TEMA:COCCION A TRAVES DE ENERGIA SOLAR CON MONITOREO DE TEMPERATURA (cocina solar)COLEGIO IBEROAMERICANO BILINGESAN AGUSTIN

INVESTIGACIN MONOGRFICA PREVIA A LA OBTENCIN DEL TTULO DE BACHILLER EN CIENCIAS BSICAS

AUTOR: IVAN GUILLERMO BARRAZUETA ALVAREZ.

DIRECTOR DE MONOGRAFIA: Lic. ROBERTO REMACHE E.

LOJA- ECUADOR2013-2014

DEDICATORIA

En primer lugar dedico este trabajo a mi Dios Supremo por brindarme una infinita fe y fortaleza que me han permitido cumplir mis metas y poder realizar este trabajo con gusto y dedicacin como una ms de ellas.Este trabajo lo dedico a mis PADRES y HERMANA que gracias a su apoyo, consejos y amor incondicional he superado los obstculos presentados en mi existencia, a mis ABUELOS que gracias a su experiencia me han enseado a valorar y sobretodo enfrentar lo que es la vida.

Ivn.

AGRADECIMIENTOCuando lo ansiado acontece, cuando vemos materializados nuestros modestos esfuerzos, se hace inevitable pensar que en un instante de satisfaccin individual han sido abandonados por el que hacer de muchos hombres. Entonces es que se impone el agradecimiento a aquellos que con trabajo y paciencia convierten muchos anhelos en realidad, pero sin embargo seria poco agradecer en pocas lneas aquellas personas que han contribuido a la realizacin de este trabajo.Al Ing. Roberto Remache docente del Colegio Ibero Americano San Agustn dado la oportunidad de aprender con l, al ser dirigido en la realizacin de este proyecto.A mis padres a mi hermana por todo el amor que les profeso y por ser la llama incesante para seguir adelante, por el sacrificio comprensin que han mostrado durante mis estudios.Al Dr. Luis Eduardo Samaniego que por sus experiencia e inmemorables asesoras agradezco sus ideas, consejos y enseanzasA todos muchas gracias.

Ivn Guillermo Barrazueta lvarez

AUTORIA

Yo Ivn Barrazueta autor de este trabajo de investigacin del tema de COCCION A TRAVES DE ENERGIA SOLAR CON MONITOREO DE TEMPERATURA (cocina solar) me responsabilizo por los contenidos de la presente monografa y asumo la autora de la misma.

Loja, 14 de abril del 2014.

AUTOR.

IVAN GUILLERMO BARRAZUETA ALVAREZ

CERTIFICADO

Ing. Roberto Remache Director de La investigacin monogrfica del Colegio Iberoamericano San AgustnCERTIFICO:Que el Sr. Ivn Barrazueta, estudiante del tercer ao de Bachillerato especialidad Ciencias Bsicas, cumple con todas las instancias, procesos, cronograma y mas normativas sealadas por el Plantel, razn por la cual Autorizo su impresin y sustentacin.

Certifico, adems haber revisado en forma prolija y rigurosa el proceso de Investigacin titulado COCCION A TRAVES DE ENERGIA SOLAR CON MONITOREO DE TEMPERATURA (cocina solar), acreditando la calificacin de ../10Loja, . de abril del 2014

Lic. Roberto Remache E.DIRECTOR DE LA MONOGRAFIACERTIFICADO

Dr. Luis Eduardo Samaniego Delgado, Rector del Colegio Iberoamericano San Agustn.CERTIFICO:Que el Sr. Ivn Barrazueta, estudiante del Tercer Ao de Bachillerato Especialidad Ciencias Bsicas, recibo la aprobacin del honorable consejo Directivo, para desarrollar su trabajo de investigacin previo a la obtencin del ttulo como bachiller sobre el tema COCCION A TRAVES DE ENERGIA SOLAR CON MONITOREO DE TEMPERATURA (cocina solar), con fechaVisto el cumplimiento de este requisito y de lo dems establecimiento por la ley de este Rectorad, declaro acto al estudiante Ivn Barrazueta, para sustentar el presente trabajo de investigacin.Loja..de abril del 2014

