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Ejercicios tema 4: La energía mueve el mundo.
71.1. Cambios físicos: rizarse el pelo, batir un huevo, hacer cubitos de hielo, disolver azúcar en
agua, fundir metales.
Cambios químicos: quemar gasolina, oxidarse el manillar de la bici.
El asado a la plancha puede ponerse en los dos apartados: si consideramos que en el asado no se
producen cambios en las moléculas, se trataría de un cambio físico; pero normalmente se producirán
cambios en las moléculas porque habrá alguna parte quemada, por ejemplo, y será entonces un
cambio químico. Aquí lo importante no son los ejemplos concretos, sino que sepas que en un cambio
químico las moléculas cambian y en uno físico no lo hacen.
71.2. Coche en carrera: energía mecánica cinética
Trozo de carne: energía química
Saco de arena colgado de una grúa: energía mecánica potencial gravitatoria
Radiador encendido: energía térmica (interna)  libera calor.
Cuando el coche se detiene o el saco cae al suelo pierden su energía mecánica; como la energía no se
crea ni se destruye, ésta se habrá tenido que convertir en otras formas de energía más difíciles de
medir (sonido, calor…).
------------------73.3. Energía luminosa  energía química (queda acumulada en moléculas orgánicas sencillas ricas
en Eq).
73.4. Arriba: Energía potencial gravitatoria  energía cinética (según va bajando cada vez más
deprisa)  principalmente calor (por rozamiento, mientras se va parando hasta detenerse).
73.5. Al darle cuerda realizamos un trabajo que deforma un muelle dentro del cochecito. Este trabajo
queda almacenado en el muelle como energía potencial elástica y ésta se transforma en energía
cinética cuando el muelle recupera su forma original transfiriendo a las ruedas del coche su energía
potencial.
73.6. Las centrales nucleares son de fisión. La fusión, que es un proceso que libera más energía y
que no produce residuos tan peligrosos aún no se domina como fuente de energía utilizable, sólo
hemos aprendido a usarla para hacer bombas (las bombas H o bombas de hidrógeno, las armas más
letales construidas por el hombre, son bombas de fusión; afortunadamente, nunca se han usado
contra personas).
------------------74.7. Energías no derivadas de la actividad solar: geotérmica (originada dentro de la Tierra) y
nuclear (originada en procesos nucleares que no dependen de la energía procedente del Sol; aunque
la propia energía procedente del Sol tiene como origen procesos de fusión nuclear masivos que se
producen continuamente en el Sol). Hay que tener cuidado porque muchas fuentes de energía
proceden del sol indirectamente: el petróleo, por ejemplo, almacena energía química qne en su día
unas plantas tomaron del sol en forma de energía luminosa.
------------------76.9. Ahorrar energía y dinero en el transporte del carbón a la central.
76.10. En todas se obtiene calor, que se utiliza para obtener vapor de agua, que se utiliza para mover
una turbina y producir electricidad. La diferencia es la fuente de energía primaria para obtener el
calor: en una central térmica se usa un combustible fósil, en una nuclear se utiliza un proceso de
fisión nuclear y en una geotérmica el calor interno acumulado dentro de la Tierra.
------------------79.11. Los molinos de viento.
79.12. Viento (energía cinética)  movimiento de las palas y la turbina (energía cinética) 
electricidad (energía eléctrica).
79.15. La biomasa es un producto natural; los biocombustibles son producidos en procesos
industriales en los que un producto natural sufre modificaciones químicas y/o biológicas para
transformarlo en el biocombustible.
------------------81.16. El principal problema (muy conocido por desgracia) son los derrames producidos por
accidentes en la explotación o en el transporte del petróleo.
81.18. El más serio, por tener carácter global, es el aumento del efecto invernadero provocado por la
acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera y la amenaza de cambio climático que provoca
el calentamiento global. Localmente, la contaminación atmosférica por el dióxido de carbono y otros
gases y partículas en suspensión procedentes de la combustión del combustible fósil provocan
problemas más evidentes de polución del aire que tiene efectos nocivos sobre la salud, sobre los
monumentos…
------------------83.21. La electricidad no contamina en el sitio donde se utiliza, pero sí casi siempre en los sitios
donde se produce (la mayor parte de la electricidad que consumimos procede de centrales térmicas
donde la fuente primaria de energía es un combustible fósil).
83.22. El ahorro se estima en un 15%, un 15% de 1200 € ( 15 . (1200/100) ) son 180 €
83.23. Los materiales reciclados necesitan un gasto de energía mucho menor que los fabricados a
partir de materias primas, por eso reciclar es una forma muy sencilla e inteligente de ahorrar energía
en grandes cantidades.
------------------84.2. En los procesos físicos no cambian las moléculas, en los procesos químicos sí.
