La materia presenta 3 propiedades:
- Tiene dimensiones.
- Presenta inercia.
- Es la causa de la gravedad.
El árbol es materiaLA MATERIA TIENE DIMENSIONES
La materia tiene dimensiones; es decir, ocupa un lugar en el espacio, propiedad que se llama Volumen. El volumen es una magnitud que se mide en m3 en el S.I.
La masa está relacionada con la cantidad de materia que hay en un volumen determinado. La masa es una magnitud que se mide en kg en el S.I.
La relación entre masa y volumen se llama Densidad. La densidad es una magnitud que se mide en kg/m3 en el S.I.
Densidad = masa / volumen
LA MATERIA PRESENTA INERCIA
La materia presenta Inercia. La inercia es la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o de movimiento.
La inercia es mayor conforme un cuerpo tiene mayor masa. Por ejemplo, la inercia de una pelota de tenis es muy pequeña, pues cuesta poco ponerla en movimiento; mientras que, por el contrario, la inercia de un camión es grande.
A mayor inercia, mayor fuerza habrá que aplicar para conseguir una determinada aceleración en el cuerpo al moverse.
LA MATERIA ES LA CAUSA DE LA GRAVEDAD
La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en la atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias.
La gravedad es la responsable de que los objetos caigan al suelo, de la existencia de las mareas, de que los planetas se muevan alrededor del Sol y, en definitiva, de la estructura del Universo.
La Tierra y la Luna se atraen por efecto de la gravedadLA ENERGÍA COMO PROPIEDAD DE LOS SISTEMAS MATERIALES
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o realizar un trabajo, de modo que, a medida que un cuerpo o un sistema transfiere calor o realiza un trabajo, su energía disminuye. Se mide en julios (J) en el Sistema Internacional de unidades.
El calor es la energía que se transfiere entre dos cuerpos como consecuencia de su diferencia de temperatura. Siempre pierde energía el cuerpo más caliente y la gana el más frío.
NOTA: El agua está a mayor temperatura que el hielo y le cede energía (calor).
Se realiza trabajo sobre un cuerpo o sistema material cuando éste se desplaza bajo la acción de una fuerza que actúa total o parcialmente en la dirección del movimiento.
Un atleta ejerce una fuerza en la dirección en que quiere mover las pesas. Está realizando trabajo.
VARIACIÓN DE LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS MATERIALES
Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.
La variación de energía puede producirse de dos maneras:
- Como una transferencia de energía de un sistema material a otro.
- Como la transformación de una forma de energía en otra dentro de un mismo sistema material.
La energía puede transformarse de unas formas en otras o transferirse de unos cuerpos a otros, pero en conjunto, permanece constante.
La energía potencial que adquiere la bola del extremo (por estar separada de su posición de equilibrio y estar a cierta altura) se transforma en energía cinética (produce movimiento) y ésta, a su vez se transforma en energía potencial en la bola del extremo opuesto.
TIPOS DE ENERGÍAS
Según cuál sea el proceso por el que los cuerpos obtienen la capacidad para realizar trabajo o para transferir energía como calor, la energía se denomina de una u otra manera. Las formas en que se puede manifestar la energía son:
- Energía cinética
- Energía potencial
- Energía eléctrica
- Energía electromagnética
- Energía química
- Energía térmica
- Energía nuclear
TIPOS DE ENERGÍAS: ENERGÍA CINÉTICA
La Energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. Ej.: Un coche en movimiento.
La Energía cinética, Ec, se mide en julios (J); la masa se mide en kilogramos (kg) y la velocidad en metros/segundo (m/s).
TIPOS DE ENERGÍAS: ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
La Energía potencial gravitatoria es la que posee un cuerpo que se encuentra a una determinada altura sobre la superficie terrestre. Ej.: Un paracaidista al saltar desde un avión tiene energía potencial gravitatoria, por estar separado de la superficie terrestre una cierta distancia (altura).
La Energía potencial, se mide en julios (J); la masa se mide en kilogramos (kg); la aceleración de la gravedad se mide en metros/segundo-cuadrado (m/s2) y la altura se mide en metros (m).
TIPOS DE ENERGÍAS: ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía eléctrica es la debida al movimiento de cargas eléctricas dentro de conductores eléctricos. Ej.: La energía eléctrica que hace girar el motor de un coche y ponerlo en movimiento.
TIPOS DE ENERGÍAS: ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA
La energía electromagnética es la que transportan las llamadas "ondas electromagnéticas", como la luz, las ondas de radio y TV, las microondas, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta, los rayos X o los rayos gamma de la radiactividad.
