Conceptes clau d'energia: fórmules, transferència de calor i combustibles fòssils

FísicaActualitzat el 4,42 KB

Resum

El document repassa les unitats energètiques bàsiques i algunes fórmules d'energia mecànica, com l'energia potencial. Explica els tres mecanismes de transferència de calor (conducció, convecció i radiació) i descriu les altres formes d'energia. Finalment, presenta el carbó i el petroli com a combustibles fòssils, amb la seva formació, tipus i processos de refinament.

Punts clau

  • 1 cal equival a 4,18 J, 1 CV equival a 736 W i 1 kWh equival a 3600 kJ.
  • L'energia potencial es calcula amb Ep = m · g · h.
  • L'energia tèrmica es propaga per conducció (sòlids), convecció (fluids) i radiació (ones electromagnètiques).
  • El carbó vegetal s'obté per piròlisi de la llenya amb poc oxigen.
  • Els carbons minerals es classifiquen en torba, lignits, hulles i antracites segons el carboni i el poder calorífic.
  • El petroli està format principalment per hidrocarburs d'hidrogen i carboni i es refina mitjançant craqueig, reformació i polimerització.

Posa't a prova

Unitats i Equivalències Energètiques

  • 1 cal = 4,18 J
  • 1 CV = 736 W
  • 1 kWh = 3600 kJ

Fórmules d'Energia Mecànica

Energia Cinètica

Formula

Energia Potencial

Ep = m · g · h

Transferència d'Energia Tèrmica

L'energia tèrmica es propaga mitjançant tres mecanismes:

  • Conducció

    És la propagació de la calor pròpia dels cossos sòlids.

  • Convecció

    És la propagació de la calor pròpia dels fluids (líquids i gasos).

  • Radiació

    És la propagació de la calor que es produeix en els cossos en forma d'ones electromagnètiques, que travessen els medis que els són transparents.

Altres Formes d'Energia

Energia Tèrmica o Interna

L'energia que té un cos com a conseqüència de la suma de l'energia total que posseeixen les seves molècules.

Energia Química

Energia deguda als enllaços entre àtoms.

Energia Nuclear

Energia que manté juntes les partícules del nucli dels àtoms en un espai molt reduït.

Energia Radiant

Energia que transporten les ones electromagnètiques, com la llum, les ones de ràdio o les radiacions ultraviolades.

Energia Sonora

Energia cinètica del moviment de vibració que es desplaça a través de les molècules de l'aire.

Combustibles Fòssils: Carbó i Petroli

El Carbó

Formació i Composició

El carbó es forma principalment per carboni, hidrogen, oxigen, nitrogen i altres components com ara el sílex, òxids de ferro i sofre.

Tipologia del Carbó

Es distingeixen dues grans categories:

  • Carbó Vegetal: S'obté de la piròlisi, procés que consisteix a cremar la llenya amb poc oxigen.
  • Carbó Mineral: El primer combustible fòssil. Es classifica segons el seu contingut en carboni i poder calorífic:
    • Torba: Conté aproximadament un 60% de carboni i molta humitat.
    • Lignits: Carbons d'origen recent (uns 100 milions d'anys) amb un poder calorífic baix.
    • Hulles: També anomenats carbons bituminosos o grassos. Tenen un elevat contingut en carboni i un gran poder calorífic. Són impermeables i de destil·lació fàcil. Normalment es converteixen en carbó de coc (29-33 MJ/Kg).
    • Antracites: Són els més antics i tenen el major poder calorífic (fins a un 95% de carboni). Són brillants (34-35 MJ/Kg).

El Petroli

Formació i Composició

El petroli es va produir al llarg de milions d'anys per la descomposició d'enormes quantitats de restes orgàniques. Està compost principalment per hidrogen i carboni (hidrocarburs).

Obtenció i Processos

Un cop trobat el jaciment, la torre de perforació se substitueix per una sèrie de canonades i vàlvules que regulen el flux de l'extracció.

Processos de Refinament
Craqueig (Cracking)
Descomposició dels hidrocarburs més pesants per tal d'obtenir-ne de més lleugers.
Reformació
S'utilitza per millorar les característiques de les benzines.
Polimerització
És el procés químic contrari al craqueig: els hidrocarburs lleugers es converteixen en pesants.

Descarregar

PDF Word HTML

Preguntes freqüents

Quins són els tres mecanismes de transferència de calor?

La transferència de calor es produeix per conducció, pròpia dels sòlids, per convecció, pròpia dels fluids (líquids i gasos), i per radiació, que es transmet en forma d'ones electromagnètiques.

Quina diferència hi ha entre l'hulla i l'antracita?

L'hulla és un carbó bituminós amb un elevat contingut en carboni i un gran poder calorífic, mentre que l'antracita és el carbó més antic i el de major poder calorífic, amb fins a un 95% de carboni.

Què és el craqueig del petroli?

El craqueig és el procés de descomposició dels hidrocarburs més pesants per obtenir-ne de més lleugers.

Posa't a prova

Targetes de repàs

Clica una targeta per veure la resposta.

Test

1. Quants joules equival 1 cal?
2. Quin mecanisme de transferència de calor es produeix en els fluids?
3. Quin carbó mineral té el poder calorífic més alt?
4. Com s'obté el carbó vegetal?
5. Quin procés del refinament del petroli és el contrari al craqueig?

Preguntes generades amb IA a partir del document: comprova les respostes amb el text.