Primera parte del tema energias de tecnologia industrial. Conceptos

2. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 2 de 25
CONCEPTES
FONTS
PRODUCCIÓ
DISTRIBUCIÓ
CONSUM
CONSEQÜÈNCIES
TECNOLOGIA
INDUSTRIAL
ENERGIA
(1.Fonts)

3. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 3 de 25
CONCEPTES
ENERGIA:
Capacitat per fer un treball
TREBALL:
= · · ∝
POTÈNCIA:
=
W, Treball [ J ]
F, Força [ N ]
X, Distància [ m ]
P, Potència [ W ]
t, Temps [ s ]
1 W = 1J/1s
1 CV = 736 W

4. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 4 de 25
MANIFESTACIONS D’ENERGIA
MECÀNICA Cos
INTERNA TÈRMICA Molècules
QUÍMICA Enllaços
ELÈCTRICA Electrons
NUCLEAR Nucli
RADIANT Ones electromagnètiques
SONORA Vibració del medi
...

5. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 5 de 25
OPERADORS

6. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 6 de 25
QUÈ ÉS ENERGIA?
“La lluita per la vida és una competició per l’energia disponible”
Ludwig Boltzman (1886)
“És evident que la sort de la població humana està inextricablement
relacionada amb l’ús que es fa dels sistemes energètics”
M. Kinghubbert (1969)

7. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 7 de 25
QUÈ ÉS ENERGIA?
S XIX. LLEIS DE LA TERMODINÀMICA.
1. LLEI DE LA CONSERVACIÓ DE LA ENERGIA
L’energia no es crea ni es destrueix, es transforma.
2. LLEI DE LA ENTROPIA
L’Entropia va augmentant en un sistema aïllat (Clàusius, 1898)
Éssers vius:
→Sistemes oberts
→Illes d’ordre temporal
→Analogia amb societats

8. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 8 de 25
1372 W/m2
30% + 70%
+ +
ò
+
+ +
ò
! +

9. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 9 de 25

10. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 10 de 25
→Energia disponible Capacitat de Càrrega
→Llei de Liebig
→Comunitat Bucles Clímax
→Subsidis d’Energia = Augment CC
→Estratègies:
Control (desviar recursos)
Eines (animal ortopèdic)
Especialització (divisió del treball)
Ampliació del medi (augment de possibilitats)
Aprofitament de recursos
[ William Catton. “Overshoot: The ecological basis of revolutionary change” ]

11. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 11 de 25
FONTS D’ENERGIA
PRIMÀRIES SECUNDÀRIES
RENOVABLES VS NO RENOVABLES
CONVENCIONALS O NO CONVENCIONALS

12. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 12 de 25
MATERIALS COMBUSTIBLES
En combinar-se amb l’O2 (combustió) alliberant energia.
pC PODER CALORÍFIC
#$ = #$%&'(
101300
·
273
273 + .
C CAPACITAT CALORÍFICA
CE CALOR ESPECÍFICA
/ = 0 · &1%.2 − .4(
pC, poder calorífic [J/m3]
pC, pC en CN (0ºC, 1 atm)
P, pressió [Pa]
T, temperatura [ºC]
m, massa [kg]
Ce, calor específica [kJ/kg·ºC]
1 Cal = 4,18 J
1 atm = 101.300 Pa

13. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 13 de 25

14. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 14 de 25
CARBÓ

15. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 15 de 25
PETROLI

16. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 16 de 25

17. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 17 de 25
GAS NATURAL

18. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 18 de 25
EXERCICI
Una industria necessita escalfar diàriament 15.000 litres d’aigua des de 20ºC a
90ºC. Per fer-ho disposa d’una instal·lació de carbó.
Quant carbó ha de cremar diàriament?
Aigua: Ce = 1 kcal/kg·ºC
Instal·lació: η = 75%
Carbó: PC = 28 MJ/kg

19. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 19 de 25
EXERCICI
Calcula el consum de benzina per cada 100 km d’un automòbil amb un motor
de 60 CV que circula a 100 km/h.
Motor: η = 32%
Benzina: PC = 32 MJ/l

20. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 20 de 25
EXERCICI
Una central tèrmica que consumeix gas natural disposa d’un grup motriu de
200 MW de potència.
Calcula el consum horari de gas si es subministra a P=506 kPa i T=20ºC.
Instal·lació: η = 40%
Gas natural: PC (CN)= 46 MJ/m3

21. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 21 de 25
ENERGIA NUCLEAR
→Nombre atòmic
→Nombre màssic
→Isòtop
→Radioactivitat
→Energia nuclear
→Reacció nuclear
→Fusió / Fissió
→Massa crítica
→“Combustibles” nuclears
2
1H +3
1H→4
2He+1
0n+ENERGIA
235
92U+1
0n→140
56Ba+93
36Kr+21
0n +ENERGIA

22. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 22 de 25

23. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 23 de 25

24. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 24 de 25

25. feb-14–BTX EnergiaA 1516 Classe - Diap 25 de 25