Formas de energía y transformaciones
Cuando cargas tu celular, saltas en una cama elástica o calientas agua para el café 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 del recibo de luz.
Las formas de energía
Un carro en marcha frena, una hornilla calienta agua y un bombillo ilumina un cuarto oscuro. Movimiento, calor y luz parecen cosas muy distintas, pero ¿qué tienen en común?
Indica qué forma de energía tiene cada una de estas cosas: a) Un papalote que vuela alto en la playa. b) El agua guardada en un embalse, en lo alto de la represa. c) Una…
Indica qué forma de energía tiene cada una de estas cosas:
- a) Un papalote que vuela alto en la playa.
- b) El agua guardada en un embalse, en lo alto de la represa.
- c) Una pila nueva, todavía sin usar.
- d) La llama de una hornilla de camping.
Relaciona cada forma de energía con su ejemplo y escribe las cuatro parejas completas: a) Energía nuclear. b) Energía eólica. c) Energía sonora. d) Energía eléctrica.…
Relaciona cada forma de energía con su ejemplo y escribe las cuatro parejas completas:
- a) Energía nuclear.
- b) Energía eólica.
- c) Energía sonora.
- d) Energía eléctrica.
Ejemplos: el timbre de la casa, un molino de viento, el tomacorriente de la pared y el Sol.
El viento hace girar el molinillo de colores que Nico ha plantado en el jardín, como se muestra en la figura. a) ¿Qué forma de energía tiene el aire en movimiento? b)…
El viento hace girar el molinillo de colores que Nico ha plantado en el jardín, como se muestra en la figura.
- a) ¿Qué forma de energía tiene el aire en movimiento?
- b) ¿Qué forma de energía tienen las aspas del molinillo al girar?
Yasmin desayuna un sándwich y luego juega un partido de balonmano, en el que corre y suda mucho. a) ¿Qué forma de energía almacenaban los alimentos del desayuno? b)…
Yasmin desayuna un sándwich y luego juega un partido de balonmano, en el que corre y suda mucho.
- a) ¿Qué forma de energía almacenaban los alimentos del desayuno?
- b) Nombra dos formas de energía en las que la transforma su cuerpo durante el partido.
Una forma se transforma en otra
Vera dejó su libro en el estante más alto de la estantería, 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 estantería, como se muestra en la figura.
- a) ¿Qué forma de energía tiene el libro por estar tan alto?
- b) Si el libro se cae, ¿en qué forma de energía se transforma esa energía mientras baja?
En la fiesta de la comunidad han conectado unos altavoces grandes, como el de la figura. a) ¿Qué forma de energía entra en el altavoz por el cable? b) ¿Qué forma de…
En la fiesta de la comunidad han conectado unos altavoces grandes, como el de la figura.
- a) ¿Qué forma de energía entra en el altavoz por el cable?
- b) ¿Qué forma de energía sale de él y nos hace bailar?
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:
La cadena de transformaciones está desordenada:
- a) Energía eléctrica.
- b) Energía química del gas.
- c) Energía cinética de la turbina.
- d) Energía térmica del vapor de agua.
Escríbela ordenada con flechas, desde el gas hasta la red eléctrica.
En el jardín de Daniela hay una farola solar que se enciende sola por la noche. a) ¿Qué forma de energía recoge del Sol durante el día? b) ¿En qué forma se guarda esa…
En el jardín de Daniela hay una farola solar que se enciende sola por la noche.
- a) ¿Qué forma de energía recoge del Sol durante el día?
- b) ¿En qué forma se guarda esa energía en la batería de la farola?
- c) Escribe la cadena de transformaciones que sigue la energía por la noche, desde la batería hasta la luz.
Un carro eléctrico se carga en una casa con paneles solares, como se muestra en la figura. a) Escribe la cadena de transformaciones completa, desde la luz del Sol hasta…
Un carro eléctrico se carga en una casa con paneles solares, como se muestra en la figura.
- a) Escribe la cadena de transformaciones completa, desde la luz del Sol hasta el movimiento del carro. Debe tener al menos cuatro formas de energía.
- b) Indica dos momentos de esa cadena en los que se pierde algo de energía en forma de calor.
