Cambios

===La energía eléctrica a partir de la energía de radiación de la luz===

===La energía eléctrica a partir de la energía de radiación de la luz===

====Preguntas====

====Preguntas====

:a) Nombren la conexión más indicada para obtener la tensión máxima o la intensidad máxima.

a) Nombren la conexión más indicada para obtener la tensión máxima o la intensidad máxima.

::'''Respuesta:''' La conexión en serie suma las tensiones, mientras que la conexión en paralelo suma las intensidades. Los alumnos deberían poder confirmar esto a partir de sus resultados. No obstante, dado que no disponemos de células solares 100% idénticas (difieren ligeramente en cuanto a tensión, intensidad y resistencia interna), no podemos confirmarlo con exactitud en el experimento.

:'''Respuesta:''' La conexión en serie suma las tensiones, mientras que la conexión en paralelo suma las intensidades. Los alumnos deberían poder confirmar esto a partir de sus resultados. No obstante, dado que no disponemos de células solares 100% idénticas (difieren ligeramente en cuanto a tensión, intensidad y resistencia interna), no podemos confirmarlo con exactitud en el experimento.

:b) Comparen la potencia calculada con la misma cantidad de células pero con diferente tipo de conexión (conexión en serie o paralela) y explíquenlo.

 

::'''Respuesta:''' La potencia permanece siempre la misma en ambos tipos de circuito. Únicamente la distribución en intensidad y tensión es diferente. Aquí también puede haber aparentes desviaciones de esta ley (¡v. arriba!).

b) Comparen la potencia calculada con la misma cantidad de células pero con diferente tipo de conexión (conexión en serie o paralela) y explíquenlo.

:'''Respuesta:''' La potencia permanece siempre la misma en ambos tipos de circuito. Únicamente la distribución en intensidad y tensión es diferente. Aquí también puede haber aparentes desviaciones de esta ley (¡v. arriba!).

===La energía eléctrica a partir de la fuerza del agua===

===La energía eléctrica a partir de la fuerza del agua===

====Evaluación====

====Evaluación====

:a) Expliquen cómo influye la altura de caída del agua en la energía del agua y, por tanto, la potencia del molino de agua.

a) Expliquen cómo influye la altura de caída del agua en la energía del agua y, por tanto, la potencia del molino de agua.

::'''Nota:''' Cuanto mayor es la altura de caída, tanto mayor es la energía potencial del agua, así como la energía cinética del chorro de agua al caer sobre la pala. La transferencia de energía aumenta a medida que aumenta la altura de caída, haciendo que aumente el número de revoluciones y la energía de rotación del molino de agua. Se podría decir que: cuanto mayor es la altura de caída, durante más tiempo se acelera el agua y más velocidad tiene al llegar al molino de agua, lo que tiene como consecuencia que éstegire más deprisa.

:'''Nota:''' Cuanto mayor es la altura de caída, tanto mayor es la energía potencial del agua, así como la energía cinética del chorro de agua al caer sobre la pala. La transferencia de energía aumenta a medida que aumenta la altura de caída, haciendo que aumente el número de revoluciones y la energía de rotación del molino de agua. Se podría decir que: cuanto mayor es la altura de caída, durante más tiempo se acelera el agua y más velocidad tiene al llegar al molino de agua, lo que tiene como consecuencia que éstegire más deprisa.

:b) Calculen la potencia y la energía a partir de los valores medidos y apúntenlas en una tabla.

 

::'''Nota:''' El método de cálculo está claro. Pero los resultados numéricos dependen en gran medida de los valores realmente medidos. Valores típicos, ¡v. Instrucción para el profesor!  

b) Calculen la potencia y la energía a partir de los valores medidos y apúntenlas en una tabla.

:c) Expliquen cómo configurarían el experimento para obtener un máximo de energía eléctrica con el molino de agua.

:'''Nota:''' El método de cálculo está claro. Pero los resultados numéricos dependen en gran medida de los valores realmente medidos. Valores típicos, ¡v. Instrucción para el profesor!  

::'''Nota:''' El problema de los molinos de agua es que una gran parte del agua fluye alrededor de las palas o rebota sin utilizarse. La mayoría de las ruedas de molino tienen, por ello un rendimiento inferior al 30%. La configuración de nuestro experimento podría ser optimizada no dejando que el agua caiga libremente sobre las palas, sino utilizando un tubo flexible y una boquilla para dirigirla exactamente sobre ellas. Además, podríamos optimizar la forma de las palas para que salpiquen y desaprovechen la menor cantidad posible de agua. Ese sería el principio reproducido de la turbina Pelton. (Pero también por medio de una carcasa cerrada de forma optimizada, añadiendo una “paleta enderezadora” fija adicional y una forma optimizada de las aspas del rodete, se puede lograr que el agua ceda a las aspas más del 90% de su energía –como ocurre en las turbinas Francis y Kaplan)

 

c) Expliquen cómo configurarían el experimento para obtener un máximo de energía eléctrica con el molino de agua.