TIPOS DE ENERGÍAS: ENERGÍA QUÍMICA
La energía química es la energía que se desprende o absorbe en las reacciones químicas. Ej.: La energía química liberada en la combustión del gas butano permite calentar el agua de una vivienda.
En un fuego se libera energía química en forma de calor.TIPOS DE ENERGÍAS: ENERGÍA TÉRMICA
La energía térmica se debe al movimiento de los átomos o moléculas que componen un cuerpo. La temperatura es la medida de la energía térmica de un cuerpo. Cuando dos cuerpos con distinta temperatura se ponen en contacto, el de mayor temperatura "transmite energía térmica" al de menor temperatura. La energía térmica transmitida entre cuerpos a diferente temperatura recibe el nombre de calor.
TIPOS DE ENERGÍAS: ENERGÍA NUCLEAR
La energía nuclear es la que se libera en los procesos de fisión nuclear (ruptura de un núcleo atómico grande en dos más pequeños) o de fusión nuclear (unión de dos o más núcleos atómicos menores para formar uno mayor). Ej.: En las estrellas, como nuestro Sol, la fusión tiene lugar a tal escala que la energía liberada es enorme.
La energía procedente del Sol proviene de la energía nuclear liberada en la fusión del hidrógeno.
FUENTES DE ENERGÍA
El funcionamiento del mundo actual se basa fundamentalmente en el consumo de energía.
En general, el consumo de energía se centra en satisfacer tres necesidades básicas: electricidad, agua caliente y calefacción. Las distintas fuentes de energía pueden tener, pues dos objetivos: la producción de energía eléctrica o la producción de energía térmica.
Las fuentes de las que se obtiene la energía necesaria se clasifican en dos tipos:
- Fuentes de energía no renovables.
- Fuentes de energía renovables.
FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
Las fuentes de energía no renovables proceden de recursos que existen en la naturaleza de forma limitada y que pueden llegar a agotarse con el tiempo. Las más importantes son:
La energía nuclear, que utiliza la energía liberada en las reacciones nucleares para la producción de energía eléctrica o térmica.
Central nuclearLa energía obtenida de la combustión de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural).
GasolineraFUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES: HIDROCARBUROS
El petróleo es una de las principales fuentes de energía no renovables. En el petróleo se encuentran unos compuestos llamados Hidrocarburos (formados por carbono e hidrógeno) que, al quemarse con oxígeno, dan lugar a dióxido de carbono y agua y desprenden energía. Esa energía se puede emplear, entre otras cosas, en calentar un líquido.
En esta escena puedes estudiar el caso de 4 hidrocarburos que son gaseosos a temperatura ambiente, como son: metano, etano, propano y butano.
FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
Las fuentes de energía renovables proceden de recursos naturales inagotables. Destacan entre ellas las siguientes:
Energía hidráulica: Aprovecha los saltos de agua de las presas de los pantanos para hacer girar la turbina de un generador de energía eléctrica.
Salto de aguaEnergía solar: Se basa en el aprovechamiento de la energía que nos llega del Sol para transformarla en energía eléctrica o transferirla a circuitos de calefacción o agua caliente.
Central de energía solarEnergía eólica: Aprovecha la fuerza de los vientos para hacer girar las aspas que mueven las turbinas de los generadores de energía eléctrica.
Central de energía eólica.Energía de la biomasa: Consiste básicamente en el aprovechamiento energético de los residuos naturales (forestales, agrícolas,...) o los derivados de la actividad humana (residuos industriales o urbanos).
La caña de azúcar se emplea para producir bioetanol.LA TIERRA: UN SISTEMA MATERIAL EN CONTINUO CAMBIO
La Tierra constituye un sistema material abierto, ya que intercambia materia y energía con el espacio exterior.
- La atmósfera terrestre deja escapar continuamente moléculas al exterior y recibe micrometeoritos (materia). Sin embargo, en el transcurso del tiempo, la masa del planeta ha permanecido prácticamente constante.
- De toda la energía solar que recibe la Tierra, sólo el 51 % llega hasta la superficie y es responsable de la mayoría de los cambios que tienen lugar en ella.
Los cambios que se producen en nuestro planeta son de diferente naturaleza:
- El relieve se modifica debido a la acción del viento y el agua, activados por la energía solar.
- La energía que emplean los seres vivos procede del Sol.
- La atmósfera ha sufrido alteraciones en su composición, debido básicamente a la acción de los seres vivos.
- En el interior de la Tierra existe energía responsable de algunos procesos geológicos: volcanes, terremotos, formación de cordilleras y cambio de posición de los continentes.
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