Ejercicios: Eficiencia energética

Explica con tus palabras qué se entiende por eficiencia de una máquina o dispositivo. Menciona qué dos magnitudes energéticas se comparan para calcularla.

Escribe la expresión matemática de la eficiencia como porcentaje, usando la energía útil $E_{\text{útil}}$ y la energía total suministrada $E_{\text{total}}$. Indica en qué unidad se puede expresar cada una de esas energías en el Sistema Internacional.

Un ventilador recibe $200\ \text{J}$ de energía eléctrica y convierte en energía de movimiento del aire $150\ \text{J}$. Identifica cuál es la energía útil y cuál la energía total suministrada, y calcula la eficiencia del ventilador en porcentaje.

Un motor eléctrico de una bomba de agua en una cooperativa agropecuaria recibe $5\,000\ \text{J}$ de energía eléctrica y entrega $4\,000\ \text{J}$ de energía mecánica útil.

1. a) Calcula la eficiencia del motor.
2. b) ¿Qué ocurrió con los $1\,000\ \text{J}$ restantes? Explica por qué esa energía no se destruye, aunque no sea útil.

Daniela compara dos bombillos que producen la misma cantidad de luz. El bombillo incandescente transforma en luz el $5\ \%$ de la energía eléctrica que recibe y el bombillo LED transforma el $40\ \%$.

1. a) Si cada uno recibe $1\,000\ \text{J}$, calcula la energía luminosa útil que produce cada uno.
2. b) ¿Qué bombillo es más eficiente? Explica en qué se convierte la mayor parte de la energía en el incandescente.

Una cocina de gas licuado suministra $2\,400\ \text{kJ}$ de energía en la combustión durante un tiempo dado. De esa energía, solo $1\,200\ \text{kJ}$ llegan a calentar el agua de una olla.

1. a) Calcula la eficiencia de la cocina en ese proceso.
2. b) Expresa en kilojoules la energía que se pierde al ambiente.
3. c) Menciona una medida sencilla para aumentar el aprovechamiento de la energía al cocinar.

Un estudiante de 8.° grado mide el funcionamiento de un pequeño motor que sube una carga. Le suministra $800\ \text{J}$ de energía eléctrica y la carga gana $560\ \text{J}$ de energía potencial gravitatoria. Otro motor, para subir la misma carga, necesita $700\ \text{J}$ de energía eléctrica.

1. a) Calcula la eficiencia de cada motor.
2. b) ¿Cuál es más eficiente? Argumenta tu respuesta.
3. c) Calcula cuánta energía se pierde en cada motor y explica en qué formas de energía se transforma.

Una central termoeléctrica recibe, por la combustión del combustible, $1\,000\ \text{MJ}$ de energía en cierto intervalo de tiempo y entrega a la red eléctrica $300\ \text{MJ}$. Una mipyme instala un generador que, con $400\ \text{MJ}$ de combustible, entrega $140\ \text{MJ}$ de electricidad.

1. a) Calcula la eficiencia de la central y la del generador.
2. b) Compara ambas eficiencias y decide cuál aprovecha mejor el combustible.
3. c) Un técnico afirma: «Una máquina con eficiencia del $110\ \%$ ahorraría energía». Analiza esta afirmación y explica por qué no es posible.