Dr. Luis Eduardo Samaniego DelgadoRECTOR DEL COLEGIO IBEROAMERICANO SAN AGUSTINESQUEMACapitulo 11.1. Las energas alternativas1.2. Tipos de energas1.2.1 Energa elica. 1.2.2 Energa de las olas. 1.2.3. Energa solar. 1.2.4. Energa geotrmica. 1.3. Energa solar 1.4. Introduccin a la termodinmica 1.4.1. Calor. 1.4.2. Energa. 1.4.3. Presin. 1.4.4 Trabajo. 1.4.5 Temperatura. 1.4.6. Cambios de fase. 1.4.7. Densidad. 1.4.8. Volumen especfico. 1.4.9. Conservacin de masa.1.4.10. Conservacin de la energa.1.4.11. Energa cintica. 1.4.12. Energa potencial.1.4.13. Energa potencial gravitacional.1.4.14. Energa total.1.4.15. Energa de flujo.1.4.16. Energa interna.1.4.17. Sistema abierto.1.4.18. Sistema cerrado.1.4.19. Punto de fusin.1.4.20. Punto de ebullicin.1.4.21. Propiedades de evaporacin.1.4.22. Calor especfico.1.4.23. Ley cero de la termodinmica.1.4.24. Primera ley de la termodinmica.1.4.25. Segunda ley de la termodinmica.

Capitulo 22.1. Elaboracin y construccin de la cocina solar2.2 Construccin de cocina en medidas de 40 por 60 doble caja con alas reflectivas de 30x60.2.3 Materiales2.4 Herramientas utilizadas2.5 Construccin 2.6. Materiales termmetro digital2.7. Diagrama electrnico del sensor de temperatura.2.8. Termmetro digital en 3d

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[footnoteRef:2] [2: Gregory R. Choppin, Lee R. Summerlin. (Dcima segunda reimpresin, 1991). QUIMICA. Editorial: Publicaciones Cultural.]

