miércoles, 5 de junio de 2013

LA ENERGÍA Y SU APROVECHAMIENTO



Casi toda la energía de la cual disponemos procede del Sol. El es la causa de los vientos, de la evaporación de las aguas superficiales, creación de nubes, lluvias, etc. algunas manifestaciones de energía son:
- Energía solar: En forma de radiaciones luminosas, caloríficas y electromagnéticas.
- Energía química: Contenida en cuerpos combustibles.
- Energía bioquímica: Presente en el desarrollo de los seres vivos.
- Etc.
A continuación, se citan las fuentes de energía en las que la participación del hombre se hace obligada, por ser necesario el control de las mismas, tanto en sus principios como en las sucesivas utilizaciones que de ellas se hacen. Así tenemos:
- Energía hidráulica: Producida por el movimiento de las masas de agua. Movimiento logrado bien por la caída de corrientes de agua, debidas a la acción de la gravedad terrestre, o por la subida y bajada de las mareas, cuyo origen radica en la gravitación lunar y solar.
- Energía térmica o calorífica: Obtenida por la combustión de un cuerpo combustible. Utilizada en un radiador eléctrico.
- Energía eólica: Generada por los vientos.

- Energía nuclear: Derivada de la fisión o «fraccionamiento» de los núcleos de elementos pesados, como el uranio. También de la fusión o «unión» de los núcleos de elementos de peso atómico bajo, como el deuterio o el tritio (ambos, isótopos del hidrógeno).
- Energía mecánica: Obtenida en una turbina de agua vapor o gas. Utilizada en un motor eléctrico o de explosión.
- Energía eléctrica o electromagnética: Producida en un generador eléctrico.
- Energía luminosa o radiante: Conseguida en lámparas eléctricas de todo tipo, superficies reflectantes, etc.
- Energía acústica: Puesta de relieve en los fenómenos sonoros.


Manifestaciones de la energía: electricidad y radiación electromagnética

La energia se transforma y manifiesta de diferentes formas, en esta ocasión veremos la manifestación de la energía en la electricidad y radiación electromagnética. 
Electricidad: la electricidad es una manifestación de la energía porque es un poder que da existencia a un trabajo. Gracias a la electricidad funcionan los aparatos modernos. 
La electricidad es la fuerza que actúa entre protones y electrones (componentes del átomo). En una planta eléctrica se genera una circulación de electrones que viajan a través de cables para llegar a nuestra casa; de esta manera podemos enchufar un aparato a la corriente eléctrica para que dicho aparato funcione y trabaje. 
Hay electricidad de corriente continua (pilas) y de corriente alterna (red eléctrica). La posibilidad de generar y transportar la electricidad provocó un cambio en la sociedad. La electricidad permite la calidad de vida que tenemos en la actualidad. Imagina un día sin electricidad ¿cuáles aparatos serían inservibles?

Radiación electromagnética: es la emisión de fotones responsables de la interacción electromagnética. La luz es una radiación electromagnética, al igual que la radio. 
El teléfono celular, el microondas, el tostador, entre otros aparatos eléctricos,  emiten radiaciones electromagnéticas. La radiación electromagnética tiene diversas longitudes de onda.
El término radiación se ha asociado con desastres radioactivos, pero no toda la radiación es dañina, de hecho muchas de las comodidades que tenemos hoy en día, emiten radiaciones electromagnéticas.

Obtención y aprovechamiento de la energía:

Sabemos que existen diferentes tipos de energía, como la energía solar, nuclear o eléctrica.A continuación nos centraremos en la obtención y aprovechamiento de la energía eléctrica ya que es la más utilizada, así veremos los beneficios y riesgos en la naturaleza y sociedad.


Hay diferentes maneras de obtener energía eléctrica:
Centrales Térmicas: producen electricidad mediante la combustión de fuel o carbón. 
Central Hidroeléctrica: aprovechan la caída de agua para producir electricidad.
Centrales atómicas: se obtiene energía a partir del átomo.
Energía solar
Energía eólica

Aprovechamos la energía eléctrica para generar luz, para lograr que funciones diversos aparatos, para producir calor, frío, mover máquinas, entre otras muchas cosas. 

