Semana 5

Transformación de la energía

Indicadores de logro:

1.9. Relaciona la forma de energía empleada por un dispositivo y su utilidad.

1.10. Efectúa cálculos simples de transformación de energía en electrodomésticos y el cuerpo humano.

Podemos definir energía como la capacidad de los cuerpos para producir cambios sobre otros cuerpos o sobre ellos mismos.

Luis: ¿Qué tipos de energía conoces? ¿Se puede terminar la energía o qué sucede con ésta? Comparte tus conocimientos con tu clase.

A. Transformación de la energía calorífica

Materiales: una hoja de papel, una vela, un encendedor o fósforos, una tijera, hilo y cinta adhesiva.

Procedimiento:

Dibuja un espiral en toda la página.
Recorta el espiral y pega el hilo en un extremo de este.
Enciende la vela.
Coloca el espiral sobre la llama, teniendo cuidado que este no la toque.
Observa qué sucede después de unos segundos.
Contesta lo que se te indica:

a. ¿Por qué se mueve el espiral?

b. ¿Qué transformación de energía se presenta?

Los alimentos también proporcionan energía la cual se puede transformar.

B. Batería de frutas

Materiales: 3 frutas cítricas pueden ser limones, naranjas o mandarinas, 3 trozos de cobre o monedas de 1 centavo, 3 clavos de zinc o alambre galvanizado, un led de 3 mm, de preferencia de luz roja, y 4 cables de cobre de 15 cm.

Procedimiento:

Coloca a cada una de las frutas un clavo de zinc y un trozo de cobre, de tal manera que lleguen al centro de esta sin que se toquen.
Con el cable de cobre une el clavo de una fruta con el cobre de otra, así con todas excepto por una.
Con las dos puntas del cable que no uniste con el de otra fruta, amarra cada una de los extremos del led.
Observa lo que sucede.
Contesta lo que se te indica:

a. ¿Por qué se enciende el led?

b. ¿Cuánto es el mínimo de frutas que pueden hacer que el led encienda?

Irene: Cuando manipules aparatos eléctricos, recuerda conectar sin tocar las láminas con los dedos, no los desconectes tirando del cable y si tienes el cuerpo mojado no toques enchufes ni cables de un aparato eléctrico.

Cuando utilizamos aparatos eléctricos cierta cantidad de energía eléctrica se transforma en otro tipo de energía.

C. Generemos calor

Materiales: una batería de 1.5 V, 2 cables de cobre de 10 cm, una mina de lápiz portaminas y cinta adhesiva.

Procedimiento:

Coloca con cinta adhesiva un cable a cada extremo de la batería (polos positivo y negativo).
Amarra a la mina el otro extremo de cada cable.
Con precaución toca la mina y observa lo que sucede.
Contesta lo que se te indica:

a. ¿Qué transformaciones de energía ocurren?

Luis: ¿Qué sucede si agregamos otra batería? ¿O qué tal si agregamos otra mina?

Debemos tomar en cuenta que cada electrodoméstico en nuestro hogar que se conecta a la red eléctrica genera un consumo de energía el cual es cargado a nuestro recibo de energía eléctrica.

D. Evitar un consumo excesivo de energía eléctrica

Para realizar esta actividad tu docente te indicará que formen pares.

Procedimiento:

Haz un listado con tres acciones que puedes hacer para evitar un consumo excesivo de energía eléctrica en tu hogar.

Como ya vimos anteriormente cada aparato conectado a la red de energía eléctrica en nuestro hogar genera un consumo de esta, para llevar control de que tanto consumimos al mes podemos calcular nuestro consumo con la ecuación:

Consumo = (Potencia en kW) x (tiempo de uso en horas)

Además, también podemos calcular el costo que este consumo nos genera, tomando en cuenta que en El Salvador el precio por cada kWh consumido en promedio actualmente es de $0.14:

Costo = (Consumo) x (Precio kW x h)

Carlos: Al calcular el consumo de energía eléctrica debemos de asegurarnos que el tiempo esté en horas para tener el resultado correcto.

E. Calculemos el consumo eléctrico

Procedimiento:

Resuelve los siguientes problemas:

a. Calcula el consumo y costo de un foco de 100 W que permanece encendido 6 horas por 5 días.

b. Calcula el consumo y costo de un ventilador de 50 W que permanece encendido 8 horas por 9 días.

Nico: Los cambios de energía nos sirven debido a que de esa manera podemos hacer funcionar las máquinas.

En décadas pasadas, los trenes se movían utilizando carbón para generar energía calorífica y transformarla en energía cinética.

¿Qué aprendimos?

Existen distintos tipos de energía, los cuales, según su uso, pueden convertirse en otro tipo de energía. En los alimentos sucede este fenómeno, ya que la energía que contienen puede transformarse en otro tipo al consumirlos.

Los distintos tipos de energía son:

Energía hidráulica es la energía que se obtiene a partir del movimiento del agua de los ríos.
Energía calorífica es la energía que presentan los cuerpos cuando son expuestos al cambio de temperatura.
Energía química es la energía producida por una sustancia a través de una reacción química.
Energía luminosa o lumínica es la energía producida por las ondas de luz, la cual, podemos percibir por los ojos.
Energía sonora es la energía que se obtiene por la vibración de las ondas sonoras, la cual, se puede transmitir por los sólidos, líquidos y gases.
Energía eléctrica es la energía que se obtiene a través del movimiento de cargas eléctricas.
Energía nuclear es la energía liberada por el núcleo de un átomo a través de una reacción nuclear, ya sea por fusión o fisión.
Energía eólica es la energía que se obtiene por el movimiento del viento.