1.1. LAS ENERGIAS ALTERNATIVASLos combustibles fsiles tienen muchas ventajas, la principal su bajocostoy facilidad detransporte, pero tambin grandes desventajas en trminos decontaminaciny efectos ambientales, estos han sido la fuente de energa empleada durante el siglo I.B.Crevolucin industrial, pero en la actualidad presentan fundamentalmente dosproblemas: por un lado sonrecursosfinitos, y se prev el agotamiento de las reservas especialmente depetrleoen plazos ms o menos cercanos, por otra parte, la quema de estos combustibles libera a laatmsfera grandes cantidades de CO2, el cual es actualmente considerado como una de lasfuentesque contribuye alcalentamiento global,productode losgasesinvernaderos (Vapor deagua, Dixido decarbono,metano, xidos de Nitrgeno, ozono, clorofluoro carbonos) la cual se ve reflejado como por ejemplo en el humo generado por losmotoresdecombustininterna de los automviles o bien provenientes de laindustria, quien contiene estos gases en proporciones definidas, lo puede traer consecuencias desastrosas como sequias e inundaciones. Por estos motivos, se estudian distintas opciones para sustituir la quema de combustibles fsiles por otras fuentes de energa carentes de estos problemas.La sustitucin de los combustibles fsiles est resultando una gran ventaja como consecuencia de los extensos estudios para crear alternativas ecolgicas decalidady primer nivel.El estudio de la importancia deldesarrollode lasEnergas Alternativas,EA,como opciones energticas a los combustibles fsiles, altamente contaminantes y agotables a mediano plazo: LABIOMASA,cuya formacin es a partir de laenerga solar, se lleva a cabo por elprocesodenominadofotosntesisvegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biolgica. Mediante lafotosntesislasplantasque contienen clorofila, transforman el dixido de carbono y el aguadeproductosmineralessinvalorenergtico, enmaterialesorgnicos con alto contenido energtico y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estosprocesosalmacena a corto plazo la energa solar en forma de carbono.La energa almacenada en el proceso fotosinttico puede ser posteriormente transformada en energa trmica, elctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dixido de carbono almacenado.Las energas renovables han constituido una parte importante de la energa utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la elica y la hidrulica. La navegacin a vela, los molinos de viento o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello.Con el invento de la mquina de vapor por James Watt, se van abandonando estas formas de aprovechamiento, por considerarse inestables en eltiempoy caprichosas y se utilizan cada vez ms los motores trmicos y elctricos, en una poca en que el todava relativamente escasoconsumo, no haca prever un agotamiento de las fuentes, ni otrosproblemas ambientalesque ms tarde se presentaron.Hacia la dcada de aos 1970 las energas renovables se consideraron una alternativa a las energas tradicionales, tanto por su disponibilidad presente y futura garantizada (a diferencia de los combustibles fsiles que precisan miles de aos para su formacin) como por su menorimpacto ambientalen el caso de las energas limpias, y por esta razn fueron llamadas energas alternativas. Actualmente muchas de estas energas son una realidad, no una alternativa, por lo que el nombre de alternativas ya no debe emplearse.El principal obstculo que frena a estas fuentes de energa renovables es el econmico, porque normalmente son ms caras que los combustibles fsiles o laenerga nuclear. Aunque desde otro punto de vista, no es tan claro que las energas tradicionales sean ms baratas, porque si incluyramos el costo que supone limpiar la contaminacin que provocan o disminuir sus daos ambientales, elpreciode la energa obtenida delpetrleo, carbn,gaso uranio, sera bastante ms alto del que tienen en elmercado. Lo que sucede es que los estados, por motivos polticos, son los que pagan esos costes indirectos y subvencionan, directa o indirectamente, las energas no renovables.Cuando, a partir de 1973, el precio del petrleo subi,la investigaciny el uso de estas fuentes alternativas creci, pero desde que el uso de energa se ha estabilizado en bastantes pases desarrollados y el precio de las fuentes clsicas de energa ha bajado, se ha perdido parte delinterspor estas energas renovables. Se sigue investigando, sobre todo en aquellos aspectos que las pueden hacer econmicamente rentables.En todaAmricaLatina y el Caribe, pueden encontrarse abundantes recursos renovables -incluidas la energa solar, elica, geotrmica, hdrica y de biomasa- que brindan a varios pases la posibilidad de utilizarrecursos naturalespropios en la produccin deelectricidadlimpia. De hecho, las tecnologas de energa renovable pueden ayudar a satisfacer el creciente aumento de la demanda de electricidad en toda la regin tanto enredesenergticas como en sistemasaislados de las redes. Si a esto se le suma la implementacin de las mejoras deeficienciaenergtica se pueden alcanzar importantes reducciones en el uso.Segn la Comisin Nacional de Energa espaola, laventaanual de energa del Rgimen Especial se ha multiplicado por ms de 10 en Espaa, a la vez que suspreciosse han rebajado un 11 %.En Espaa las energas renovables supusieron en el ao 2005 un 5,9% del total de energa primaria, un 1,2% es elica, un 1,1% hidroelctrica, un 2,9 biomasa y el 0,7% otras. La energa elica es la que ms crece.A travs de los aos, el desarrollo de lasociedadhumana se ha basado en el aprovechamiento de fuentes energticas primarias del tipo fsil:CARBN, PETRLEO YGAS NATURAL.Debido a su uso indiscriminado se ha generado un deterioro ambiental en todos los mbitos que ha llegado a niveles insoportables si no se toman medidas correctivas a tiempo.Evidenciasnotables de la degradacin delecosistemamundial son: EL CALENTAMIENTO GLOBAL, LA DISMINUCIN DE LACAPA DE OZONOY LALLUVIA CIDA,razn por la cual surge nace la necesidad de desarrollar otras fuentes energticas que reemplacen los combustibles fsiles que es cada vez ms apremiante. Como opciones energticas a los combustibles fsiles, altamente contaminantes y agotables mediano plazo.La posibilidad de acceder a la electricidad radica en el aprovechamiento de energas:SOLAR, ELICA, GEOTRMICA Y BIOMASA (compuesta por residuos orgnicos)As, la segunda mitad del siglo XX ve el resurgimiento por una parte y el nacimiento por otra de un conjunto de fuentes energticas armnicas ambientalmente, renovables y/o inagotables, llamadas genricamenteENERGAS ALTERNATIVAS,EA.Las Energas Alternativas tienen la capacidad de no contaminar el medio ambiente y no afectan por lo tanto a la sociedad. Una de las maneras de evitar el calentamiento global es la 1.2. TIPOS DE ENERGIAS

1.2.1. Energa Elica: Se denomina energa elica a la energa obtenida de las corrientesde aire terrestre. Podemos afirmar quela Argentinacuenta en la Patagonia,a este respecto, con un verdadero paraso de vientos. Tambin se presentanfavorables escenarios para el aprovechamiento elico en la costa pampeana,la cordillera central y norte y otras locaciones. Los sistemas de aprovechamiento de este tipo de energa varan entre pequeos, para generacin de electricidad y bombeo de agua y grandes para produccin de energa elctrica a gran escala.