:'''Nota:''' El problema de los molinos de agua es que una gran parte del agua fluye alrededor de las palas o rebota sin utilizarse. La mayoría de las ruedas de molino tienen, por ello un rendimiento inferior al 30%. La configuración de nuestro experimento podría ser optimizada no dejando que el agua caiga libremente sobre las palas, sino utilizando un tubo flexible y una boquilla para dirigirla exactamente sobre ellas. Además, podríamos optimizar la forma de las palas para que salpiquen y desaprovechen la menor cantidad posible de agua. Ese sería el principio reproducido de la turbina Pelton. (Pero también por medio de una carcasa cerrada de forma optimizada, añadiendo una “paleta enderezadora” fija adicional y una forma optimizada de las aspas del rodete, se puede lograr que el agua ceda a las aspas más del 90% de su energía –como ocurre en las turbinas Francis y Kaplan)

====Preguntas====

====Preguntas====

===La transformación de energía eléctrica en energía química y viceversa ===

===La transformación de energía eléctrica en energía química y viceversa ===

====Evaluación====

====Evaluación====

:a) Nombren los gases que se formaron en el polo positivo y negativo.

a) Nombren los gases que se formaron en el polo positivo y negativo.

::'''Nota:''' En el cátodo (polo negativo) se forma hidrógeno y en el ánodo (polo positivo) se forma oxígeno. En este proceso se producen las siguientes reacciones.  

:'''Nota:''' En el cátodo (polo negativo) se forma hidrógeno y en el ánodo (polo positivo) se forma oxígeno. En este proceso se producen las siguientes reacciones.  

::<big>Cátodo:<math>2H_3O^2 + 2e^- \to H_2 + 2H_2O</math></big>

:<big>Cátodo:<math>2H_3O^2 + 2e^- \to H_2 + 2H_2O</math></big>

 

 

 

 

::<big>Ánodo:<math>4 OH^- \to O_2 + 2H_2O + 4e^-</math></big>

:'''Nota:''' Dado que el agua posee una menor cantidad de energía química que el hidrógeno y el oxígeno, y que el proceso de la electrólisis es reversible, es posible volver a formar agua a partir de hidrógeno y oxígeno. Pero como el hidrógeno y el oxígeno en estado gaseoso apenas entran en contacto con el electrodo de grafito, en nuestro experimento solo obtenemos una célula de combustible muy débil. Las células de combustible reales trabajan con electrodos de platino, que adsorben, a nivel atómico, ambas moléculas de gas, por lo que pueden aceptar y ceder electrones de manera óptima.

f) En la célula de combustible se genera corriente eléctrica a partir del hidrógeno y el oxígeno. Describan los procesos químicos que tienen lugar allí.

:'''Nota:''' En el portal de medios didácticos de la fundación Siemens Stiftung figura la simulación “Pila de combustible: principio de operación”, v. el paquete de medios para el experimento “Experimento | 10+: B6 Las energías renovables|Las energías renovables”.

:f) En la célula de combustible se genera corriente eléctrica a partir del hidrógeno y el oxígeno. Describan los procesos químicos que tienen lugar allí.

::'''Nota:''' En el portal de medios didácticos de la fundación Siemens Stiftung figura la simulación “Pila de combustible: principio de operación”, v. el paquete de medios para el experimento “Experimento | 10+: B6 Las energías renovables|Las energías renovables”.

====Preguntas====

====Preguntas====

:a) Si tienen acceso a internet, averigüen por qué en este experimento no se usa agua limpia sino una solución de carbonato de sodio.

a) Si tienen acceso a internet, averigüen por qué en este experimento no se usa agua limpia sino una solución de carbonato de sodio.

::'''Respuesta:''' Se utiliza una solución de carbonato de sodio, para reducir la tensión electrolítica necesaria. En el agua pura, esa tensión es muy alta. (V. notas en las evaluaciones)

:'''Respuesta:''' Se utiliza una solución de carbonato de sodio, para reducir la tensión electrolítica necesaria. En el agua pura, esa tensión es muy alta. (V. notas en las evaluaciones)

:b) En su opinión, ¿cómo podría ser un concepto energético basado en la tecnología de hidrógeno? ¡Hagan para ello un esquema con las leyendas correspondientes!

 

::'''Respuesta:''' En el portal de medios didácticos figura el esquema de un ingenioso concepto global para la integración de la tecnología del hidrógeno en el abastecimiento de energía; v. el medio didáctico “Cadenas de consumo de Energías”, en el paquete de medios para el experimento “Experimento | 10+: B6 Las energías renovables”.

b) En su opinión, ¿cómo podría ser un concepto energético basado en la tecnología de hidrógeno? ¡Hagan para ello un esquema con las leyendas correspondientes!

:'''Respuesta:''' En el portal de medios didácticos figura el esquema de un ingenioso concepto global para la integración de la tecnología del hidrógeno en el abastecimiento de energía; v. el medio didáctico “Cadenas de consumo de Energías”, en el paquete de medios para el experimento “Experimento | 10+: B6 Las energías renovables”.

==Comentarios adicionales==

==Comentarios adicionales==

<small>©Siemens Stiftung 2016, Contenido licenciado bajo CC BY-SA 4.0 internacional</small>

<small>©Siemens Stiftung 2016, Contenido licenciado bajo CC BY-SA 4.0 internacional</small>