Cada forma de generar energía eléctrica conlleva riesgos especiales para la naturaleza y la sociedad, la central termoeléctrica produce un aumento del efecto invernadero, las centrales hidroeléctricas contaminan menos, pero tienen un gran impacto ambiental porque se desvían ríos y se cambian ecosistemas con la construcción de grandes represas, las centrales nucleares han ocasionado desastres como los de Chernobil o los ocasionados en Japón en el tsunami de 2011, la energía solar es más limpia aunque todavía no se puede utilizar a gran escala, la energía eólica no representa impactos ambientales, pero no es constante y por lo tanto no se puede utilizar confiablemente.

Importancia del aprovechamiento de la energía orientado al consumo sustentable

El Consumo sustentable se refiere al uso óptimo de la energía desde su producción hasta la eficiencia energética de su uso.

La Eficiencia energética es la implementación de acciones que favorezcan la reducción de la cantidad de energía utilizada sin afectar las necesidades de la población. Esto es un uso menor de energía con el mismo resultado que se tiene en la actualidad. El aprovechamiento sustentable busca garantizar el suministro eléctrico y reducir el impacto ambiental.
Hay programas nacionales para aprovechar la energía y fomentar el consumo sustentable, pero las acciones individuales cuentan mucho, así que hay que implementar acciones para aprovechar la energía en la casa y en la escuela, entre las cosas que puedes hacer están:
  • Revisar tus electrodomésticos : el 30% del consumo global de energía es gracias a los aparatos electrodomésticos. Para reducir el consumo de energía de este rubro es necesario que tus electrodomésticos funcionen correctamente, que desconectes los aparatos que no estés utilizando y que, de ser posible, cambies aparatos (como los refrigeradores) por modelos ahorradores de energía.
  • Iluminación: el consumo de electricidad para iluminar, representa la quinta parte del consumo mundial. Cambia tus focos por bombillas ahorradoras y no enciendas luces que no necesites. Le darás un respiro al planeta.
  • Transporte: para ahorrar energía en este sector asegúrate que el automóvil funcione adecuadamente, usa la bicicleta cada vez que puedas, camina, comparte el vehículo con las personas que van al mismo lugar que tú, utiliza el transporte público. 
¿Cómo se obtiene, transporta y aprovecha la energía que utilizamos en casa?

Generación y transporte de electricidad es el conjunto de instalaciones que se utilizan para transformar otros tipos de energía en electricidad y transportarla hasta los lugares donde se consume. La generación y transporte de energía en forma de electricidad tiene importantes ventajas económicas debido al costo por unidad generada. Las instalaciones eléctricas también permiten utilizar la energía hidroeléctrica a mucha distancia del lugar donde se genera. Estas instalaciones suelen utilizar corriente alterna, ya que es fácil reducir o elevar el voltaje con transformadores. De esta manera, cada parte del sistema puede funcionar con el voltaje apropiado. Las instalaciones eléctricas tienen seis elementos principales:
  • La central eléctrica
  • Los transformadores, que elevan el voltaje de la energía eléctrica generada a las altas tensiones utilizadas en las líneas de transporte
  • Las líneas de transporte
  • Las subestaciones donde la señal baja su voltaje para adecuarse a las líneas de distribución
  • Las líneas de distribución
  • Los transformadores que bajan el voltaje al valor utilizado por los consumidores.
En una instalación normal, los generadores de la central eléctrica suministran voltajes de 26.000 voltios; voltajes superiores no son adecuados por las dificultades que presenta su aislamiento y por el riesgo de cortocircuitos y sus consecuencias. Este voltaje se eleva mediante transformadores a tensiones entre 138.000 y 765.000 voltios para la línea de transporte primaria (cuanto más alta es la tensión en la línea, menor es la corriente y menores son las pérdidas, ya que éstas son proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente). En la subestación, el voltaje se transforma en tensiones entre 69.000 y 138.000 voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribución. La tensión se baja de nuevo con transformadores en cada punto de distribución. La industria pesada suele trabajar a 33.000 voltios (33 kilovoltios), y los trenes eléctricos requieren de 15 a 25 kilovoltios. Para su suministro a los consumidores se baja más la tensión: la industria suele trabajar a tensiones entre 380 y 415 voltios, y las viviendas reciben entre 220 y 240 voltios en algunos países y entre 110 y 125 en otros.
En una central hidroeléctrica, el agua que cae de una presa hace girar turbinas que impulsan generadores eléctricos. La electricidad se transporta a una estación de transmisión, donde un transformador convierte la corriente de baja tensión en una corriente de alta tensión. La electricidad se transporta por cables de alta tensión a las estaciones de distribución, donde se reduce la tensión mediante transformadores hasta niveles adecuados para los usuarios. Las líneas primarias pueden transmitir electricidad con tensiones de hasta 500.000 voltios o más. Las líneas secundarias que van a las viviendas tienen tensiones de 220 o 110 voltios.

