L'ENERGIA I LES MÀQUINES

El foc va permetre als éssers humans, ja en la prehistòria, escalfar-se, cuinar aliments, obtenir llum i protegir-se dels animal. Però per mantenir un foc viu calia un combustible, com ara la fusta o el greix animal. Ara aprofitem la fusta, el carbó, el sol, el vent i altres recursos de la natura per escalfar-nos, cuinar aliments o moure les màquines que utilitzem diàriament.

Fonts d'energia no renovable: carbó, petroli, gas natural, urani i plutoni (alguns d'aquest recursos emprats coma fonts d'energia s'esgoten a mesura que els usem i no es regeneren, per tant, tard o d'hora s'acabaran esgotant)

Fonts d'energia renovables: energia hidràulica, eòlica, solar, la biomassa, l'energia mareomotriu i la geotèrmica.

Central elèctrica: Una central elèctrica és una instal·lació en què es produeix energia elèctrica a partir d’una altra font d’energia. Tipus de centrals elèctriques: · Centrals tèrmiques: són les que utilitzen un combustible o la llum del Sol per generar electricitat.
· Centrals hidroelèctriques: aprofiten la força de l’aigua que cau des d’un embassament.
· Centrals solars fotovoltaiques: transformen directament la llum en energia elèctrica.
· Centrals eòliques: aprofiten el moviment de les aspes d’aerogeneradors.
· Centrals geotèrmiques: aprofiten la calor interna de la Terra.
· Centrals mareomotrius: aprofiten el moviment de pujada i baixada de les marees.

Transport i distribució elèctrica Un cop generat el corrent elèctric, cal distribuir-lo. Per reduir les pèrdues d’energia durant el transport en les centrals, el corrent generat es converteix en corrent d’alta tensió.
Les línies elèctriques formades per altes torres que travessen els camps d’una ciutat a una altra són línies elèctriques d’alta tensió.
Després, a prop dels llocs de consum, el voltatge o tensió del corrent es torna a reduir, de manera que el corrent elèctric pot ser utilitzat pels aparells domèstics.

Central tèrmica de combustibles fòssils: 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. Emet substàncies contaminants a l’atmosfera.

Central tèrmica nuclear: Una central tèrmica nuclear produeix energia elèctrica a partir de la reacció de fissió nuclear de substàncies radioactives com l’urani o el plutoni. No emet substàncies contaminants a l’atmosfera, però genera residus nuclears molt tòxics que cal aïllar durant molts anys.

Central hidroelèctrica:
Una central hidroelèctrica és una instal·lació on es produeix energia elèctrica a partir d’un corrent d’aigua en moviment. Les centrals hidroelèctriques són centrals netes: no emeten gasos contaminants a l’atmosfera. La seva implantació, però, altera notablement l’ecosistema local. Com funciona? L’aigua de l’embassament emmagatzema energia potencial. En obrir una comporta de la presa, l’aigua cau i la seva energia es transforma en energia cinètica que mou la turbina.

Central solar tèrmica:
Una central solar tèrmica aprofita la llum del Sol per escalfar aigua i, així, generar vapor amb què produeix energia elèctrica. No emet substàncies contaminants a l’atmosfera ni genera residus tòxics. El problema és que calen molts panells per produir una quantitat apreciable d’energia elèctrica, i els panells són cars. A més, les centrals solars tèrmiques només resulten rendibles en regions amb molts dies de sol.

Central solar fotovoltaica:
Una central solar fotovoltaica utilitza cèl·lules fotovoltaiques per convertir l’energia solar en corrent elèctric de forma directa. No emet substàncies contaminants a l’atmosfera, però necessita molts panells per produir una quantitat apreciable d’energia elèctrica; així doncs, causa un gran impacte en el paisatge ambiental. A més, és rendible només en regions amb molts dies de sol.

Central eòlica:
Una central eòlica converteix l’energia de l’aire en moviment en energia elèctrica. No emet substàncies contaminants a l’atmosfera, tot i que altera notablement el paisatge i és sorollosa. A més, només resulta rendible en zones on el vent bufi amb regularitat.

Central geotèrmica:
Una central geotèrmica produeix energia elèctrica a partir de la calor procedent de l’interior de la Terra. L’energia geotèrmica és una energia neta, però té un greu inconvenient: tan sols es pot aprofitar en determinades regions del planeta, allà on l’energia tèrmica del planeta emergeix fins a la superfície.

Central mareomotriu:
Una central mareomotriu produeix energia elèctrica a partir del moviment de l’aigua del mar que té lloc durant la pujada i baixada de les marees. També genera energia d’una manera neta, però novament té un fort condicionament geogràfic: només resulta rendible instal·lar centrals d’aquest tipus en zones costaneres on la diferència en altura entre les marees altes i les marees baixes és acusada.

Una màquina tèrmica és una màquina que utilitza un combustible per funcionar
i produir moviment. Podem classificar les màquines tèrmiques en funció d’on es produeix la combustió del combustible:
· Màquines de combustió externa el combustible es crema fora dels elements que constitueixen les peces mòbils o motor de la màquina. Exemple: màquina de vapor.
· Màquines de combustió interna el combustible es crema dins el motor. Exemples: motor d’explosió d’un automòbil o motor de reacció d’un avió.

La màquina de vapor: La màquina de vapor va servir per llançar la Revolució Industrial a Europa a final del segle XVIII.

El motor d'explosió: En un motor d’explosió el combustible es crema a l’interior del motor.

Motors de reacció: Els motors de reacció són els que utilitzen els avions i els coets. Fan servir el principi d'acció i reacció, que consisteix en que quan un cos llança matèria cap a un costat (acció), es mou automàticament cap al costat oposat (reacció). Aquests motors disposen d’una hèlix o ventilador per on entra l’aire al motor i d’una tovera per on surten els gasos calents. El combustible emprat sol ser querosè.

Coet: Els coets també utilitzen el principi d’acció i reacció, però com que a l’espai no hi ha aire, el combustible emprat no és cap derivat del petroli, sinó que fan servir hidrogen i oxigen líquids.