Fundamentos de la Energía: Conceptos, Transformaciones y Sostenibilidad
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Unidad Didáctica 4: La Energía
1. Definición y Conceptos Fundamentales
- Definición: La energía es una propiedad de la materia que produce transformaciones físicas o químicas. Es una magnitud derivada, extensiva y general.
- Unidades: La unidad en el Sistema Internacional (SI) es el Julio (J). Otras unidades comunes son el kWh y la caloría.
- Tipos de cambios:
- Cambio físico: No altera la composición química de la materia.
- Cambio químico: Modifica la composición química de la materia.
2. Sistemas Materiales
Se clasifican según su interacción con el entorno:
- Abierto: Intercambia materia y energía.
- Cerrado: Intercambia energía, pero no materia.
- Aislado: No intercambia ni materia ni energía.
3. Propiedades de la Energía
- Conservación: La energía se transforma, transfiere, almacena y transporta.
- Disipación: La energía se dispersa hacia formas menos concentradas.
- Capacidad de acción: Propiedad que permite a un cuerpo transferir calor o realizar trabajo.
Formas de transferencia:
- Calor: Transferencia entre cuerpos con distinta temperatura.
- Trabajo: Acción de una fuerza que produce movimiento en un cuerpo o sistema.
4. Formas de Manifestación de la Energía
| Forma de energía | Propiedad del cuerpo |
|---|---|
| Energía mecánica (Em = Ec + Ep) | Velocidad (cinética: Ec = ½ mv²) y altura (potencial: Ep = mgh) |
| Energía química | Intercambio en reacciones químicas |
| Energía térmica | Movimiento de los átomos de un cuerpo |
| Energía eléctrica | Movimiento de cargas eléctricas (electrones) |
| Energía electromagnética | Transporte por ondas (luz, TV) |
5. Fuentes de Energía
- Renovables (ilimitadas): Hidráulica, biomasa, solar, eólica, geotérmica y mareomotriz.
- No renovables (limitadas): Combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) y energía nuclear.
6. Impacto Ambiental y Sostenibilidad
- Energía eléctrica: Reconocida como una energía útil fundamental.
- Impacto ambiental: Calentamiento global, deforestación, contaminación, residuos radiactivos e inundación de valles.
- Clasificación: Energías convencionales frente a alternativas según su consumo.
- Ahorro energético: Medidas aplicables en iluminación, electrodomésticos, climatización (aire acondicionado y calefacción) y transporte.