Física treball i energia

Enviado por Chuletator online y clasificado en Física

Escrito el en catalán con un tamaño de 16,02 KB

 

L'energia


És una propietat dels cossos o dels sistemes materials que els permet produir canvis en ells mateixos o en altres cossos. És una magnitud escalar. S'expressa en Joules (J) i la calor en calories(cal).

Calories:

energia que s'ha de proporcionar a 1 litre d'aigua per incrementar un C en la temperatura.

Sistema material:

porcíó de matèria objecte d'estudi.

TIPUS D'ENERGIA:


Energia mecànica:

suma d'energia cinètica + potencial d'un cos.Em= Ec + Ep 
Energia cinètica:Energia que tenen els cossos pel fet d'estar en moviment. Ec= 1/2 m·v2

Energia potencial:


Energia que tenen els cossos pel fet d'ocupar una posició determinada.


Energia potencial gravitatòria:

Energia que tenen els cossos pel fet d'estar en un lloc determinat sobre el sòl terrestre. M= massa dels cos, g= valor de g en aquell lloc, h= altura sobre la superfície terrestre. E= m · g · h.

Enegia potencial elàstica:

Energia que tenen els cossos que experimenten una deformació. El valor depèn de la constant d'elasiticitat del cos (k) i del que s'ha deformat (x): Ee= 1/2 k · x2. 

PROPIETATS DE L'ENERGIA:


Es transfareix,

Es pot emmagatzamar i transportar,


Es transforma,


Es degrada en forma de calor,


Es conserva


Eelèctrica= Emecànica útil + Ecalor pèrdua



COM ES TRANSFAREIX L'ENERGIA:


(energia en trànsit)


Treball (manera mecànica)


Calor (manera tèrmica)


Ones electromagmnètiques (manera radiant)

EL TREBALL


El treball és l'energia que es transfereix d'un cos (o sistema) a un altre per mitjà d'una força que provoca un desplaçament. W = F · Ax · cos. S'expressa en Joules, 1J = 1N·1m

Treball i la força de fregament:


W
FREGAMENT = F
FREGAMENT

· Ax · cos180

EL TREBALL I L'ENERGIA CINÈTICA:


Teorema de les forces vives:

W= AE   W= EC2 - EC1EL TREBALL MODIFICA L'ENERGIA POTENCIAL:

Força conservativa


El treball que realitza només depén de punt final i del punt inicial i no depèn del camí recorregut. WF = F · Ax · cos0 = m · g · (h2 -h1) = mgh2 - mgh1 = EP2 - EP1 = AEp EL TREBALL MODIFICA L'ENERGIA MECÀNICA:
W= AEM// W= AEC  + AEP = (EC2 - EC1) + ( EP2 - EP1) = (EC2 + EP2) - (EC1 + EP1) = EM2 - EM1 = AEM

Principi de conservació de l'energia mecànica:


Si l'única força que fa treball sobre un cos és el seu propi pes, la seva energia mecànica es manté constant. 


LES ONES:


Moviment ondulatori:

la propagació d’un moviment vibratori a través d’un medi. La pertorbació que s’origina s’anomena ona, i mitjançant aquesta ona es transmet energia d’un punt a un altre del medi sense que hi hagi transport de matèria, és a dir, no hi ha partícules que es desplacin entre els dos punts, només hi ha transport d’energia.

Tipus d’ones:

Segons si es desplacen en una, dues o les tres dimensions de l’espai, parlarem 
d’ones unidimensional, bidimensionals i tridimensionals, spectivament. Segons la direcció en què vibren les partícules del medi en relació a la direcció de propagació de l’ona tenim: 
a)Ones longitudinals (p. E. El so): les partícules del medi vibren en la mateixa direcció de propagació de l’ona. 
b)Ones transversals (p.E. Una corda o ones sobre la superfície de l’aigua): les partícules del medi vibren en direcció perpendicular a la direcció de propagació de l’onaSegons el tipus de medi de propagació: 

A)Ones mecàniques:

necessiten un medi material sobre el qual poder propagar-se, p.E. El so es propaga en l’aire, l’aigua, els metalls, etc., però no es propaga en el buit (a l’espai no sentirien una nau que esclata). 

B)Ones electromàgnetiques:

no necessiten un medi material per poder propagar-se, p.E. La llum es propaga per l’aire, l’aigua, el vidre, etc., però també es propaga en el buit com demostra el fet que ens arriba la la llum del 

Sol



Paràmetres que caracteritzen una ona:


pensem en una ona circular sobre la superfície de 
l’aigua: 

Focus


: és el punt de l’espai (el lloc) on s’origina la pertorbació


Cresta


: És el punt més alt de l’ona


Vall:


És el punt més baix de lona


Amplitud(A)


: és l’altura màxima d’una d’ona respecte de la seva posició d’equilibri (distància entre la cresta o la vall i el punt d’equilibri). En S.I. Les seves unitats són els metres. Quant més gran és l’amplitud més intensitat té l’ona. 

Longitud d’ona (T):


és la distància entredues crestes consecutives o valls consecutives o, en general, entre dos punts consecutius que es troben en el mateix estat de vibració. 