84.6. Naturales: calor interno de la Tierra, sol; artificiales: radiador eléctrico, horno…
84.7. Energía cinética y energía potencial (gravitatoria y elástica).
84.10. Un combustible fósil es un material rico en energía química que se extrae del subsuelo; en
general proceden de restos de seres vivos que quedaron sepultados y se transformaron de un modo
especial sin pudrirse debido a que quedaron atrapados en un lugar sin oxígeno. Son los carbones
(procedentes de restos vegetales), el petróleo (procedente de restos de microbios) y el gas natural
(formado por una mezcla de gases entre los que predomina el metano).
84.13. Las centrales solares térmicas usan el calor del sol concentrado mediante espejos en un punto
donde se alcanza una alta temperatura; a partir de ahí, el proceso se lleva a cabo como con cualquier
otra fuente de calor: se obtiene vapor de agua a alta temperatura, que mueve una turbina, que genera
electricidad; en las centrales solares fotovoltaicas el proceso es distinto: se usa como fuente de
energía primaria la luz (no el calor) solar, que al incidir sobre unos componentes especiales de las
placas provocan la formación de electricidad directamente; no vapor de agua a alta temperatura ni
turbinas.
84.14.
a) Al quemarse produce agua como residuo
b) Es una mezcla de gases, principalmente, metano
c) La luz se concentra mediante espejos
d) La cantidad existente en la actualidad puede durar más de dos siglos
e) Sólo ocurre a millones de grados de temperatura
f) Se quema en incineradoras para producir electricidad
g) Se aprovecha la subida y bajada diarias del nivel del mar
h) Se destila para obtener diferentes combustibles
i) La producen grandes molinos llamados aerogeneradores
Hidrógeno
Gas natural
Solar térmica
Carbón
Nuclear (fusión)
Biomasa
Mareomotriz
Petróleo
Eléctrica de origen eólico
84.16. Utilizar el móvil  electromagnética
Alimentarse  química
Ir en bici  cinética
Viajar en tranvía  eléctrica
Tirarse de un tobogán  potencial gravitatoria
84.17. Ep = m g h = (80 kg) (9.8 m/s2) (40 m) = 31360 J
Un niño de 40 kg (la mitad de masa) tendría que subir a 80 m (doble de altura); la g, evidentemente,
no varía.
84.18. Ec = ½ mv2 Como sabes (y se ve claramente en la fórmula) la velocidad importa más que la
masa a la hora de calcular la energía cinética; pero como los dos van a la misma velocidad, tiene más
Ec el que tiene más masa.
84.19. Por gaseoductos.
84.20. La curiosa unidad de medida generalmente utilizada para el petróleo crudo es por razones
históricas el barril; en su significado habitual un barril equivale a 158,987294928 L, es decir muy
poquito menos de 159 litros (42 galones). Aunque es mucho más interesante a efectos prácticos la
masa que el volumen, y existe el inconveniente de que un barril no siempre tiene la misma masa
(varía entre 119 y 151 kg) esta forma de medir la cantidad de crudo se sigue utilizando por tradición.
El supuesto de que no variará la cantidad de 85 millones de barriles diarios es enormemente poco
realista; el consumo de petróleo crece muy rápidamente. Pero, aun si siguiera estabilizada en 85
millones de barriles diarios, las reservas de 1 billón de barriles durarían para (1000000000000 b/
85000000 b/d = ) 11764,706 d (aprox.); 11764.71d / 365.25 d/a = 32,21001 a (poquito más de 32
años).
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
OM
CSA
Á f r i ca
E xURSS
NA
A si a-P
E ur opa
Como ves en este gráfico (tomado de http://2.bp.blogspot.com/_6u1p_vhs3IU/SGGAv_qtOI/AAAAAAAAEdk/Wb-mG0bO5wA/s1600/8+-+9.Consumo+de+petroleo+mundial.jpg)
la tendencia en el consumo de petróleo no es precisamente hacia estabilizarse:
84.22. Algunas actividades humanas, como la combustión de petróleo y carbón han producido la
emisión de grandes cantidades de gases con efecto invernadero. El exceso de estos gases en la
atmósfera, especialmente de dióxido de carbono, es la causa del calentamiento global del planeta y
de un posible cambio climático.
85.23.
a) En general, cuanto mayor y más pesado es un automóvil más gasolina gasta
b) Cocinar con los recipientes tapados acelera la cocción de los alimentos y ahorra energía
c) Los toldos, las persianas y las cortinas permiten aislar la casa y reducir el consumo energético
d) Es mejor usar la lavadora a media carga porque así gasta menos
e) Un automóvil, cuanto más deprisa va, menos energía consume
f) Los electrodomésticos modernos son, por regla general, más eficientes que los que tienen más
de diez años
g) No vale la pena desconectar totalmente el ordenador al acabar de trabajar, porque apenas gasta
energía
h) Pisar el acelerador al arrancar el motor provoca un consumo innecesario de gasolina
i) El sol y el aire deterioran la ropa, por lo que es mejor secarla en una secadora
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