1.2.2.Energa dela Olas:Es la obtenida del movimiento del agua en la superficiede los ocanos y mares. Argentina dispone de miles de kilmetros de costa, desde Ushuaia hasta Buenos Aires.

utilizacin deENERGAS ALTERNATIVASo tambin conocidas comoENERGA RENOVABLE,la cual se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables[footnoteRef:3] [3: A. Garrita, J.A. Chamizo. (Primera reimpresin, 1998) QUIMICA. Editorial: Edison Desle Pongan. Centro de Investigacin en Energa, UNAM. Obtenido el da 28 de Noviembre del 2012 de la pagina webhttp://xml.cie.unam.mx/xml/. h ttp://www.monografias.com/trabajos87/las-energias-alternativas/las-energias-alternativas.shtml#2281#ixzz2lnXrvw4r]

1.2.3. Energa Solar: Se denomina Energa Solar, puntualmente, a los sistemas que aprovechan la radiacin solar incidente sobre la tierra para calefacciones y/o generar energa elctrica. Cabe destacar que la radiacin solar que llega a la tierra influye directa o indirectamente en la produccin de otras energas, como la elica, hidrulica y biomasa.Nuestro pas posee muy buenas condiciones, en la totalidad de su territorioLos sistemas ms utilizados de aprovechamiento de energa solar se diferencian en dos grandes grupos: Sistemas Trmicos ySistemasfoto-voltaicos.

1.2.4.Energa Geotrmica:Es la energa que se obtiene del calor interior de la tierra. Existen muchas aplicacionesen el pas, pero nuevamente, el aprovechamiento no es ni por mucho el que podradadas las excelentes condiciones de que disponemos.

Energa del Biogs: Se denomina Biogs al gas que se genera por la descomposicin de la materia orgnica. No hay gran cantidad de emprendimientos en el pas, pero seguramente su aplicacin muypositiva, dado el carcter agrcola - ganadero del pas.