- c) Algunos carros eléctricos recargan un poco la batería al frenar. ¿Qué transformación de energía aprovechan para hacerlo?
La Estación Espacial Internacional tiene paneles solares enormes y también grandes baterías. a) Da una vuelta a la Tierra cada $90\ \text{min}$ y parte del trayecto lo…
La Estación Espacial Internacional tiene paneles solares enormes y también grandes baterías.
- a) Da una vuelta a la Tierra cada $90\ \text{min}$ y parte del trayecto lo hace en la sombra. ¿Para qué necesita las baterías si ya tiene paneles?
- b) Escribe la cadena de transformaciones desde la luz del Sol hasta la computadora de a bordo cuando la estación está en la sombra.
- c) Las computadoras y los aparatos se calientan: ¿qué forma de energía sobra y hay que expulsar al espacio?
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.
En una bombilla 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) ¿Cuántos…
En una bombilla 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) ¿Cuántos julios se pierden en forma de calor?
- b) ¿Por qué quema tocar una bombilla de estas después de estar encendida un rato?
La linterna de camping de Bruno funciona con baterías. a) Escribe la cadena de transformaciones completa, desde la energía guardada en la batería hasta la luz que sale.…
La linterna de camping de Bruno funciona con baterías.
- a) Escribe la cadena de transformaciones completa, desde la energía guardada en la batería hasta la luz que sale.
- b) Además de dar luz, el bombillo se calienta un poco: ¿qué otra forma de energía aparece?
Una bombilla vieja transforma $100\ \text{J}$ de energía eléctrica en $10\ \text{J}$ de luz. Una bombilla LED transforma los mismos $100\ \text{J}$ en $40\ \text{J}$ de…
Una bombilla vieja transforma $100\ \text{J}$ de energía eléctrica en $10\ \text{J}$ de luz. Una bombilla LED transforma los mismos $100\ \text{J}$ en $40\ \text{J}$ de luz. La figura compara el flujo de energía de las dos bombillas.
- a) ¿Cuánta energía pierde cada una en forma de calor?
- b) ¿Cuál elegirías para tu casa? Justifícalo usando los datos.
- c) En verano hace calor en casa. Explica por qué tener muchas bombillas viejas encendidas puede hacer que el aire acondicionado gaste todavía más energía.
Un amigo te dice: «Da igual dejar la luz encendida, porque la energía no se destruye, solo se transforma». a) ¿Es verdad que la energía no se destruye? b) Explica por…
Un amigo te dice: «Da igual dejar la luz encendida, porque la energía no se destruye, solo se transforma».
- a) ¿Es verdad que la energía no se destruye?
- b) Explica por qué, aun así, ese razonamiento está mal: piensa en qué forma de energía acaba siendo la del bombillo y si se puede volver a aprovechar.
- c) Añade otro argumento relacionado con las fuentes de energía o con el dinero.
La combustión y el uso adecuado de la energía
Cuando se quema gas de cocina en la hornilla o gasolina en el motor de un carro, se produce calor y a veces luz. ¿Qué pasa realmente al quemar algo?
La energía química guardada en el combustible se transforma en energía térmica (calor) y luminosa (la llama). Al quemarse un combustible que contiene carbono se produce dióxido de carbono (CO₂), que sale al aire.
Uso adecuado de la energía: apagar las luces que no usas, preferir bombillos LED, no dejar aparatos conectados sin necesidad y no desperdiciar combustible reduce el gasto en el recibo y las emisiones de CO₂.
Indica qué forma de energía tiene cada una de estas cosas: a) Un papalote que vuela alto en la playa. b) El agua guardada en un embalse, en lo alto de la represa. c) Una…
Indica qué forma de energía tiene cada una de estas cosas:
- a) Un papalote que vuela alto en la playa.
- b) El agua guardada en un embalse, en lo alto de la represa.
- c) Una pila nueva, todavía sin usar.
- d) La llama de una hornilla de camping.
La linterna de camping de Bruno funciona con baterías. a) Escribe la cadena de transformaciones completa, desde la energía guardada en la batería hasta la luz que sale.…
La linterna de camping de Bruno funciona con baterías.
