Contiene todo el desarrollo del Contenido 1.1 Energía motor de la humnidad

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
ESCUELA NACIONAL PREPARATORIA
PLANTEL 3 “JUSTO SIERRA”
QUÍMICA III Clave 1501
UNIDAD 1
La energía, la materia y los cambio
Elaboró: M. en C. Carolina Guzmán Vázquez

2. Programa de química III

3. 1.1.1 Noción de energía
¿Qué hace la energía?
Definición operacional:
La energía es la capacidad que tienen
los cuerpos para realizar un trabajo.

4. 1.1.1 Noción de energía
¿Qué es la energía?
La energía es como el camaleón.
Definición funcional:
Energía es una magnitud física que
se presenta bajos diversas formas, está
involucrada en todos los procesos de
cambio de estado, se transforma y se
transmite, depende del sistema de
referencia y fijado éste se conserva.
J. L. Michinel Machado y A. D’alessandro Martínez. El concepto de energía en los libros de
texto: de las concepciones previas a la propuesta de un nuevo sublenguaje. Enseñanza de
las Ciencias 12 (1994) 369 – 380.

5. 1.1.1 Noción de energía
Unidades de energía.
Unidad de
energía
empleada en el
Sistema
Internacional
es el
su símbolo es JOULE es una cantidad
J que se define como escalar
energía necesaria para
levantar en la superficie
de la Tierra un cuerpo de
1 kilogramo una altura de
10.2 centímetros

6. 1.1.1 Noción de energía
Formas de energía.
Energía solar: es la obtenida por la generación
de radiación del Sol como resultado de
reacciones nucleares de fusión.
Energía eólica: se produce por el movimiento
del aire.
Energía mecánica: se manifiesta cuando los
objetos están en movimientos y/o tienen
influencia de campos de fuerza.
Energía hidráulica: es producida en una
turbina que es accionada mediante agua.
Energía mareomotriz: se produce cuando se
aprovechan las corrientes de agua de mar.

7. 1.1.1 Noción de energía
Formas de energía.
Energía química: se produce cuando las
sustancias reaccionan entre sí alterando su
constitución.
Energía nuclear: se obtiene de núcleos
atómicos inestables.
Energía geotérmica: se obtiene al utilizar las
fuentes termales denominadas géiser.
Energía de la biomasa: se obtiene al utilizar
materia orgánica y desechos.

8. 1.1.2 Energía cinética y potencial
La energía mecánica es la
que poseen los cuerpos
cuando están en
movimiento y por estar
sujetos a ciertos campos de
fuerza.
Energía
potencial
Energía
cinética

9. 1.1.2 Energía cinética y potencial
Energía cinética
Todos los cuerpos en movimiento
poseen energía cinética (Ec).
Este tipo de energía depende de la masa
del cuerpo (m) y de la velocidad (v), su
ecuación es:
Ec = ½ mv2

10. 1.1.2 Energía cinética y potencial
Energía potencial
La energía potencial (Ep) es la
energía de un cuerpo debida a la
posición que ocupa en presencia
de ciertos campos de fuerza.
por ejemplo, como el

11. 1.1.2 Energía cinética y potencial
Energía potencial gravitacional
Ep
El cambio de energía potencial
h se mide con respecto al
nivel base como es la
superficie de la Tierra.
Ep = 0
La energía potencial gravitacional es función de la
masa del cuerpo (m), la gravedad (g) y la altura (h), su
expresión matemática es:
Ep = mgh

12. 1.1.2 Energía cinética y potencial
Energía potencial electromagnética
Un electrón cargado negativamente en órbita alrededor de
un núcleo atómico, es atraído por él, debido a su carga
opuesta. El desplazamiento del electrón para alejarse del
núcleo requiere efectuar un trabajo contra esta fuerza
atractiva y, como resultado, el electrón gana potencial
electromagnético.

