios, una energía muy pequeña. 18 00:02:21,659 --> 00:02:24,659 La energía térmica, por supuesto, en calorías. 19 00:02:25,379 --> 00:02:30,719 La energía química también en calorías o mejor aún en kilocalorías, etc. 20 00:02:31,500 --> 00:02:38,919 Y lo más interesante de todo esto es que la energía se puede transformar de una en otra forma. 21 00:02:39,719 --> 00:02:43,960 Podemos transformar energía térmica en química o al revés. 22 00:02:43,960 --> 00:02:47,520 energía eléctrica en mecánica, mecánica en eléctrica, etc. 23 00:02:48,340 --> 00:02:55,159 Esto es un principio fundamental de la física, el principio de la conservación de energía. 24 00:02:56,020 --> 00:03:00,199 Evidentemente hay que decir que la energía se conserva en un sistema aislado. 25 00:03:01,020 --> 00:03:10,900 Si estuviera en comunicación con otros sistemas, podría transferirse energía de nuestro sistema al exterior o viceversa. 26 00:03:10,900 --> 00:03:18,060 Por ejemplo, la Tierra recibe energía del Sol, entonces no es un sistema totalmente aislado. 27 00:03:19,319 --> 00:03:23,680 Y finalmente recordemos el concepto de energía potencial. 28 00:03:24,800 --> 00:03:34,159 Energía potencial es una energía, digamos, fantasma, que está ahí simplemente en virtud, por ejemplo, del lugar que ocupa un objeto en el espacio, 29 00:03:34,159 --> 00:03:40,800 o de la posición, de si en el caso de un muelle está encogido o está distendido. 30 00:03:40,900 --> 00:03:49,379 Es una energía que de momento no se manifiesta, pero que puede hacerlo en cualquier momento. 31 00:03:50,419 --> 00:03:58,879 Tenemos energía potencial química según los enlaces moleculares de cada sustancia. 32 00:03:59,639 --> 00:04:04,560 Tenemos energía potencial, como acabo de decir, de un muelle cuando estás encogido. 33 00:04:05,500 --> 00:04:11,620 Tenemos energía potencial dentro de un núcleo radioactivo que puede desintegrarse. 34 00:04:12,719 --> 00:04:14,500 Estos ejemplos son complicados. 35 00:04:15,000 --> 00:04:19,519 Los más sencillos son los ejemplos de energía potencial mecánica, 36 00:04:19,519 --> 00:04:27,519 que se deben en la superficie de la Tierra exclusivamente a la posición que ocupa un cuerpo más alto o más bajo. 37 00:04:28,399 --> 00:04:32,360 Cuanto más alto esté el cuerpo, más energía potencial tendrá, 38 00:04:32,360 --> 00:04:40,819 porque si lo soltamos, o se cae, adquirirá velocidad, esto es, energía cinética. 39 00:04:41,540 --> 00:04:46,839 Entonces, esa energía cinética, en el caso, por ejemplo, de un torrente de agua, 40 00:04:47,339 --> 00:04:53,100 podrá mover un molino, una turbina, que generará energía eléctrica. 41 00:04:53,839 --> 00:05:00,699 Pero mientras estaba el agua arriba de donde estuviera, y no tuviera esa energía cinética, 42 00:05:00,699 --> 00:05:08,500 solo tenía energía potencial, entonces no podíamos extraer de ese agua energía eléctrica. 43 00:05:09,319 --> 00:05:13,259 Lo mismo ocurre a las moléculas de una determinada sustancia. 44 00:05:13,819 --> 00:05:19,540 Mientras no reaccione químicamente con otra molécula, de momento solo tienen energía potencial. 45 00:05:20,699 --> 00:05:26,319 En el momento en que haya la reacción y esta sea, por ejemplo, una reacción exotérmica, 46 00:05:26,319 --> 00:05:32,300 entonces sí, esa energía potencial química se habrá transformado en energía térmica. 47 00:05:32,860 --> 00:05:39,519 Si consideramos un péndulo como un sistema aislado, tendremos un buen ejemplo, 48 00:05:40,399 --> 00:05:47,519 transformación de energía mecánica potencial a cinética y viceversa, constantemente. 49 00:05:48,220 --> 00:05:53,319 Cuando el péndulo está en su punto más alto, está parado, tiene energía cinética cero, 50 00:05:53,319 --> 00:05:59,579 Pero lo que tiene es energía potencial, que es su masa por g por h. 51 00:05:59,899 --> 00:06:07,060 h es la altura o diferencia de alturas entre este punto más elevado y el punto que está más abajo, 52 00:06:07,300 --> 00:06:09,779 es decir, entre a y c en nuestro dibujo. 