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Secundaria 1° · Ciencias Naturales
La energía · La energía

Formas de energía y transformaciones

Cuando cargás tu celular, saltás en una cama elástica o calentás la leche en el microondas, siempre pasa lo mismo por debajo: la energía cambia de forma. La energía no se ve directamente, pero se reconoce por lo que es capaz de hacer: mover algo, calentarlo, iluminarlo o hacerlo sonar. Al final de la página sabrás explicar adónde va la energía de tu celular y qué significa el kWh de la boleta de luz.

Las formas de energía

Un auto en marcha frena, una vela calienta agua y una lamparita ilumina un cuarto oscuro. Movimiento, calor y luz parecen cosas muy distintas, pero ¿qué tienen en común?

Seis formas de energía: un auto en movimiento (cinética), un libro en un estante alto (potencial), una pila y una manzana (química), cargas que circulan por un cable con clavija (eléctrica), una taza de agua caliente con vapor (térmica) y una lamparita que emite luz (luminosa). Cinética h Potencial + Química Eléctrica Térmica Luminosa
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Indicá qué forma de energía tiene cada una de estas cosas: a) Un barrilete que vuela alto en la playa. b) El agua guardada en un embalse, en lo alto de la presa. c) Una…

Indicá qué forma de energía tiene cada una de estas cosas:

  1. a) Un barrilete que vuela alto en la playa.
  2. b) El agua guardada en un embalse, en lo alto de la presa.
  3. c) Una pila nueva, todavía sin usar.
  4. d) La llama de una hornalla de camping.
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Relacioná cada forma de energía con su ejemplo y escribí las cuatro parejas completas: a) Energía nuclear. b) Energía eólica. c) Energía sonora. d) Energía eléctrica.…

Relacioná cada forma de energía con su ejemplo y escribí las cuatro parejas completas:

  1. a) Energía nuclear.
  2. b) Energía eólica.
  3. c) Energía sonora.
  4. d) Energía eléctrica.

Ejemplos: el timbre de casa, un molino de viento, el enchufe de la pared y el Sol.

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El viento hace girar el molinillo de colores que Nico plantó en el jardín, como se muestra en la figura. a) ¿Qué forma de energía tiene el aire en movimiento? b) ¿Qué…

El viento hace girar el molinillo de colores que Nico plantó en el jardín, como se muestra en la figura.

? ?
  1. a) ¿Qué forma de energía tiene el aire en movimiento?
  2. b) ¿Qué forma de energía tienen las aspas del molinillo al girar?
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Una forma se transforma en otra

Cadena de transformaciones en una linterna: la energía química de la pila pasa a eléctrica en el circuito y se convierte en luminosa y térmica. química (pila) eléctrica luminosa+ térmica ejemplo: una linterna de pilas
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Vera dejó su libro en el estante más alto de la biblioteca, como se muestra en la figura. a) ¿Qué forma de energía tiene el libro por estar tan alto? b) Si el libro se…

Vera dejó su libro en el estante más alto de la biblioteca, como se muestra en la figura.

  1. a) ¿Qué forma de energía tiene el libro por estar tan alto?
  2. b) Si el libro se cae, ¿en qué forma de energía se transforma esa energía mientras baja?
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En una central térmica se quema gas natural para producir electricidad. El esquema de la central es el siguiente: La cadena de transformaciones está desordenada: a)…

En una central térmica se quema gas natural para producir electricidad. El esquema de la central es el siguiente:

gas vapor turbina generador red eléctrica

La cadena de transformaciones está desordenada:

  1. a) Energía eléctrica.
  2. b) Energía química del gas.
  3. c) Energía cinética de la turbina.
  4. d) Energía térmica del vapor de agua.

Escribila ordenada con flechas, desde el gas hasta la red eléctrica.

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Un auto eléctrico se carga en una casa con paneles solares, como se muestra en la figura. a) Escribí la cadena de transformaciones completa, desde la luz del Sol hasta…

Un auto eléctrico se carga en una casa con paneles solares, como se muestra en la figura.

  1. a) Escribí la cadena de transformaciones completa, desde la luz del Sol hasta el movimiento del auto. Debe tener al menos cuatro formas de energía.
  2. b) Indicá dos momentos de esa cadena en los que se pierde algo de energía en forma de calor.
  3. c) Algunos autos eléctricos recargan un poco la batería al frenar. ¿Qué transformación de energía aprovechan para hacerlo?
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No toda la energía sirve: el calor «perdido»

En una transformación, casi siempre una parte de la energía sale en una forma que no queríamos, sobre todo como calor.

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En una lamparita incandescente antigua, de cada $100\ \text{J}$ de energía eléctrica solo $10\ \text{J}$ se convierten en luz. La figura muestra ese flujo de energía. a)…

En una lamparita incandescente antigua, de cada $100\ \text{J}$ de energía eléctrica solo $10\ \text{J}$ se convierten en luz. La figura muestra ese flujo de energía.

100 J luz 10 J calor = ?
  1. a) ¿Cuántos joules se pierden en forma de calor?
  2. b) ¿Por qué quema tocar una lamparita de estas después de estar encendida un rato?
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Una lámpara incandescente vieja transforma $100\ \text{J}$ de energía eléctrica en $10\ \text{J}$ de luz. Una lámpara LED transforma los mismos $100\ \text{J}$ en…

Una lámpara incandescente vieja transforma $100\ \text{J}$ de energía eléctrica en $10\ \text{J}$ de luz. Una lámpara LED transforma los mismos $100\ \text{J}$ en $40\ \text{J}$ de luz. La figura compara el flujo de energía de las dos lámparas.

lamparita vieja lamparita LED 100 J luz 10 J calor = ? 100 J luz 40 J calor = ?
  1. a) ¿Cuánta energía pierde cada una en forma de calor?
  2. b) ¿Cuál elegirías para tu casa? Justificalo usando los datos.
  3. c) En verano hace calor en casa. Explicá por qué tener muchas lamparitas viejas encendidas puede hacer que el aire acondicionado gaste todavía más energía.
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La energía no se crea ni se destruye

Si frotás tus manos con fuerza sentís calor al instante, y si dejás caer una pelota de goma rebota varias veces, cada vez más baja, hasta detenerse. ¿Adónde fue la energía que tenía al principio, si nada puede destruirse?