1. 3. ENERGIA SOLAR Laenerga solares laenergaobtenida a partir del aprovechamiento de la radiacin electromagntica procedente delSol.Laradiacin solarque alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigedad, mediante diferentes tecnologas que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepcin. En la actualidad, elcalory laluzdel Sol puede aprovecharse por medio de captadores como clulas fotovoltaicas, helistatos o colectores trmicos, que pueden transformarla en energa elctrica o trmica. Es una de las llamadasenergas renovableso energas limpias, que puede hacer considerables contribuciones a resolver algunos de los ms urgentes problemas que afronta la humanidad. Las diferentes tecnologas solares se clasifican en pasivas o activas en funcin de la forma en que capturan, convierten y distribuyen la energa solar. Las tecnologas activas incluyen el uso depaneles fotovoltaicosycolectores trmicospara recolectar la energa. Entre las tcnicas pasivas, se encuentran diferentes tcnicas enmarcadas en laarquitectura bioclimtica: la orientacin de los edificios al Sol, la seleccin de materiales con una masa trmica favorable o que tengan propiedades para la dispersin de luz, as como el diseo de espacios medianteventilacin natural.En 2011, laAgencia Internacional de la Energase expres en los siguientes trminos: "el desarrollo de tecnologas solares limpias, baratas e inagotables supondr un enorme beneficio a largo plazo. Aumentar la seguridad energtica de los pases mediante el uso de una fuente de energa local, inagotable y, aun ms importante, independendiente de importaciones, aumentar lasostenibilidad, reducir lacontaminacin, disminuir los costes de la mitigacin delcambio climtico, y evitar la subida excesiva de los precios de loscombustibles fsiles. Estas ventajas son globales. De esta manera, los costes para su incentivo y desarrollo deben ser considerados inversiones; deben ser realizadas de forma sabia y deben ser ampliamente difundidas".La fuente de energa solar ms desarrollada en la actualidad es laenerga solar fotovoltaica. Segn informes de la organizacin ecologistaGreenpeace, la energa solar fotovoltaica podra suministrar electricidad a dos tercios de la poblacin mundial en 2030. Actualmente, y gracias a los avances tecnolgicos, la sofisticacin y la economa de escala, el coste de laenerga solar fotovoltaicase ha reducido de forma constante desde que se fabricaron las primeras clulas solares comerciales,aumentando a su vez la eficiencia, y su coste medio de generacin elctrica ya es competitivo con lasfuentes de energa convencionalesen un creciente nmero de regiones geogrficas, alcanzando laparidad de red.Otras tecnologas solares, como la energa solar termoelctricaest reduciendo sus costes tambin de forma considerable.1.4 INTRODUCCIN A LA TERMODINMICALa termodinmica es la parte de la fsica que estudia los estados de los sistemas materiales macroscpicos y los cambios que pueden darse entre esos estados, en particular, en lo que respecta a temperatura, calor y energa.En este documento repasaremos lo visto en clase de Termodinmica, en el se enuncian las leyes de la Termodinmica y los conceptos relacionados con ella.Es importante desde el principio definir nuestro sistema, que es una porcin definida de material que elegir para su estudio, se separa de todo lo dems por una superficie o frontera conceptual. Existen varios tipos de sistemas, aislados, cerrados, abiertos, descritos ms abajo, pero con ellos podremos definir la muestra que se est analizando y comprender hacia dnde va la energa del sistema.Algunos ejemplos de lugares donde se encuentra la termodinmica- en las maquinas de vapor- destilacin- un cerillo encendido- motor de gasolinaA continuacin una lista de conceptos que van a ser tiles para enunciar las leyes de la termodinmica.Conceptos:1.4.1 CalorEl calor en termodinmica se considera comola energaque fluye al entrar en contacto 2 sustancias que se encuentran a diferente temperatura. El calor siempre fluye del cuerpo caliente al cuerpo fro.Por convencin elcalor que sale de un sistema tiene signo negativo; mientras que elcalor que ingresa a un sistema tiene signo positivo.1.4.2EnergaEl concepto de energa es la capacidad de generar movimiento (trabajo) o lograr la transformacin de algo.

1.4.3 Presin. Es una magnitud fsica escalar que mide la fuerza en direccin perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cmo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.En el Sistema Internacional la presin se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.En el Sistema Ingls la presin se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch) PSI que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.1.4.4Trabajo Es la energa necesaria para desplazar un cuerpo. Se representa por W y la formula es W = F dEl trabajo en termodinmica siempre representa un intercambio de energa entre un sistema y su entorno.Por convencin el trabajo que realiza el entorno sobre el sistema tiene signo positivo; mientras que si el sistema el que realiza trabajo sobre el entorno tiene signo negativo.1.4.5 Temperatura. La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio, fro que puede ser medida, especficamente, con un termmetro.Se define como una magnitud escalar relacionada con la energa interna de un sistema termodinmico, definida por el principio cero de la termodinmica.Ms especficamente, est relacionada directamente con la parte de la energa interna conocida como energa cintica, que es la energa asociada a los movimientos de las partculas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energa cintica de un sistema, se observa que ste se encuentra ms caliente; es decir, que su temperatura es mayor.Ejemplos:La masa, el volumen, el peso, cantidad de sustancia, energa, entropa y entalpa.La temperatura, la presin, la velocidad, el volumen especfico (volumen ocupado por la unidad de masa), el punto de ebullicin, el punto de fusin, la densidad, viscosidad, dureza, concentracin y solubilidad.1.4.6 Cambios de FaseLa evolucin de la materia entre varios estados de agregacin sin que ocurra un cambio en su composicin.- Fusin: Es el paso de un slido al estado lquido por medio de la energa trmica. Este proceso es isotrmico- Solidificacin: Es el paso de un lquido a slido por medio del enfriamiento. El proceso es exotrmico.- Vaporizacin: Es el proceso fsico en el que un lquido pasa a estado gaseoso.- Condensacin: Se denomina condensacin al cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma lquida. Es el proceso inverso a la vaporizacin.- Sublimacin: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia slida al estado gaseoso sin pasar por el estado lquido.1.4.7. DensidadEs una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia.p=m/VDonde: p = densidad, m =masa V = volumen1.4.8. Volumen EspecficoEs el volumen ocupado por unidad de masa de un material. Es la inversa de la densidad, por lo cual no dependen de la cantidad de materia.v.e.= V/mDonde: v.e.= Volumen Especifico, V = volumen, m = masa 1.4.9. Conservacin de masaLa masa total de las sustancias presentes despus de una reaccin qumica es la misma que la masa total de las sustancias antes de la reaccin.1.4.10. Conservacin de la energaConstituye el primer principio de la termodinmica, la ley de la conservacin de la energa afirma que la energa no puede crearse ni destruirse, slo se puede cambiar de una forma a otra.1.4.11. Energa Cintica La energa cintica de un cuerpo es aquella energa que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energa durante la aceleracin, el cuerpo mantiene su energa cintica salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energa cintica. Suele abreviarse con letra Ec.1.4.12. Energa PotencialEs la energa que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en funcin exclusivamente de su posicin o configuracin. Puede pensarse como la energa almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra Ep.1.4.13. Energa Potencial GravitacionalEnerga que mide la capacidad que tiene un sistema para realizar un trabajo. Puede pensarse como la energa almacenada en el sistema.1.4.14. Energa TotalLa energa total de un sistema puede descomponerse en la suma de energa de la masa, la energa cintica, la energa potencial, y la energa interna.1.4.15 Energa de FlujoEs la energa que un fluido contiene debido a la presin que posee.1.4.16 Energa InternaEs la suma de la energa mecnica de las partculas constituyentes de un sistema.