- a) Escribe la cadena de transformaciones completa, desde la energía guardada en la batería hasta la luz que sale.
- b) Además de dar luz, el bombillo se calienta un poco: ¿qué otra forma de energía aparece?
La energía no se crea ni se destruye
Si frotas tus manos con fuerza sientes calor al instante, y si dejas 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?
Completa la frase con las palabras que faltan: «La energía no se crea ni se destruye, solo se $\dots$ de una forma a $\dots$». Pon después un ejemplo de la vida diaria…
Completa la frase con las palabras que faltan: «La energía no se crea ni se destruye, solo se $\dots$ de una forma a $\dots$». Pon después un ejemplo de la vida diaria en el que ocurra eso.
Iván baja una cuesta larga con la bicicleta, sin pedalear, y frena al llegar abajo, como se muestra en la figura. a) ¿Qué transformación de energía ocurre mientras baja…
Iván baja una cuesta larga con la bicicleta, sin pedalear, y frena al llegar abajo, como se muestra en la figura.
- a) ¿Qué transformación de energía ocurre mientras baja y agarra velocidad?
- b) Al frenar hasta detenerse, ¿en qué forma de energía se transforma la energía cinética?
Ariana se balancea en un columpio cada vez más alto. La figura muestra el columpio en el punto más alto (A) y en el punto más bajo (B). a) ¿Qué forma de energía tiene en…
Ariana se balancea en un columpio cada vez más alto. La figura muestra el columpio en el punto más alto (A) y en el punto más bajo (B).
- a) ¿Qué forma de energía tiene en el punto más alto, donde se detiene un instante?
- b) ¿Y qué forma de energía tiene al pasar por el punto más bajo?
- c) Si nadie la empuja, cada vez sube menos. ¿Qué «ladrón» se lleva parte de la energía y en qué forma la convierte?
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) Describe 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.
- a) Describe la transformación de energía que ocurre al bajar.
- b) Si no hubiera fricción en absoluto, ¿hasta qué altura podría subir en la siguiente colina? ¿Por qué?
- c) En la realidad siempre sube un poco menos. ¿En qué se ha convertido la energía que «falta»?
Una gimnasta salta sobre un trampolín elástico. a) ¿Qué forma de energía tiene cuando está en el punto más alto del salto? b) Describe las transformaciones completas…
Una gimnasta salta sobre un trampolín elástico.
- a) ¿Qué forma de energía tiene cuando está en el punto más alto del salto?
- b) Describe las transformaciones completas desde que cae hasta que vuelve a subir: qué le pasa a la energía cuando el trampolín se estira y cuando se recupera.
- c) Para subir cada vez más alto, la gimnasta «empuja» con las piernas en cada bote. ¿De dónde saca su cuerpo esa energía extra?
Una central hidroeléctrica reversible bombea por la noche agua desde un lago bajo hasta otro alto, usando electricidad barata que sobra. Por el día suelta el agua y…
Una central hidroeléctrica reversible bombea por la noche agua desde un lago bajo hasta otro alto, usando electricidad barata que sobra. Por el día suelta el agua y produce electricidad. El esquema de la instalación es el siguiente:
- a) Escribe la cadena de transformaciones de la noche, al subir el agua, y la del día, al bajarla.
- b) En el proceso se pierde algo de energía en forma de calor. ¿Contradice eso la idea de que la energía se conserva? Explícalo.
- c) Si pierde energía, ¿por qué le interesa a la central funcionar así? Piensa en que la electricidad no vale lo mismo a las $3$ de la madrugada que a las $8$ de la tarde.
El kilovatio-hora del recibo de luz
En el recibo de luz de tu casa (de Naturgy o ENSA) no te cobran «electricidad» en general: te cobran la energía que usaste, medida en kilovatios-hora (kWh).
Vuelve al principio: en tu celular, la energía química de la batería se transforma en luminosa (pantalla), sonora y algo de térmica; en el trampolín, tu energía cinética y la elástica se intercambian con la potencial; y en el microondas, la energía eléctrica se transforma en térmica para calentar el agua del café. En todos los casos, la energía total se conserva.