53 00:06:10,420 --> 00:06:14,319 Y precisamente cuando pasa por c es cuando lleva la máxima velocidad, 54 00:06:14,899 --> 00:06:18,399 porque ahí vamos a decir que tiene su energía potencial cero. 55 00:06:18,540 --> 00:06:20,860 Es el punto más bajo, así que la altura vale cero. 56 00:06:20,860 --> 00:06:22,939 ahora la pregunta es 57 00:06:22,939 --> 00:06:26,220 ¿qué velocidad lleva justamente en el punto C? 58 00:06:27,279 --> 00:06:31,879 bueno, pues sencillamente aplicamos la ley de conservación de energía 59 00:06:31,879 --> 00:06:37,240 así que ya veis que esto sirve para tiros verticales 60 00:06:37,240 --> 00:06:41,980 como os había puesto en el tutorial que hay en el Padlet 61 00:06:41,980 --> 00:06:47,220 pero sirve en general para cualquier ejemplo de sistema mecánico aislado 62 00:06:47,220 --> 00:06:52,759 Ya sea péndulo, lanzar una piedra hacia arriba, un cañonazo, etc. 63 00:06:53,759 --> 00:06:59,939 Esta es una ley muy práctica y que ya os podéis esperar que os pondrá buen ejercicio en el examen. 64 00:07:01,019 --> 00:07:06,579 Bueno, supongo que ya todos habéis hecho este mapa mental como os pedí que hicierais. 65 00:07:07,779 --> 00:07:14,819 Aquí he puesto uno cualquiera, pero creo que sería muy interesante que lo estudiarais para el día del examen. 66 00:07:15,439 --> 00:07:18,800 Este es un buen ejemplo, es un buen resumen, pero cada uno tiene el suyo. 67 00:07:19,500 --> 00:07:24,660 Bueno, ya sabemos bastante del tema energía desde el punto de vista físico. 68 00:07:25,639 --> 00:07:29,620 Vamos a tratarlo ahora un poco más desde el punto de vista de la ingeniería. 69 00:07:29,620 --> 00:07:33,860 Es decir, para qué utilizamos la energía, cómo la transportamos, etc. 70 00:07:34,879 --> 00:07:43,899 Podemos primero reflexionar sobre de dónde viene toda la energía que tenemos a nuestra disposición en este planeta llamado Tierra. 71 00:07:44,819 --> 00:07:49,839 Y seguro que se nos ocurre a todos que buena parte de la energía viene del Sol. 72 00:07:50,639 --> 00:07:51,439 Bien, esto es cierto. 73 00:07:52,100 --> 00:07:57,500 Pero también hay energía de los propios elementos, de algunos elementos terrestres, 74 00:07:57,959 --> 00:08:01,680 que por su radiactividad producen calor cuando se descomponen. 75 00:08:02,500 --> 00:08:08,500 También hay una energía que mueve los mares y provoca las mareas, 76 00:08:09,000 --> 00:08:11,399 que es la energía gravitatoria de la Luna. 77 00:08:11,399 --> 00:08:19,420 Y finalmente, toda la energía de los volcanes y terremotos es energía interna de la Tierra 78 00:08:19,420 --> 00:08:26,779 que hace que sus placas tectónicas se muevan y produzcan estos fenómenos, a veces catastróficos. 79 00:08:27,459 --> 00:08:33,460 Desde un punto de vista práctico, vamos a fijarnos en distintas fuentes de energía, 80 00:08:33,639 --> 00:08:38,279 vamos a clasificarlas, por ejemplo, lo que ha estado últimamente muy de moda, 81 00:08:38,279 --> 00:08:41,759 en fuentes de energía renovables y no renovables. 82 00:08:42,259 --> 00:08:46,399 Este es un punto muy interesante y también lo es, por supuesto, 83 00:08:46,779 --> 00:08:51,480 el cómo transportamos esa energía, si es transportable, 84 00:08:51,840 --> 00:08:56,440 en un vehículo en el que nos podamos mover, un avión, por ejemplo, etc. 85 00:08:56,820 --> 00:09:02,460 Todo esto lo podemos resumir en un esquema o mapa mental como el que tenéis aquí. 86 00:09:03,139 --> 00:09:05,320 Incluso lo podríais haber hecho vosotros mismos. 87 00:09:05,320 --> 00:09:26,360 Bueno, de momento os dejo que identifiquéis qué fuentes de energía son renovables y cuáles no, qué fuentes de energía son almacenables y cuáles no, qué fuentes de energía son transportables en vehículos terrestres o en aviones y cuáles no. 88 00:09:27,100 --> 00:09:35,899 En general, la energía eléctrica, que es la más fácil de transportar y distribuir en industrias y hogares, 89 00:09:36,419 --> 00:09:43,120 en general digo, la energía eléctrica se produce a partir de energía cinética, es decir, de algo que se mueve. 