1.4.17. Sistema AbiertoUn sistema abierto es un sistema fsico (o qumico) que interacciona con otros agentes qumicos, por lo tanto est conectado correlaciona mente con factores externos a l.1.4.18 Sistema CerradoEs un sistema fsico (o qumico) que no interacciona con otros agentes fsicos situados fuera de l y por tanto no est conectado casualmente ni correlaciona mente con nada externo a l.En termodinmica se distingue entre sistema abierto y sistema cerrado. Un sistema abierto sera uno que puede intercambiar materia y energa con el exterior, mientras que un sistema cerrado es un sistema que no puede intercambiar materia con el exterior pero s intercambiar energa. Tambin un sistema se considera aislado cuando este no intercambia ni materia ni energa con el exterior.1.4.19 Punto de FusinEs la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases slido lquido, es decir la materia pasa de estado slido a estado lquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante.

1.4.20. Punto de EbullicinEs aquella temperatura en la cual la presin de vapor del lquido iguala a la presin de vapor del medio en el que se encuentra.1 Coloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia cambia del estado lquido al estado gaseoso.1.4.21 Propiedades de EvaporacinSi se calienta un lquido se incrementa la energa cintica media de sus molculas. Las molculas cuya energa cintica es ms elevada y que estn cerca de la superficie del lquido escaparn y darn lugar a la fase de vapor.Si el lquido est contenido en un recipiente cerrado, algunas molculas del vapor seguirn el camino inverso chocando con la superficie del lquido e incorporndose a la fase lquida.Se establece un equilibrio dinmico cuando el nmero de molculas que se escapan del lquido sea igual (en valor medio) al nmero de molculas que se incorporan al mismo.1.4.22 Calor EspecficoEl calor especfico (c) es una funcin de la temperatura del sistema; esto es,c(T). Esta funcin es creciente para la mayora de las sustancias. Esto se debe a efectos cunticos que hacen que los modos de vibracin estn cuantiados y slo estn accesibles a medida que aumenta la temperatura. Conocida la funcinc(T), la cantidad de calor asociada con un cambio de temperatura del sistema desde la temperatura inicialTia la finalTf se calcula mediante la integral siguiente:En un intervalo donde la capacidad calorfica sea aproximadamente constante la frmula anterior puede escribirse simplemente como:1.4.23 Ley Cero de la TermodinmicaEste principio o ley cero, establece que existe una determinada propiedad denominada temperatura emprica , que es comn para todos los estados de equilibrio termodinmico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado.En palabras llanas: Si pones en contacto un objeto fro con otro caliente, ambos evolucionan hasta que sus temperaturas se igualan.Tiene una gran importancia experimental pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema pero no resulta tan importante en el marco terico de la termodinmica.El equilibrio termodinmico de un sistema se define como la condicin del mismo en el cual las variables empricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presin, volumen, campo elctrico, polarizacin, magnetizacin, tensin lineal, tensin superficial, coordenadas en el plano x, y) no son dependientes del tiempo. El tiempo es un parmetro cintico, asociado a nivel microscpico; el cual a su vez esta dentro del fsico qumico y no es parmetro debido a que a la termodinmica solo le interesa trabajar con un tiempo inicial y otro final. A dichas variables empricas (experimentales) de un sistema se las conoce como coordenadas trmicas y dinmicas del sistema.Este principio fundamental, an siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta despus de haberse enunciado las otras tres leyes. De ah que recibiese el nombre de principio cero.1.4.24 Primera ley de la TermodinmicaLa primera ley de termodinmica es la llamada Ley de conservacin de energa, que afirma que la suma de materia y energa se mantiene constante durante una reaccin nuclear. Tomando en cuenta la capacidad que tenemos para medir la masa y los cambios de energa, podemos afirmar que, en una reaccin qumica, la energa se mantiene constante.Esta Ley establece las relaciones entre los flujos de energa que experimenta un sistema fsico y la forma en que cambian sus propiedades.Aplicacin prctica: Balance de Engra para un Sistema.Establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien ste intercambia calor con otro, la energa interna del sistema cambiar. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energa necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energa interna. Fue propuesta por Antonie Lavoisier.La ecuacin general de la conservacin de la energa es la siguiente:Entera Escale= Desisten

