Energia

TECNOLOGIES MEDIAMBIENTALS I SOSTENIBILITAT
10. ENERGÍA
Parte I: Introducción

Juan Martínez Magaña
Profesor UPC
Càtedra UNESCO de Sostenibilitat UPC

10.1 El concepto de energía
10.2 Dispersión de la energía
10.3 Formas de la energía
10.4 Tendencias en el uso de la energía
10.5 Las implicaciones
Las implicaciones
10.6 El debate de la energía
10.7 Eficiencia y renovables

10 El10.1 El concepto de energía

Energía, un concepto asociado a la
capacidad de cambio presente en la
naturaleza:
La energía es una propiedad o atributo
de todo cuerpo o sistema material en
virtud de la cual éstos pueden
transformarse modificando su situación
o estado, así como actuar sobre otros
originando en ellos procesos de
transformación. Sin energía, ningún
proceso físico,químico o biológico
sería posible, todos los cambios
materiales están asociados con una
cierta cantidad de energía que se pone
en
en juego, se cede o se recibe.
se cede se recibe

La energía es algo tan
propio de la materia
que llega a
considerarse entidades
equivalentes.

E  mc 2

Energía almacenada:
Visión macroscópica (movimiento
uniforme): Las partículas de una pelota
en vuelo semueven todas de forma
coherente el resultado es una energía
coherente, el resultado es una energía
cinética dependiente de la masa y la
velocidad, y una energía potencial
dependiente de la masa y el campo en el
que está ubicado el sistema.
Visión microscópica (movimiento
caótico): las partículas dentro de un
sistema están sujetas a desplazamientos
están sujetas desplazamientosaleatorios y caóticos, que alteran
continuamente los valores de las
energías cinética y potencial de cada
partícula, es el llamado movimiento
térmico de las partículas.

Energía almacenada

Sistema
2

Sistema
1

Energía en tránsito

Energía en tránsito:
Los sistemas alteran la energía
almacenada mediante procesos de
intercambio entre ellos. Estos procesos
de intercambio se realizan endos
sentidos el de recibir el de entregar
sentidos, el de recibir o el de entregar, y
mediante dos formas diferentes, el
trabajo y el calor. El trabajo y el calor
son las dos formas que adopta la
energía en tránsito.

Energía de un sistema
Energía de un sistema
ET = Em + Ec + Ep + U
Energía total,

Dimensiones de la energía:
de la energía:
En el Sistema Internacional de unidadeslas dimensiones de la energía están
formadas por la masa (kg), la distancia
(m) y el tiempo (s).

Em = mc²
Energía de masa

Ec = ½mv²

E   M L2 T 2

Energía cinética

Ep = mg(h1-h2)

La unidad de medida es el Julio

Energía potencial

U = Eci + Epi

Eci = ½mjvj²

Epi = Epij

Energía interna

Energía cinética interna,
suma de la energía cinética
de todas laspartículas del
sistema

Energía potencial interna,
suma de la energía potencial
de interacción de todas las
partículas, resultado de la
cohesión molecular.

Primera ley de la termodinámica
Primera ley de la termodinámica
“En un sistema cerrado aislado la
energía se conserva
energía se conserva”
Aislado = sin intercambio de materia ni energía
Ello implica que la variación de energíaen un sistema
cerrado (sólo intercambia energía) la ET , solo será
alterada por los flujos de calor y trabajo que entren o
salgan del sistema En la ecuación el calor agregado al
salgan del sistema. En la ecuación el calor agregado al
sistema y el trabajo realizado son positivos.

ET = Q – W
La primera ley de la termodinámica impide la existencia
de movimientos perpetuos de primer orden(aquellos
que se alimentan de la energía que ellos mismos
que se alimentan de la energía que ellos mismos
producen, sin aportes exteriores).
El trabajo tiene por tanto dimensiones de energía y
representa el intercambio de energía entre el sistema y
su entorno.

Es el sistema que sólo puede
intercambiar energía con su
intercambiar energía con su
entorno, pero no materia.

Energía...