Bild

Siemens Stiftung

Energía térmica

Diagrama:
Ecuaciones para la energía térmica de gases, así como la variación en función de la temperatura de la respectiva capacidad calorífica molar a volumen constante.

La energía térmica o interna de una sustancia es la suma de las energías cinéticas de sus átomos y moléculas. Esta energía puede medirse en forma de temperatura. Si se aplica calor a la sustancia, aumenta la velocidad de las partículas y, con ello, la temperatura. En los gases moleculares, la contribución de calor, además del movimiento de traslación, puede provocar también la excitación de otras formas de movimiento (rotación y oscilación). Esto se expresa en el desarrollo escalonado de la capacidad calorífica molar (diagrama derecho). La capacidad calorífica molar de una sustancia indica cuánta energía se debe aportar para aumentar en 1 °C la temperatura de 1 mol de una sustancia. En las sustancias gaseosas se cumple: si las partículas de gas solo tienen movimiento lineal (traslación), la cantidad de calor que se debe aportar para aumentar en 1 °C la temperatura del gas permanece constante 3R/2. En el caso de los gases moleculares, las moléculas comienzan a rotar a partir de una determinada temperatura. En esta región (incremento lineal en el diagrama) es necesario aportar más energía para aumentar la temperatura en 1 °C, ya que la energía no se convierte solo en el movimiento de traslación, sino también en la excitación de la rotación. Cuando todas las partículas se hallan en rotación, la energía que se debe aportar para aumentar la temperatura en 1 °C vuelve a ser constante 5R/2. El incremento en la transición de la rotación a la oscilación puede explicarse de manera análoga.

Información e ideas:
La figura de conjunto resume el tema de la energía calorífica en el ejemplo de los gases. En la directriz "¿Qué es la energía?? figuran explicaciones exhaustivas y aclaraciones sobre el calor en cuerpos sólidos.

Simulation

Siemens Stiftung

Pila de combustible: principio de operación

Simulación:
Principio de operación de la pila de combustible. Ésta es la fuente ideal de energía eléctrica si el hidrógeno se establece como una fuente de energía renovable.


En las pilas de combustible, el hidrógeno "se combustibiliza? con oxígeno para formar agua. En electrodos activados catalíticamente se ionizan las moléculas de hidrógeno y oxígeno. En el proceso, el hidrógeno cede electrones, los cuales son capturados por el oxígeno. La simulación muestra el "principio original? de la pila de combustible y explica (gráficamente y en forma de animación) lo que es una moderna pila de combustible de membrana con membrana de polímero, conocida como pila de combustible de membrana electrolítica de polímero (MEP).

Bild

Siemens Stiftung

Pila alcalina

Fotografía:
La pila alcalina es uno de los dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica más importantes en la vida diaria. Es una celda galvánica compuesta de un ánodo de cinc, un cátodo de dióxido de manganeso y solución de hidróxido de potasio como el electrolito.


Información e ideas:
Un ejemplo de la conversión de energía química en energía eléctrica.

Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

Serie de voltaje electroquímico

Hoja informativa:
Breve introducción a la serie electroquímica y tabulación de los potenciales estándar de los elementos más importantes.



Información general para los estudiantes.

Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

A5 "Generación? de energía (instrucciones para los profesores)

Instrucciones para la experimentación en Experimento | 8+:
Información sustantiva sobre antecedentes y consejos prácticos para llevar a cabo el experimento de "Generación de energía?. Cubre dos experimentos parciales.

Las instrucciones para los profesores contienen información sobre: Pregunta central, Relevancia para el plan de estudios, Conocimientos a adquirir, Indicaciones para la realización de los Experimentos parciales, Ciclo de investigación, Preguntas de investigación complementarias, Referencia técnica, Referencia de valor.

El experimento consiste en dos experimentos parciales:
· Células solares
· Barco solar

¿Qué otras fuentes de energía conocen los alumnos y alumnas aparte de las pilas? ¿Bajo qué condiciones suministran estas fuentes corriente eléctrica y cuándo no funcionan? ¿Qué significa esto para nuestra vida cotidiana? ¿Cómo se puede transportar o acumular la energía?

Indicaciones:
· Por favor tenga en cuenta las indicaciones de seguridad del manual y las políticas de seguridad aplicables en su escuela.
· Todos los materiales mencionados en las instrucciones deben ser adquiridos comercialmente.

Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

Corriente eléctrica 3: Creamos nuestra propia fuente de tensión (Instrucción para los alumnos)

Instrucciones de experimentación para alumnos y alumnas de 5to, 6to y 7mo grado:
Instrucciones detalladas y preguntas para los alumnos y alumnas para realizar el tercer experimento parcial sobre corriente eléctrica.

Los alumnos y alumnas crean, con la ayuda de agua, ácido cítrico, un clavo de cobre y otro de zinc su propia fuente de tensión y la cierran con un motor con hélice. Ellos miden la tensión y consignan los resultados en tablas.

Al comienzo de las instrucciones se muestran y nombran los equipos y materiales necesarios. Texto e ilustraciones explican paso a paso la preparación del experimento. Después se proporcionan más tareas. Los alumnos y alumnas deben expresar sus suposiciones, realizar el experimento y anotar sus observaciones.

Indicaciones e ideas:
· Por favor tenga en cuenta las advertencias de seguridad en las instrucciones y las instrucciones para alumnos correspondientes. Discuta estas advertencias con los alumnos y alumnas.
· Por favor tenga en cuenta las normas de seguridad vigentes de su escuela.

Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

El agua como proveedor de energía

Hoja informativa:
¿Cómo se puede aprovechar el "agua" como portadora de energía?

Aproximadamente dos terceras partes de nuestro planeta están cubiertas por agua. El agua es portadora de diferentes formas de energía. La energía hidráulica (energía mecánica) de los ríos y lagos es una de las formas de energía más antiguas. Pero el agua porta también energía térmica y química. En la geotermia o la tecnología de las pilas de combustible, p. ej., esas formas de energía se transforman en energía útil para el ser humano. No importa cuál sea la forma de energía utilizada: ¡la transformación de la energía siempre está libre de emisiones de dióxido de carbono!

Información e ideas:
El uso de la energía hidráulica desde una perspectiva histórica ofrece puntos en común con la asignatura de historia.

Utilizando la fuente: International Energy Agency (IEA)

Bild

Siemens Stiftung

Energía química

Diagrama:
Energía química como energía de enlace entre átomos representada en forma de curva de potencial.

La energía química se encuentra tanto en el enlace de átomos y moléculas como en la posibilidad (potencial) de establecer un enlace químico. Esta se puede liberar en forma de calor al formarse o deshacerse los enlaces. Este "calor de reacción? recibe también el nombre de entalpía de reacción (H). Si se libera calor (dH < 0), se habla de una reacción exotérmica; si se consume calor (dH > 0), de una endotérmica.
Toda mezcla de sustancias de partida que pueda reaccionar dando lugar a otras sustancias o productos de reacción debe ser entendida, por tanto, como un potencial de energía química.
A escala microscópica, esta energía está contenida en los enlaces entre los diferentes átomos, tal y como ilustra la curva de potencial.

Información e ideas:
La energía química es una forma de energía que se puede acumular fácilmente, ya sea en el cuerpo humano o en pilas, baterías y acumuladores. Otro ejemplo es el hidrógeno como depósito de energía química para energías renovables.

Primärmaterial/Quelle

Siemens Stiftung

Glosario de la energía

Recurso de web:
Glosario con términos técnicos sobre el tema "energía?, dividido en tres áreas temáticas: Hidrocarburos, Eléctrico, Georeferenciado.

Amplia obra de consulta sobre el tema energía.

Al entrar en la página web, hacer clic primero en "Entrar al Sistema?. El enlace para acceder al glosario se encuentra en el menú "Glosario? situado arriba a la derecha de la página que se abre a continuación.

Información e ideas:
Se puede utilizar como fuente de información para exposiciones ante la clase y proyectos.

Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

B6 Las energías renovables (Instrucción para los alumnos)

Guía del experimento:
Instrucciones detalladas y preguntas para alumnos y alumnas de cara a la realización del experimento "B6 Las energías renovables - El sol, el agua, el viento,
el hidrógeno y la célula de combustible?. Consta de cuatro experimentos parciales.



El experimento consta de cuatro experimentos parciales:
· La energía eléctrica a partir de la energía de radiación de la luz
· La energía eléctrica a partir de la fuerza del agua
· La energía eléctrica a partir de la energía eólica
· La transformación de energía eléctrica en energía química y vice versa

Para cada experimento parcial, los alumnos y alumnas obtienen en primer lugar un resumen de los materiales empleados, así como indicaciones de seguridad. A esto le sigue una guía paso a paso detallada sobre el modo de realizar el experimento. Una vez realizado, se invita a los alumnos y alumnas a que apunten sus observaciones. A partir de preguntas concretas se pasa a la evaluación de los resultados del experimento. Por último se plantean preguntas para profundizar en el experimento.

Notas:
· Observe las indicaciones de seguridad incluidas en las instrucciones, así como las normas de seguridad vigentes en el colegio y coméntelos con las alumnas y alumnos.
· Esta instrucción para los alumnos también está disponible en formato MS-Word.