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Física 2 , principios, leyes y conceptos

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• ¿Qué es energía?, en su acepción más amplia es sinónimo

de poder y virtud para obrar. En la dimensión de las

ciencias Físicas, Energía es la causa capaz de transformar

un trabajo mecánico.

• La energía es esencial en el proceso básico de la vida en el

planeta, el sol es la fuente de energía de la que depende

toda la vida terrestre, no sólo por el efecto térmico de su

radiación sino también por la denominada fotosíntesis,

proceso mediante el cual las plantas generan clorofila,

(algas, plancton y plantas superiores)

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• Energía y masa son dos características de la materia. Las

propiedades asociadas a la posesión de masa son la inercia

(Tendencia de los cuerpos a oponerse a cualquier cambio de su

estado de reposo o movimiento) y al responder a un campo

gravitacional. La energía puede ser transferida de un lugar a otro.

• Mayer fue el primer físico en detectar la relación que hay entre

calor y la energía mecánica, y plateó cinco formas principales de

energía:

• Energía potencial (gravitacional)

• Energía de movimiento (cinética)

• Energía Eléctrica y magnética

• Energía química

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• Desde la antigüedad el hombre ha necesitado el empleo de energía para

su subsistencia y desarrollo, que ha ido encontrando y aplicando en

función de sus necesidades y del conocimiento que se tenía en cada

etapa, sin embargo siempre se ha aprovechado la energía que le

proporciona el sol, quien le da luz y calor.

• La leña, forrajes, carbón y grasas, desde que el hombre conoció el fuego,

los ha utilizado para proporcionar calor y luz para iluminar la oscuridad

nocturna. Ya en la época moderna la química ha jugado un papel

fundamental para generar energía, baterías, hidrocarburos, gas natural,

nuclear, biomasa, fotovoltaica etc…

• la energía eléctrica es la más utilizada y proviene de otras fuentes de

energía las cuales son transformadas en electricidad, es precisamente en

esta transformación se generan gran cantidad de productos

contaminantes que afectan el atmosfera, el agua y en general a los seres

vivos.

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• La energía como se ha mencionada en otros escritos “es la

capacidad que tienen los cuerpos para desarrollar un trabajo”, la

energía está en el calor, la luz del sol, el viento, el agua, madera,

gas, la energía puede ser convertida o transferida a otras formas de

energía, por lo tanto se dividen en renovables y no renovables:

• RENOVABLE: es la que produce el sol, la fuerza del viento y el

agua

• NO RENOVABLE: Es la energía que una vez consumida

desaparece y se transforma en otra. Ejemplo: gasolina se utiliza

para que un motor la transforme en energía mecánica, el gas butano

utilizado en la cocina se transforma en energía calorífica, etc…

TÉRMICA Produce calor, generalmente por efecto de la combustión

MECÁNICA Produce movimiento

ELECTROMECÁNICA Corresponde a los rayos X, microondas y luz visible de lámparas

QUÍMICA Reacciones entre elementos que desprenden calor u otras formas de energía

EÓLICA Fuerza del aire que tiene como características el de ser mecánica

ELÉCTRICA Producida por campos magnéticos, se transforma en otras formas de energía

NUCLEAR Produce calor por efecto del núcleo atómico

SOLAR Es la base de la vida en el planeta

HIDRAÚLICA Es generada por la caída del agua que mueve turbinas, y producen la energía

BIOMASA Produce calor y otras aplicaciones

DIFERENTES FORMAS DE ENERGÍA

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• La termodinámica, tiene como finalidad investigar de

forma lógica las relaciones entre las diferentes clases de

energía y sus manifestaciones, además las leyes de la

termodinámica rigen la transformación de un tipo de

energía en otro

• Dichas bases hacen referencia a que la energía aplicada

sea la misma antes y después de la conversión.

• La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente

en el trabajo mecánico obtenido.

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• Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este

principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin:

• Enunciado de Clausius: «No es posible ningún proceso cuyo único

resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta

temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un

recipiente a temperatura más elevada».

• Enunciado de Kelvin—Planck: Es imposible construir una máquina

térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la

absorción de energía desde un depósito, con la realización de una

cantidad igual de trabajo.

• Otra interpretación: Es imposible construir una máquina térmica

cíclica que transforme calor en trabajo sin aumentar la energía

termodinámica del ambiente.

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• ¿Qué es transferencia de calor?:

• LA TRANSFERENCIA DE CALOR: ES LA ENERGÍA EN TRANSITO

DEBIDO A UNA DIFERENCIA DE TEMPARATURAS

• Nos hemos referido al calor como una forma de energía en tránsito,

siempre que hay una diferencia de temperatura entre dos cuerpos o

entre dos porciones del mismo cuerpo.

• Se dice que el calor fluye en la dirección en la dirección de mayor a

menor temperatura, este fenómeno ocurre por tres métodos

principales por medio de los cuales se ocurre este intercambio de

calor: conducción, convención y radiación.

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• LA CONDUCCIÓN es el proceso por el cual se

transfiere energía térmica mediante colisiones

adyacentes a través de una medida , material. el medio

en sí no se mueve

• CONVECCIÓN es el proceso por el cual se transfiere

calor por medio del movimiento real de la masa de un

fluido

• RADIACIÓN es el proceso mediante el cual el calor se

transfiere por medio de ondas magnéticas

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• La dilatación es un fenómeno físico que se presenta

generalmente en todos los estados de agregación de la

materia (sólido, líquido, gaseoso y plasma), ya que toda

la materia se dilata cuando se calienta y se contrae al

enfriarse.

• Cuando se aplica calor a un cuerpo, se incrementa la

energía cinética de sus moléculas y éstas requieren de

mayor espacio, lo cual produce un aumento del volumen

del cuerpo: a este aumento se le denomina dilatación.

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• LA DILATACIÓN LINEAL es aquella en la cual

predomina la variación en una única dimensión, o sea,

en el ancho, largo o altura del cuerpo.

• DILATACIÓN SUPERFICIAL Es aquella en que

predomina la variación en dos dimensiones, o sea, la

variación del área del cuerpo: largo y ancho la letra que

se utiliza como constante es β beta, y la unidad es en m2

• DILATACIÓN VOLUMÉTRICA Es aquella en que

predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la

variación del volumen del cuerpo.