Energia: Tipus, Transformacions i Fonts

L'Energia: Conceptes Bàsics

L'energia és una propietat de la matèria que li confereix la capacitat per produir canvis i ens permet descriure d'una manera senzilla les transformacions.

Tipus d'Energia

• Energia cinètica (Ec): Relacionada amb la velocitat. Es mesura en Joules (J).
  • Ec = 1/2 · m · v²
  • m: massa (Kg)
  • v: velocitat (m/s)
• Energia potencial (Ep): Relacionada amb la posició (altura). Es mesura en Joules (J).
  • Ep = m · g · h
  • m: massa (Kg)
  • g: gravetat (m/s²)
  • h: altura (m)
• Energia mecànica (Em): Suma de l'energia cinètica i l'energia potencial.
  • Em = Ec + Ep = 1/2mv² + mgh
  • Serà constant si no es perd en forma de calor o per deformacions!

La quantitat d'energia sempre resta constant, malgrat que passa d'uns cossos a uns altres i es transforma. La degradació de l'energia és el pas de formes útils d'energia a altres no aprofitables.

Treball Mecànic

El treball mecànic és la mesura de l'energia que donem a un cos fent canvis en aquest, amb una força.

• Treball mecànic = W (Joule) = F (Força, N) · d (desplaçament, m)

Temperatura i Calor

La temperatura expressa el nivell d'agitació tèrmica de les partícules que formen un cos. Quan dos cossos de temperatures diferents es posen en contacte, té lloc un intercanvi d'energia fins que igualen les seves temperatures. En aquest moment s'assoleix l'equilibri tèrmic.

S'acostuma a anomenar quantitat de calor a la quantitat d'energia que es transmet per mitjà de transferència tèrmica entre cossos que estan en contacte i a una temperatura diferent.

Propagació de l'Energia Tèrmica

• Conducció: Pas d'energia tèrmica entre dos cossos en contacte que es troben a una temperatura diferent.
• Convecció: Procés que s'origina per l'escalfament d'algun fluid que, en dilatar-se, es torna menys dens i sura sobre el fluid més fred que l'envolta (moviment eòlic).
• Radiació: De tot l'espectre electromagnètic, la radiació infraroja és absorbida fàcilment per la matèria, augmentant la seva temperatura. Arriba a grans distàncies i amb gran velocitat.

Escales de Temperatura

• Escala Celsius: 0ºC (congelació de l'aigua) - 100ºC (ebullició de l'aigua)
• Escala Kelvin: 273,16K (congelació de l'aigua) - 373,16K (ebullició de l'aigua)
  • K = ºC + 273,16
  • ºC = K - 273,16

Calor i Treball

La quantitat de calor produïda per la fracció entre cossos, siguin líquids o sòlids, sempre és proporcional a la quantitat de treball mecànic subministrat.

Fonts d'Energia

Les fonts d'energia són les diferents primeres matèries i tècniques utilitzades per aconseguir energia.

• Energia primària: La que contenen les fonts energètiques abans de transformar-se per a la seva distribució. (Ex: carbó, gas natural)
• Energia secundària: La nova forma d'energia un cop transformada. (Ex: electricitat, gasolina, butà)

Fonts d'Energia No Renovables

• Combustibles fòssils (petroli, gas natural i carbó): Es cremen en presència d'oxigen, transformant l'energia química en tèrmica i aquesta en treball mecànic.
• Energia nuclear (urani o plutoni): Mitjançant la fissió nuclear alliberem energia nuclear i la convertim en tèrmica. Aquesta passa a elèctrica.

L'Accident de la Central Nuclear de Chernobyl

• Va ser l'abril de 1986 a Ucraïna (antiga URSS).
• Els habitants no van ser ràpidament informats.
• Va ser un accident molt greu.
• Els habitants de Pripiat no van tornar mai.
• La radiació encara es detecta.
• Chernobyl es va fer servir uns quants anys més, però al final es va tancar.
• Els primers a arribar a l'accident van ser els bombers.
• Els bombers no estaven formats per a accidents amb radiació.
• Els primers informes sobre l'accident no van ser creguts.
• A Suècia es va detectar radiació pocs dies després.
• El detector Geiger serveix per mesurar radiacions.
• El dia 1 de maig es va fer la desfilada a Kíev com sempre.
• El iode radioactiu afecta la tiroide i provoca càncer i altres malalties.
• La zona de la mort eren 30 km al voltant de la central nuclear.
• Els habitants van ajudar a les mesures d'extinció sense equipaments.
• Molts miners van ser enviats per ajudar.
• Els primers dies hi va haver més de 10.000 hospitalitzats.
• Milers de nens van ser enviats sols a zones menys contaminades.
• El núvol radioactiu va arribar a la resta d'Europa i el Japó.
• Els torns dels liquidadors per recollir el grafit del nucli eren d'un minut.
• Van construir un sarcòfag de formigó per protegir l'atmosfera, però era poc estable i amb fissures.
• 600.000 liquidadors hi van treballar i entre 6.000 i 125.000 van morir afectats de radiació.
• L'accident es va produir, entre altres causes, perquè les columnes de seguretat es movien massa lentament.
• Moscou va fer experiments que van contribuir al desastre.
• Es van condemnar alguns responsables de la central a 10 anys de presó.
• Els camions i els avions contaminants no es poden fer servir més.
• Els efectes arriben molt més lluny de la zona de la mort.
• Els nens veuen molt afectada la seva salut.
• La llet és molt perillosa.
• La llenya desprèn radiació quan es crema.
• El 15% dels aliments estaven contaminats.
• Van canviar la major part dels treballadors de la central.
• Els animals i les plantes també estan afectats per la radiació.