13. 1.1.3 Transferencia y transformación
de la energía
Energía cinética Energía potencial
Una pelota en lo alto de una pendiente tiene energía
potencial, pero una vez que ha rodado hasta la base este
potencial ha disminuido y la cinética se ha incrementado.
A Pelota con
Energía energía
Energía cinetica cinética y sin
potencial creciente energía
Ec Ep potencial
B
Ec Ep
C
Ec Ep
EM = Ec + Ep

14. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
¿Qué hace el trabajo?
Definición operacional:
El trabajo es el producto de la fuerza aplicada por la
distancia recorrida por el objeto en la dirección de la fuerza.
Expresión algebráica: T=Fxd
En donde:
fuerza [Newton], distancia [metros] y trabajo [Joule]

15. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
¿Qué hace el trabajo?
F
Fy

Fx
a b
distancia
Expresión matemática de trabajo es: T = Fx x d ...(*)
del triángulo rectángulo se desprende que: cos  = Fx / F
despejando a Fx de la expresión anterior: Fx = F x cos 
sustityendo a Fx en (*), tenemos que: T = F x d x cos 

16. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
¿Qué es el trabajo ?
es un
proceso
para
F h
transmitir intercambiar transformar
la
Se realiza un trabajo
al levantar un objeto y,
al mismo tiempo se de los
incrementa la energía
potencial (Ep). objetos
Definición funcional:
El trabajo es energía en tránsito.
J. L. Michinel Machado y A. D’alessandro Martínez. El concepto de energía en los libros de
texto: de las concepciones previas a la propuesta de un nuevo sublenguaje. Enseñanza de
las Ciencias 12 (1994) 369 – 380.

17. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
¿Qué es la Temperatura?
Definición funcional:
La temperatura es una propiedad de la
materia que nos indica que tan
caliente o frío puede ser una
sustancia o un objeto.
Definición operacional:
Es una medida de la energía
cinética promedio de la
moléculas o átomos de una
sustancia o de un objeto.

18. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
Escalas termométricas
Anders Celsius
((1701 – 1744)
William
Thomson
(1824 – 1907)
Daniel Gabriel Fahrenheit
(1686 – 1736) Algunas aportaciones de
Lord Kelvin.
98.6°F  Calor y energía mecánica.
 Efecto Joule – Thomson.
 Electricidad.
Termoscopio  Teoría de elasticidad.

19. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
Conversiones
Celsius Kelvin
Temperatura de 100°C 373 K
ebullición del agua
Celsius Kelvin
Temperatura de 0°C 273 K
congelación del agua
°C = K – 273.15
K = °C + 273.15
Cero absoluto –273°C 0K

20. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
Conversiones
Celsius Fahrenheit
Temperatura de 100°C 212°F
ebullición del agua
Celsius Fahrenheit
Temperatura de 0°C 32°F
congelación del agua
5
°C = – (°F – 32)
9
9
°F = – °C + 32
5

21. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
¿Qué hace el calor?
Calentar
Enfríar
Definición operacional:
Expresión algebráica: Q = m c (Tf – Ti)
En donde: Q incremento de calor [calorías]
m es la masa [gramos]
c es el calor específico [calorías/ gramos °C]
T es la temperatura [°C]

22. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
¿Qué hace el calor?
Q = m c (Tf – Ti)
Q = m c T
Una caloría es la cantidad de calor que se requiere
transferir a un grama de agua pura para elevar un
grado celsius su temperatura (de 14.5°C a 15.5 °C).
El factor de transformación entre calorías y joules es:
1 cal = 4.184 J

23. 1.1.4 Trabajo, calor y temperatura
¿Qué es el calor?
Transmite energía
Definición funcional:
El calor es un proceso de intercambio térmico o
procesos de variación de la temperatura.
El calor es energía en tránsito.
J. L. Michinel Machado y A. D’alessandro Martínez. El concepto de energía en los libros de
texto: de las concepciones previas a la propuesta de un nuevo sublenguaje. Enseñanza de
las Ciencias 12 (1994) 369 – 380.

24. 1.1.5 Ley de la Conservación de la Energía
La energía no se crea ni se destruye; solo se
puede transformar de una forma a otra, pero la
cantidad total de la energía no cambia jamás.
Julius Lothar Meyer (1830-1895)

25. Richard Phillips Feynman
“ Hoy en día , desde el punto de vista de la Física , no
sabemos qué es realmente la Energía.
No tenemos ninguna evidencia de que la Energía
venga en pequeñas cantidades , a modo de gotas.
Lo que sí sabemos es que toda materia es
Energía en reposo , y que la Energía
se manifiesta en multitud de formas que
se relacionan entre sí mediante
númerosos mecanismos de conversión.” (1918-1988)