90 00:09:43,899 --> 00:09:51,139 Puede ser agua que cae de un embalse, puede ser viento, puede ser vapor recalentado, 91 00:09:51,139 --> 00:09:58,500 bien a partir de energía nuclear o bien a partir de combustibles fósiles. 92 00:09:58,840 --> 00:10:08,740 Hay una alternativa y es la de utilizar paneles fotovoltaicos realizados a base de silicio, 93 00:10:09,320 --> 00:10:11,860 el mismo elemento con el que se hacen los circuitos integrados, 94 00:10:12,980 --> 00:10:19,080 y de esta manera podemos transformar directamente la energía luminosa, 95 00:10:19,080 --> 00:10:25,860 la energía del sol, tal como hacen las plantas, pero nosotros la convertiríamos en energía eléctrica. 96 00:10:26,860 --> 00:10:30,799 El origen de esta tecnología está en el espacio. 97 00:10:31,620 --> 00:10:36,519 Las naves espaciales, la Estación Espacial Internacional, por ejemplo, que tenemos en imagen, 98 00:10:37,419 --> 00:10:42,500 no puede ir conectada a un cable que le suministre energía desde la Tierra. 99 00:10:42,500 --> 00:11:08,139 Entonces, obtienen energía eléctrica necesaria para mantenerse ahí vivos los astronautas, comunicaciones, etc., a partir de una serie de paneles solares como los que podemos tener aquí en la Tierra, incluso con mayor eficiencia, puesto que la atmósfera no interfiere, no absorbe radiación solar. 100 00:11:08,139 --> 00:11:27,659 En cualquier caso, esta fuente de energía, que no es más que el sol directamente, se está desarrollando últimamente a pasos avanzados porque es una fuente de energía, ya habéis adivinado, renovable y además no contamina, o contamina muy poco, la verdad. 101 00:11:27,659 --> 00:11:34,139 podemos tenerla en grandes granjas solares como la que vemos arriba a la derecha 102 00:11:34,139 --> 00:11:40,059 o podemos tenerla cada uno en nuestra casa si está bien orientada hacia el sur 103 00:11:40,059 --> 00:11:48,919 así pues la energía eléctrica nos resuelve muchas necesidades de la vida ordinaria o de la industria 104 00:11:48,919 --> 00:11:52,419 para obtener otras tipos de energía 105 00:11:52,419 --> 00:11:57,600 normalmente queremos obtener energía cinética es decir mover cosas 106 00:11:57,600 --> 00:12:18,679 Si durante siglos o milenios el hombre ha utilizado tracción animal, desde hace algo más de un siglo estamos utilizando máquinas. Máquinas que llamamos automóviles, aviones, barcos, etcétera, que convierten energía química en energía cinética a partir de determinados combustibles. 107 00:12:18,679 --> 00:12:33,379 Hasta ahora el motor más utilizado ha sido el motor de combustión interna, es decir, dentro del motor se produce la combustión del combustible, normalmente gasolina, gas o gasóleo. 108 00:12:33,379 --> 00:12:49,320 El coche eléctrico dependerá en gran medida de la capacidad de las baterías, es decir, de si podemos acumular mucha o poca energía eléctrica y transportarla con facilidad, esto es, que no sea muy pesada. 109 00:12:49,320 --> 00:13:05,320 En cualquier caso, para transportes tales como el avión o grandes barcos que necesitan una potencia enorme, parece todavía utópico recurrir a energía eléctrica. 110 00:13:05,320 --> 00:13:16,320 Pero entonces todos tenemos una pequeña responsabilidad en no contribuir a generar más gases de efecto invernadero 111 00:13:16,860 --> 00:13:24,200 y por lo tanto no permitir que siga subiendo la temperatura media del planeta. 112 00:13:25,139 --> 00:13:33,320 Seamos cuidadosos para no despilfarrar energía y tratemos de utilizar electrodomésticos eficaces. 113 00:13:33,320 --> 00:13:37,980 eficaces. Bueno, pues esto es todo. Espero que me hagáis un buen resumen del vídeo.