Conservación de la energía: la energía de entrada se reparte en una parte útil y una parte perdida, casi siempre calor, y la suma es igual a la entrada. 100 % energía de entrada forma útil forma «perdida» (casi siempre, calor) energía útil + energía perdida = energía de entrada
Practica★☆☆Sin empezar
Completá la frase con las palabras que faltan: «La energía no se crea ni se destruye, solo se $\dots$ de una forma a $\dots$». Poné después un ejemplo de la vida diaria…

Completá la frase con las palabras que faltan: «La energía no se crea ni se destruye, solo se $\dots$ de una forma a $\dots$». Poné después un ejemplo de la vida diaria en el que ocurra eso.

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Practica★★☆Sin empezar
Aitana se balancea en una hamaca cada vez más alto. La figura muestra la hamaca en el punto más alto (A) y en el punto más bajo (B). a) ¿Qué forma de energía tiene en el…

Aitana se balancea en una hamaca cada vez más alto. La figura muestra la hamaca en el punto más alto (A) y en el punto más bajo (B).

A B
  1. a) ¿Qué forma de energía tiene en el punto más alto, donde se frena un instante?
  2. b) ¿Y qué forma de energía tiene al pasar por el punto más bajo?
  3. c) Si nadie la empuja, cada vez sube menos. ¿Qué «ladrón» se lleva parte de la energía y en qué forma la convierte?
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Practica★★★Sin empezar
En una montaña rusa, el carrito está parado en lo alto de una colina de $30\ \text{m}$ y luego cae hasta casi el suelo, como se muestra en la figura. a) Describí la…

En una montaña rusa, el carrito está parado en lo alto de una colina de $30\ \text{m}$ y luego cae hasta casi el suelo, como se muestra en la figura.

v = 0 30 m h = ?
  1. a) Describí la transformación de energía que ocurre al bajar.
  2. b) Si no hubiera rozamiento en absoluto, ¿hasta qué altura podría subir en la siguiente colina? ¿Por qué?
  3. c) En la realidad siempre sube un poco menos. ¿En qué se convirtió la energía que «falta»?
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El kilovatio-hora de la boleta de luz

En la boleta de luz no te cobran «electricidad» en general: te cobran la energía que usaste, medida en kilovatios-hora (kWh). Fijate en una boleta de tu casa: aparece el consumo del período en kWh y, multiplicado por el precio de cada kWh, el importe a pagar.

Analizá una boleta de luz

En la boleta de luz aparece el consumo del período. Para entender de dónde sale, podés armar una tabla con los aparatos de una casa en un día: la potencia, las horas de uso y la energía que consume cada uno (cuanta más potencia y más horas de uso, más energía).

Aparato Potencia (kW) Horas por día Energía por día (kWh)
Heladera 0,15 24 3,6
Lamparitas LED 0,05 5 0,25
Televisor 0,1 4 0,4
Estufa eléctrica 2 2 4
Gráfico de barras con la energía diaria que consume cada aparato: heladera 3,6 kWh, lamparitas 0,25 kWh, televisor 0,4 kWh y estufa 4 kWh. Heladera Lamparitas Televisor Estufa 3,6 0,25 0,4 4 kWh por día

El gráfico de barras permite comparar enseguida: la estufa, aunque se use pocas horas, es la que más energía consume por su gran potencia. La heladera consume poco por hora, pero está todo el día conectada y por eso ocupa el segundo lugar.

Practica★☆☆Sin empezar
Un radiador eléctrico de $2\ \text{kW}$ está encendido $3\ \text{h}$. ¿Cuánta energía consume? Expresala en $\text{kWh}$.

Un radiador eléctrico de $2\ \text{kW}$ está encendido $3\ \text{h}$. ¿Cuánta energía consume? Expresala en $\text{kWh}$.

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Practica★★☆Sin empezar
Una lavadora de $2\ \text{kW}$ hace un lavado que dura $1,5\ \text{h}$. a) ¿Cuánta energía consume, en $\text{kWh}$? b) Si el kilovatio-hora cuesta $200\ \text{\$/kWh}…

Una lavadora de $2\ \text{kW}$ hace un lavado que dura $1,5\ \text{h}$.

  1. a) ¿Cuánta energía consume, en $\text{kWh}$?
  2. b) Si el kilovatio-hora cuesta $200\ \text{\$/kWh}$, ¿cuánto cuesta ese lavado?
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Practica★★☆Sin empezar
El horno a microondas de casa consumió $7,2\cdot10^{6}\ \text{J}$ en un mes. Sabiendo que $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$: a) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consumió?…

El horno a microondas de casa consumió $7,2\cdot10^{6}\ \text{J}$ en un mes. Sabiendo que $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$:

  1. a) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consumió?
  2. b) ¿Cuánto costó ese mes de microondas, a $200\ \text{\$/kWh}$?
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Volvé al principio: en el celular, la energía química de la batería se transforma en eléctrica y esta en luminosa (pantalla), sonora y algo de térmica; en la cama elástica, tu energía cinética y la elástica se intercambian con la potencial; y en el microondas, la energía eléctrica se transforma en térmica para calentar la leche. En todos los casos, la energía total se conserva.

Resumen

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