FuturEnergy | Mayo-Junio/May-June 2020 www.futurenergyweb.es 29 Eficiencia Energética: Sector Industrial | Energy Efficiency: Industrial Sector Las primeras lecciones de física y química que reciben hoy nuestros pupilos en la ESO les hablan de la materia, sus medidas y sus estados: nuestros hijos e hijas son lanzados a un intenso viaje por las magnitudes fundamentales y derivadas, las unidades del sistema internacional y sus factores de conversión, las propiedades intensivas y extensivas, la teoría cinético molecular y las temperaturas de fusión y de ebullición. Tienen un sinfín de experimentos para corroborarlo e iniciarse en el método científico. Terminan el curso con la energía, el trabajo, el calor, su propagación y algún eslogan sostenible. Si les acercaran a los procesos industriales y les enseñaran a calcular el calor sensible y el calor latente, tendríamos formados a pequeños gestores energéticos, ciudadanos capaces de responder científicamente a los problemas sociales (¡y domésticos!) del uso y consumo de energía. Embutidos como estamos en una civilización que quiere ser eléctrica, hemos pasado por alto lo que aprendimos en la escuela: que los cambios de temperatura se asocian a un flujo de calor y que los cambios de estado -caracterizados por su temperatura constante- requieren también una transferencia de energía térmica. Con cambio de temperatura, el intercambio es de calor sensible; con cambio de estado, el intercambio es de calor latente. Vamos a hacer un breve repaso. Una de las propiedades de la materia es su capacidad calorífica: ésta, es la cantidad de calor requerida para modificar un grado de temperatura una unidad de masa. No es constante, cambia para cada material y con su estado termodinámico. Están disponibles diversas tablas y fórmulas con las capacidades caloríficas de cada material, expresadas en determinadas unidades, según su presión y su temperatura. En el cuadro adjunto mostramos valores para el agua y el aire. Empleando además la densidad, podemos comparar la energía que transfiere 1 m3 de agua líquida, por cada grado de The earliest physics and chemistry lessons learned by our secondary school students, talk to them about matter, how to measure it and its states: our children thus embark on an intensive journey through fundamental and derived properties, the international system of units and conversion factors, the extensive and intensive properties, kinetic molecular theory, fusion temperatures and boiling points. They have a wealth of experiments to corroborate these ideas and introduce themselves to the scientific method. They end the course with energy, force, heat, its propagation and some slogan about sustainability. If we bring them into contact with industrial processes and teach them how to calculate latent and sensible heat, we will have trained young energy managers, citizens able to respond scientifically to the social (and domestic!) problems regarding energy use and consumption. Trapped as we are in a civilisation that would like to be electric, we have ignored what we learned at school: that changes in temperature are associated with a flow of heat and that changes in state - characterised by constant temperature - also require a transfer of thermal energy.With a change in temperature, sensible heat is exchanged; with a change in state, the exchange is of latent heat. Here is a quick overview: One of the properties of matter is its specific heat: this is the amount of heat required tomodify one degree of temperature of one unit of mass. It is not constant, changing for eachmaterial and thermodynamic state. A range of tables and formulae are available with the heat specific capacities of eachmaterial, expressed in determined units depending on its pressure and temperature. The table shows the values for water and air.Moreover, by using density, we can compare the energy that transfers 1 m3 of liquid water, for every degree of temperature gained or lost, with that of 1 m3 of air, which also experiences a change of 1ºC. The table shows that by handling 1 m3 of ambient water and changing its temperature by 1ºC, some 3400 times more energy is transferred than if we did the same with 1 m3 of air. So why compare exchangeable energy between volumes of water and air? Because processes “transport energy” through tubes and pipes or store it in tanks, and installations have growing costs in line with their volume (obviously, the per unit costs are different depending on if water or air is being transported). The ratio can MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA LOS ESTADOS DEL AGUA El agua la encontramos y la usamos en sus tres estados: sólido, líquido y gas. Esta molécula tan singular, esencial para la vida, que cubre dos terceras partes de la superficie del planeta, completa sin cesar un ciclo climático gracias a una asombrosa transferencia de energía. Los cambios de temperatura y los de estado del agua son, maravillas aparte, potentes fenómenos de transporte y almacenamiento de energía térmica. Por esta razón, el agua es un excelente medio caloportador empleado en climatización y en múltiples procesos industriales: midiendo la variación de las propiedades del agua, mediremos el intercambio de energía. ENERGY EFFICIENCY MEASURES THE STATES OF WATER Water is found and used in its three states: solid, liquid and gas. This so unique molecule, essential for life, which covers two-thirds of the surface of the planet, unceasingly completes a climate cycle thanks to an extraordinary transfer of energy. The changes in temperature and those of the state of the water are, miracles aside, powerful phenomena in the transmission and storage of thermal energy. For this reason, water is an excellent heat bearing medium used in temperature control as well as in multiple industrial processes: by measuring the variation in the properties of water, we can measure the exchange of energy.
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