L'ENERGIA I LES MÀQUINES

1.D’ON OBTENIM L’ENERGIA

Una font d’energia és un recurs en la natura a partir del qual podem obtenir energia.

FONTS D’ENERGIA NO RENOVABLES:

• Carbó

• Petroli

• Gas natural

• Combustibles nuclears: Urani i Plutoni

FONTS D’ENERGIA RENOVABLES:

• Energia hidràulica

• Energia eòlica

• Energia solar

• Biomassa (restes orgàniques)

• Energia mareomotriu

• Energia geotèrmica

2.PRODUCCIÓ, TRANSPORT I DISTRIBUCIÓ D’ENERGIA ELÈCTRICA

Una central elèctrica és una instal·lació en què es produeix energia elèctrica a partir d’una altra font d’energia.

2.1TRANSPORT I DISTRIBUCIÓ D’ENERGIA ELÈCTRICA

Un cop generat el corrent elèctric, cal distribuir-lo. El corrent generat es converteix en corrent d’alta tensió.

El generador és el responsable de produir el corrent elèctric.

La turbina es mou per l’acció del vapor d’aigua, el vent o un corrent d’aigua.

El transformador d’una central elèctrica eleva la tensió o el voltatge del corrent generat.

Les línies d’alta tensió porten el corrent elèctric de les centrals fins als edificis on s’aprofiten.

A les afores de les ciutats s’instal·len subestacions transformadores per reduir la tensió del corrent elèctric.

3.CENTRALS ELÈCTRIQUES

Una central tèrmica de combustibles fòssils produeix energia elèctrica a partir de la combustió d’un combustible, com el carbó, el petroli o els seus derivats, el gas natural o la biomassa.

Una central tèrmica nuclear produeix energia elèctrica a partir de la reacció de fissió nuclear de substàncies radioactives com l’urani o el plutoni.

Una central hidroelèctrica, produeix energia elèctrica a partir d’un corrent d’aigua en moviment.

Una central solar tèrmica aprofita la llum del Sol per escalfar aigua i així, generar vapor amb que produeix energia elèctrica.

Una central solar fotovoltaica utilitza cèl·lules fotovoltaiques per convertir l’energia solar en corrent elèctric de forma directa.

Una central eòlica converteix l’energia de l’aire en moviment en energia elèctrica.

Una central geotèrmica produeix energia elèctrica a partir de la calor procedent de l’interior de la terra.

Una central mareomotriu produeix energia elèctrica a partir del moviment de l’aigua del mar que té lloc durant les marees.

4. MÀQUINES TÈRMIQUES. MOTORS

Una màquina tèrmica és una màquina que utilitza un combustible per funcionar i produir moviment.

• Les màquines de combustió externa: El combustible es crema a fora dels elements que constitueixen les peces mòbils o motor de la màquina. Exemple: màquina de vapor.

• Les màquines de combustió externa: El combustible es crema dins del motor. Exemples: Motor d’explosió d’un automòbil o motor de reacció d’un avió.

4.1 LA MÀQUINA DE VAPOR

La màquina de vapor va servir per llançar la Revolució Industrial a Europa a final del segle XVIII. En una caldera es calenta l’aigua, que es converteix en vapor.

1. El vapor entra a pressió en el cilindre per la vàlvula superior.

2. El vapor s’expandeix i empeny l’èmbol.

3. Quan es produeix buit al condensador, el vapor és succionat a través de la vàlvula inferior.

4. Quan el pistó arriba al final del recorregut, el cicle torna a començar.

4.2 EL MOTOR D’EXPLOSIÓ

En un motor d’explosió el combustible es crema a l’interior del motor. El motor d’explosió és un element clau en la societat actual, ja que és present en gairebé tots els vehicles de transport terrestre o aeri.

1. La vàlvula d’admissió s’obre, llavors l’aire i el combustible entren en el cilindre.

2. Puja el pistó, i la gasolina i l’aire es comprimeixen.

3. La bugia llança una guspira que fa explotar la mescla. Els gasos s’expandeixen i fan abaixar el pistó.

4. S’obre la vàlvula d’escapament, i puja el pistó que expulsa els gasos produïts en la combustió. Després torna a començar el cicle.

5.3 MOTORS DE REACCIÓ

Els motors de reacció són els que utilitzen els avions i els coets. El combustible utilitzat sol ser querosè. Fan servir el principi de acció i reacció.

• Principi d’acció i reacció: Quan un motor llença els gasos produïts cap a un costat (acció), es mou automàticament cap al costat oposar (reacció).

Hi ha dos tipus de motors de reacció:

TURBOVENTILADOR:

Un gran ventilador impulsa l’aire cap a la cambra de combustió. Després, els gasos expulsats empenyen el vehicle cap endavant.

TURBOPROPULSOR (turbohèlix):

Disposa d’una hèlix que impulsa l’aire necessari per a la combustió a l’interior del motor. La sortida de gasos impulsa el vehicle cap endavant.

4.4 COETS

Utilitzen el principi d’acció i reacció, però com a l’espai no hi ha aire, fan servir hidrogen i oxigen líquids, ja que sinó no es podria fer la combustió.

Cal molta energia per a passar l’atmosfera terrestre a causa de l’atracció terrestre. Per la qual cosa els coets propulsors són molt més grans que el vehicle que transporten.

5.COMPARAR MOTORS DE GASOLINA I DE GASOIL (dièsel)

                                                VEHICLE DE GASOLINA                                   VEHICLE DE GASOIL (dièsel)

COMBUSTIBLE                      Combustible una mica més car.                        Una mica més barat. Gasoil o dièsel

                                                Gasolina

TIPUS DE VEHICLE                Motocicletes i turismes bàsicament.                 Turismes, camions, autobusos. 

CONFORT                            Més silenciosos i amb menys vibracions.            Són una mica més sorollosos.

PREU I MANTENIMENT      Vehicles més barats. Manteniment                        Més cars. Manteniment més car. ITV méscara.

                                            més barat.                                                        

TIPUS DE MOTOR                Amb bugies.                                                         No calen bugies.

CONTAMINACIÓ                 Menys contaminant però consumeix                    Més contaminant però gasta menys combustible.

                                             més combustible.

RENDIBILITAT                     Rendible si es fan menys de                                Rendibles si es fan més de 25.000km l’any.

                                            25.000km l’any.