Los aparatos electrónicos consumen energía a pesar de estar apagados, es por eso que debemos asegurarnos de desconectarlos cuando no los estemos utilizando y de esta manera podemos evitar un gasto innecesario en nuestra factura.

Podemos calcular el consumo total de energía eléctrica en nuestro hogar multiplicamos la potencia de cada electrodoméstico que utilizamos por la cantidad de horas que se utilizó, si este consumo lo multiplicamos por el valor de kWh en nuestro país, obtenemos el costo total del consumo de energía eléctrica en nuestro hogar.

No olvides que…

«La materia ni se crea ni se destruye, sólo se transforma». Antoine Lavoisier, padre de la química.

F. Muestra tus resultados

Es momento de mostrar tus resultados, para eso mostrarás y explicarás a la clase los resultados obtenidos, de la siguiente manera:

Describir brevemente cada actividad realizada.
Mostrar y explicar tus resultados.

a. Las máquinas son herramientas que nos ayudan a realizar un trabajo de manera más fácil.

b. Dentro de las máquinas tenemos las llamadas máquinas simples, las cuales, se dividen en 6 grupos: palanca, torno, polea, plano inclinado, cuña y tornillo.

c. La palanca es una máquina simple, la cual, se divide en tres grupos dependiendo de la ubicación de su fulcro, potencia y resistencia.

d. Las palancas de primer grado, segundo grado y tercer grado, tienen características diferentes y las podemos encontrar como herramientas simples en nuestro entorno, las cuales, nos facilitan la realización de un determinado trabajo.

e. La ley de la palanca dice que el producto de la potencia por la distancia que hay entre esta y el punto de apoyo (brazo de potencia) es igual a la multiplicación de la resistencia por la distancia que hay entre esta y el punto de apoyo (brazo de resistencia).

f. Para realizar algunas actividades que no se pueden resolver en un solo paso nos vemos en la necesidad de combinar dos o más máquinas simples, de esta manera es como se crearon las máquinas complejas, las cuales se dividen en dos grupos: máquinas complejas energéticas y las mecánicas.

g. La tecnología, dependiendo su uso, puede clasificarse en: fija, flexible, blanda, dura y limpia; así como también, la podemos clasificar según el tipo de energía que utilizan para funcionar, como: máquinas eléctricas, hidráulicas y térmicas.

h. Existen distintos tipos de energía, los cuales según, de acuerdo al uso que tengan, pueden convertirse en otro tipo de energía. En los alimentos pasa lo mismo ya que estos poseen energía, la cual, se puede transformar en otro tipo.

i. Los aparatos electrónicos consumen energía a pesar de estar apagados es por eso que debemos asegurarnos de desconectarlos cuando no los utilizamos y de esta manera podemos evitar un gasto innecesario en nuestra factura.

Nico: Las máquinas facilitan el trabajo para que se pueda realizar con menos esfuerzo.

Luis: Si se te complica esta evaluación repasa las lecciones anteriores para que la superes sin problemas.

Ahora comprobaremos tus conocimientos acerca de las máquinas y la energía. Pídele orientación a tu docente para realizar las siguientes actividades.

Haz un resumen sobre las máquinas simples, mencionando herramientas que utilices con frecuencia e identificando que tipo de máquina simple es.
Explica con tus palabras la práctica sobre la palanca que realizaste anteriormente, enumera los materiales que utilizaste, los pasos que seguiste y responde: ¿porqué es más fácil levantar los libros cuando la distancia entre el fulcro y los libros es menor?
Realiza un resumen sobre las máquinas complejas y su diferencia con las máquinas simples.
Describe qué tipo de máquinas simples componen a los patines y expone frente a tus compañeros.
Haz un resumen de los tipos de tecnología y menciona las que utilizas en tu día a día.
Explica en frente de la clase qué tipo de máquina es el tren a vapor según el tipo de energía que utiliza para funcionar.
Haz un resumen de los tipos de energía y menciona las que utilizas en tu día a día.
Calcula el costo del consumo de energía de tu casa en un día si utilizas un televisor por 5 horas, una radio por 3 horas y un ventilador por 6 horas.

Nico: ¿Conoces sobre la inteligencia artificial?

La Inteligencia Artificial (IA) son aquellas máquinas creadas para reaccionar de la misma manera que lo haría un humano teniendo en cuenta la contemplación, juicio e intensión. Con la IA, las máquinas tienen la habilidad de «sentir», esto por medio de sensores, debido al análisis de datos y el machine learning. A partir de esto, una máquina puede tomar decisiones, las cuales podemos catalogar como «inteligentes».

El uso tecnología de las máquinas simples y complejas ha formado parte de la historia de la humanidad. Una manera de verlo reflejado es tomando como ejemplo el interés por desarrollar las máquinas voladoras.

Esta imagen trazada a mano es un diseño de Leonardo Da Vinci, al cual llamó Ornitóptero. Su diseño se basó tras realizar muchas observaciones del vuelo de las aves, y aunque puedes creer que eso ocurrió recientemente, el diseño fue planteado hace más de 500 años.