Període (T):


És el temps que triga un punt del medi en fer una oscil·lació (vibració)


sencera. És el mateix temps que triga l’ona en recòrrer la longitud d’ona. En S.I. Es mesura en segons. 

Freqüència (F)


: és el nombre de vibracions que tenen lloc en un segon. Així, és la inversa del període. En el S. I. S’expressa en Hertz (Hz) o en s-1

: F= 1/

T

Quant més gran és la freqüència, més energia té l’ona



Velocitat de propagació o velocitat d’ona (v


) és la distància que recorre l’ona per unitat de temps, la rapidesa amb què es propaga. Es calcula dividint la longitud d’ona entre el període i les seves unitats són m/s en S.I. 

V = T /

To bé v= T · F  
Quan una ona canvia de medi de propagació (p.E. D’aire a aigua) canvia la seva velocitat de propagació i la seva longitud d’ona, això dóna lloc a efectes com la  difracció de la llum. 


LA POTÈNCIA:


És una magnitud física que relaciona el treball fet (o l'energia aportada) amb el temps que s'empra per fer-lo


P= W / t

S'expressa en Watts (W): Potència d'una màquina que pot fer un treball d'un joule en un segon


1 W = 1J / 1s


En el món del motor és freqüent expressar la potència en cavalls de vapor (CV). 1 CV = 736 W

LA POTÈNCIA I LA VELOCITAT:


La finalitat de les màquines és provocar un moviment, és interessant relacionar la seva potència amb la velocitat que desenvolupen. 

P = W / t = F · Ax / t = F · v

EL RENDIMENT D'UNA MÀQUINA:


S'anomena rendiment d'una màquina (N) la relació entre el treball útil que s'obté i el treball d'entrada o treball motor. 

N = WÚTIL / WMOTOR · 100


TEMPERATURA DELS COSSOS:



Energia interna d'un cos (U)

És la suma de les energies cinètica i potencial de cadacuna de les partícules que el formen.

Temperatura


Mesura de l'energia cinètica mitjana de les partícules d'un cos.

Zero absolut de T: (0K):

Temperatura en les quals les partícules d'un sòlid no es mouen. Aquesta escala, s'anomena "escala absoluta o Kelvin." 0K --> -273'15 C.

T (K)= T (C) + 273'15

CALOR O ENERGIA TÈRMICA:



La calor o energia tèrmica

És l'energia que s'intercanvia quan es posen en contacte dos cossos que estan a diferent temperatura o quan es produiex un canvi d'estat.

Calor: energia en trànsit:

No té sentit, per tant, dir que un cos té calor; un cos absorbeix o perd calor. D'altra banda, un cos té temperatura determinada. 

Equilibri tèrmic:


És quan dos cossos estan en contacte i tenen la mateixa temperatura



EFECTES DE LA CALOR SOBRE ELS COSSOS:


 Canvis de temperatura, Canvi de l'estat físic de la calor,Fa variar la seva mida (dilatació-contracció).

CANVIS DE TEMPERATURA:


Calor específica:

(Ce)és la quanitat de calor que s'ha de comunicar a 1g d'aquesta substància perquè la seva temperatura augmenti 1K. S'expressa en J.La relació entre la quantitat de calor que es comunica a un cos i la temperatura que assoleixi és:
O= m · ce · (T2 - T1) = m · ce · AT. 

CANVIS D'ESTAT:

·

Calor latent d'un canvi d'estat (L):

a la quanitat de calor que cal subministrar a la unitat de massa d'una substància perquè es produeixi el canvi d'estat a la temperatura d'aquest canvi d'estat.Lf  (fusió) Lv(vaporitz.)
























Punt d'ebullició:


Temperatura a la qual es produeix el canvi d'estat de líquid a gas en tota la massa del líquid. El punt d'ebullició coincideix amb el punt de condensació. El seu valor per a aigua és de 100C a la pressió d'una atmosfera. 

Punt de fusió

Temperatura a la qual es produeix el canvi d'estat de sòlid a líquid. El punt de fusió coincideix amb el punt de solidificació: El seu valor per a aigua és de 0 C a la pressió d'una atm. 

TRANFORMACIÓ ENTRE  CALOR I TREBALL


Cada vegada que es fa un treball mecànic, una part es transforma en energia tèrmica: és l'energia que es perd per fregament.
Així, encara que en el procés l'energia es conserva, una part es transforma en calor. És energia que es degrada, ja que no es pot aprofitar. 


TRANSMISSIÓ DE CALOR


Conducció:


És la manera en què es transmet l'energia tèrmica en els sòlids. L'energia es propaga sense que hi hagi transport de matèria, gràcies als xocs que tenen lloc entre les partícules "calentes" i les seves veïnes.

Convecció

És la manera en què es transmet l'energia tèrmica en els fluids (líquids i gasos). L'energia es propaga perquè es produeix un transport de matèria.

Radiació

Manera en què es transmet l'energia tèrmica entre dos cossos sense que hi hagi cap tipus de contacte material entre si. Es propaga per mitjà d'ones electromagnètiques i és l'única forma en què es transmet energia tèrmica en el buit. 














Entradas relacionadas: