El calor en el hogar: eficiencia energética y mantenimiento

El calor en el hogar

Casi el 80 % de la factura de consumo energético en el hogar se debe al uso de la cocina y la calefacción y agua caliente, dos necesidades básicas en las que la energía térmica es fundamental.

Cocina

C Gas En las cocinas de gas (natural o de butano), la reacción de combustión es exotérmica: por cada m3 de gas obtenemos 9500 kcal Eléctricas En las cocinas eléctricas (tanto las vitrocerámicas como las de inducción), la energía eléctrica se convierte en energía térmica.

Calefacción y agua caliente

La mayor parte de las calderas utilizan gas natural (básicamente metano), cuya combustión responde a la siguiente reacción química: CH4 + 202 -> CO2 + 2H2O + energía En España utilizamos gas importado, principalmente de Argelia. Se trata de un combustible relativamente barato y más limpio que el carbón, que alimentaba las calefacciones en el pasado. También se usan radiadores eléctricos, pero su consumo es más elevado. La misma cantidad de calor obtenida mediante electricidad cuesta prácticamente el doble que mediante el gas.

• Para no consumir en exceso, es importante poner el termostato alrededor de los 21 °C.

Te interesa saber

A Para evitar que dentro de los radiadores haya aire que dificulte la transmisión del calor, debemos purgarlos. Es sencillo: con un destornillador gira el tornillo para dejar salir el aire, y cuando salga agua, cierra.

Actividades

Para rebajar el coste de la factura, podríamos instalar el sistema de calefacción y agua caliente sanitaria de la figura. Explica las ventajas que tiene. ¿ Por qué los tubos de la calefacción están en el suelo? Entrada de agua fría Colector solar Agua caliente sanitaria Calentador de apoyo Acumulador de agua

A continuación se muestra la energía media anual consumida en nuestros hogares en kWh. Representa los datos en un diagrama de barras. Si cada kWh cuesta 0,16 euros, ¿cuál es el gasto anual?

• Calefacción: 5172 KW h
• Cocina: 737 kW h
• Electrodomésticos: 1924 kW h
• Iluminación: 410 KW h
• Agua caliente: 1877 kW h
• Aire acondicionado: 170 kW h

La Física ayuda a la Arquitectura

Los tejados de las casas reciben durante el día la radiación solar y eso puede constituir una ventaja o un inconveniente, según las condiciones de la zona que habitemos. Si el clima es frío conviene absorber esa radiación, y si es muy cálido, justo lo contrario. Vamos a ayudar al arquitecto a tomar decisiones para construir casas de bajo consumo, y así, además, reduciremos las emisiones de CO2 a la atmósfera.

Datos de consumo

Para ello te proporcionamos los siguientes datos de consumo:

? ? 21 °C 21 °C Temperatura exterior (°C) Tipo de tejado Consumo de aire acondicionado (kWh) Temperatura exterior (ºC) Tipo de tejado Consumo de calefacción (kW h) 30 Blanco (cal) 1970 10 Blanco (cal) 2870 30 Teja roja 3050 10 Teja roja 2510 30 Pizarra negra 3650 10 Pizarra negra 2310

Cuestionario

¿Qué tipo de tejado pondrías en cada situación? ¿Qué le ocurre a la radiación solar al llegar a los tejados? ¿Dónde se absorbe más radiación solar? a) En el tejado blanco. b) En el tejado rojo. c) En el tejado negro.

• Señala la afirmación correcta: a) A 30 °℃ en el exterior, una casa con tejado blanco consume más energía que una casa con tejado de pizarra. b) A 10 °℃ en el exterior, una casa con tejas rojas necesita más calefacción que una casa con tejado de pizarra. c) El mejor tejado es siempre el de pizarra

Temperaturas medias anuales de España

Observa las temperaturas medias anuales de España. < 14 ℃ > 14 °C > 16 °C ≥ 18 °C Indica el tipo de tejado que aconsejarías utilizar en: León: ... Sevilla: Tu pueblo o ciudad: ...

Aprovechando el calor: movimiento y electricidad

Todos los días empleamos la energía térmica en casa (para cocinar, para ducharnos, etc), pero también la utilizamos cuando nos desplazamos en el autobús o el coche e incluso, indirectamente, al usar aparatos eléctricos, como el móvil o el ordenador. La tecnología logra transformar la energía térmica en energía cinética o en energía eléctrica.

Máquinas térmicas

La combustión del carbón cambió la historia de la humanidad a partir de la Revolución Industrial. La máquina de vapor transformaba la energía térmica en trabajo útil que servía para extraer agua de las minas y mover todo tipo de máquinas, entre ellas, la famosa locomotora de vapor. A finales del xix, otro invento genial, el coche, también basó su funcionamiento en la energía térmica.

Máquina de vapor

• Se desarrolló en el siglo XVIII (las locomotoras en el comienzo del XIX).
• Quema carbón.
• La combustión es externa (fuera de la caldera).
• El rendimiento es muy bajo: solo un 8 % de la energía del carbón se transforma en energía cinética.

2 1 3 4 1.El carbón arde y calienta la caldera. 2.El agua hierve y se transforma en vapor, que puede alcanzar unos 1000 ℃. 3.El vapor a alta presión empuja el émbolo. 4.La biela y el cigüeñal transforman el movimiento rectilíneo en circular

Motor de explosión

• Se desarrolló a finales del siglo XIX.
• Quema gasolina (obtenida del petróleo).
• La combustión es interna (dentro del cilindro).
• El rendimiento es bajo: únicamente un 30 % de la energía de la gasolina se transforma en energía cinética

1 4 2 3 Admisión Escape Compresión Explosión 1.La mezcla de aire y gasolina entra en el cilindro. 2.El pistón sube y comprime la mezcla (aire-gasolina). 3.La chispa de la bujía hace estallar la mezcla y el pistón baja con fuerza. 4.Los gases de la combustión se expulsan al exterior.

Actividad

Con 1 kg del mejor carbón (la antracita) podemos obtener 34 300 kJ, y con 1 kg de gasolina, 43 950 kJ. Con los datos de rendimiento mostrados anteriormente, calcula cuánta energía cinética se obtiene quemando 1 kg de combustible en la locomotora de vapor y en el coche. ¿Qué ocurre con la energía desperdiciada?

Rellena el diagrama de Venn con las características comunes y no comunes de ambas máquinas. Locomotora de vapor Motor de explosión