El desarrollo actual de los rectificadores de estado sólido para alta tensión hace posible una conversión económica de alta tensión de corriente alterna a alta tensión de corriente continua para la distribución de electricidad.


Bibliografía:








 


 




 

martes, 4 de junio de 2013

BLOQUE V: CONOCIMIENTO SOCIEDAD Y TECNOLOGÍA

Se considera que el universo comenzó hace 13.700 millones de años con una explosión en la que se creó el espacio, el tiempo, la energía y la materia.
El big-bang es un modelo que trata de explicar el origen del universo. big-bang=gran explosión, pero a que nos referimos cuando decimos la gran explosión, La materia se encontraba en un punto de densidad infinita que en ese momento exploto generando así la expansión de toda la materia a todas las direcciones y se crea así lo que llamamos universo, desde entonces el universo se considera en movimiento constante y evolución.
Se dice que esa materia estaba constituida por partículas como los electrones, positrones, mesones, bariones, neutrinos entre otros, en conclusión más de 89 partículas que son conocidas hoy en día.Antes del origen del universo, no existía el tiempo o sea que no tiene ningún sentido preguntarnos hace cuanto surgió el universo. El tiempo, el espacio y la materia se creo después e que surgió el universo. Son varios argumentos que apuntan a nuestra investigación, unos nos dicen que minutos más tarde de que ocurrió la gran explosión la temperatura era muy alta y su densidad, entonces se comenzó a mezclarse varias partículas subatómicas. 

Según los cálculos que se han hecho a través de que transcurre el tiempo nos indica que el helio y el hidrógeno son productos primarios a esta gran explosión y que aquellos elementos más pesados se originaron más tarde desde las estrellas, pero esto es muy fácil de contradecir al momento de la gran explosión la materia comenzó a expandirse, el helio y el hidrógeno se convirtieron en estrellas y en galaxias, A medida que se expandía el universo su temperatura disminuía.
Hay 3 evidencias principales que apoyan esta teoría, la ley de Hubble, las mediciones del fondo cósmico de radiación y la abundancia de elementos primordiales.
La ley de Hubble:
Al observar galaxias y cuasares lejanos se nota que estos se alejan de nosotros y que la velocidad con la cual se alejan depende de la distancia a la que se encuentran.
v=Hd
Esta es la ley de Hubble y nos dice que la velocidad a la que se alejan de nosotros las galaxias, crece entre más lejanas estén. Esto apoya la teoría de la gran explosión, en la que se tiene un Universo en expansión.

Fondo cósmico de radiación:

La gran explosión predice que durante los primeros días del Universo, éste estaba conformado por materia y radiación (luz), los cuales estaban en equilibrio térmico, es decir, tenían la misma temperatura. Unos 400,000 años luego dela explosión, todos los fotones (partículas de luz) que conformaban esta radiación de fondo dejaron de interactuar con la materia y, debido a la expansión del Universo, la temperatura de esta radiación de fondo disminuyó. Las observaciones muestran que existe este fondo cósmico de radiación en todas direcciones y que actualmente tiene una temperatura de 2.7 °K, es decir -270.45 °C. 
Abundancia de los elementos químicos primordiales:
Las observaciones nos dicen que cerca del 75% de la masa del Universo se encuentra en forma de hidrógeno, mientras que cerca del 23% se encuentra en forma de helio y el resto en forma de otros elementos. Estas observaciones concuerdan con las predicciones de la gran explosión que estiman cerca de 24% de helio y el resto de hidrógeno. 

Características de los cuerpos cósmicos:

El fundamento de todas las ciencias físicas es la medición. En la Astronomía el avance logrado se debe a que se han podido medir cantidades como el tamaño, la masa y la distancia de los diferentes cuerpos que observamos en el Universo. Un cuerpo celeste (o cósmico) es un objeto de origen natural perteneciente al espacio.

TIPOS DE CUERPOS CELESTES O CÓSMICOS: 
Estrellas.
Planetas 
Asteroides
Satélites
Cometas
Nebulosas planetarias
Hoyos negros.

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA:
Todo cuerpo en el universo emite radiaciones infrarrojas, la emisión electromagnética de los cuerpos celestes es muy variada. Algunos cuerpos, como las estrellas, generan su propia emisión, otros emiten la luz que reflejan, pero todos se encuentran por encima del cero absoluto.

EVOLUCIÓN DE LAS ESTRELLAS:
Al iniciar la vida de una estrella (protoestrella) el calor de su interior procede de la energía gravitacional, cuando ya se le considera estrella se inicia la transmutación del hidrógeno en helio, después se convertirá en una gigante roja (de gran tamaño y más fría), el siguiente paso es ser una nebulosa planetaria y terminará como una enana blanca o como una supernova. 

LA VÍA LÁCTEA:
Nuestra galaxia con forma de lente convexa, forma parte del Grupo Local. El sistema solar se encuentra en uno de los brazos de la espiral a unos 30,000 años luz del centro y a unos 20,000 del extremo. 


EL SOL:
El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz.
El Sol es también nuestra principal fuente de energía que se manifiesta , sobre todo, en forma de luz y calor. El Sol contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor.

El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse.


Astronomía y sus procedimientos de investigación:

La astronomía es la ciencia que se compone de la energía elemental creada por las ondas de la atmósfera, en sí la energía crea las ondas del universo pasándolas a todo elemento material del estudio de los cuerpos celestes del universo, incluidos los planetas y sus satélites, los cometas y meteoroides, las estrellas y la materia interestelar, los sistemas de estrellas, gas y polvo llamados galaxias y los cúmulos de galaxias; por lo que estudia sus movimientos y los fenómenos ligados a ellos. Su registro y la investigación de su origen viene a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética o de cualquier otro medio. La astronomía ha estado ligada al ser humano desde la antigüedad y todas las civilizaciones han tenido contacto con esta ciencia.

En casi todas las religiones antiguas existía la cosmogonía, que intentaba explicar el origen del universo, ligando éste a los elementos mitológicos. La historia de la astronomía es tan antigua como la historia del ser humano. Antiguamente se ocupaba, únicamente, de la observación y predicciones de los movimientos de los objetos visibles a simple vista, quedando separada durante mucho tiempo de la Física.
Se han aplicado diversos conocimientos de la física, las matemáticas y de la química a la astronomía. Estos avances han permitido observar las estrellas con muy diversos métodos. La información es recibida principalmente de la detección y el análisis de la radiación electromagnética, pero también se puede obtener información de los rayos cósmicos, neutronios y meteoros.

Estos datos ofrecen información muy importante sobre los astros, su composición química, temperatura, velocidad en el espacio, movimiento propio, distancia desde la Tierra y pueden plantear hipótesis sobre su formación, desarrollo estelar y fin. El análisis desde la Tierra y de las radiaciones no sólo resulta obstaculizado por la absorción atmosférica, sino que el problema principal, vigente también en el vacío, consiste en distinguir la señal recogida del "ruido de fondo", es decir, de la enorme emisión infrarroja producida por la Tierra o por los propios instrumentos.

Bibliografía:
http://es.wikipedia.org/wiki/Astronom%C3%ADa
http://www.buenastareas.com/ensayos/Teoria-De-La-Gran-Explosion/1039430.html