1.4.25 Segunda ley de la TermodinmicaEnunciados de la Segunda Ley de la TermodinmicaCLAUSIUS: Todo proceso cclico cuyo nico efecto final sobre los alrededores sea transferir calor de un cuerpo fro a un cuerpo caliente, es imposible.KELVIN-PLANCK: todo proceso cclico cuyo nico efecto final sobre los alrededores sea absorber calor de un cuerpo y convertirlo ntegramente en trabajo, es imposible.Ciclos termodinmicos: Serie de procesos termodinmicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir, que la variacin de las magnitudes termodinmicas propias del sistema sea nula.Ejemplos:Maquina trmica una maquina que con un cambio termodinmico, que la variable es temperatura, genera un trabajo en los alrededores. Una de las otras dos variables termodinmica tienes que quedar constante ya sea Presin o Volumen (normalmente es el Volumen).Refrigerador cuando en un contenedor tienes una sustancia que a la hora de aumentar la presin la temperatura disminuye, haciendo el efecto contrario de la maquina trmica.1.4.25 Tercera ley de la termodinmicaLa tercera de las leyes de la termodinmica, propuesta por Walter Nerds, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un nmero finito de procesos fsicos. Puede formularse tambin como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropa tiende a un valor constante especfico. La entropa de los slidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una nocin exigida por la termodinmica clsica, as que es probablemente inapropiado tratarlo de ley.Es importante remarcar que los principios o leyes de la termodinmica son vlidas siempre para los sistemas macroscpicos, pero inaplicables a nivel microscpico. La idea del demonio de Maxwell ayuda a comprender los lmites de la segunda ley de la termodinmica jugando con las propiedades microscpicas de las partculas que componen un gas.

2.1 ELABORACION Y CONTRUSCCION DE LA COCINA SOLAR

2.1 Construccin de cocina en medidas de 40 por 60 doble caja con alas reflectivas de 30x60.

2.2 Materiales * Plancha de tool de 1/25 galvanizado * Lana de vidrio de 30mm de espesor * Espejos* Vidrio blanco de 6mm* Bisagras* Pintura negra a mate * Garruchas

2.3 Herramientas utilizadas* Tijeras de metal* Escuadras* Flexometro* Cizalla * Dobladora * Taladro * Brocas * Soldadora * Electrodos 2.4 Grficos

2.5 Construccin Iniciamos la construccin con el trazado de las planchas de 40x60x120, para luego cortar con la tijera de metal la muesca de sealamiento para proceder a cortar con la cizaya, para poder doblar en la dobladora. Una vez hecho el cuerpo de la cocina solar se procede a soldar para unir la caja metlica, luego de haber hecho el cuerpo de la cocina solar se procede ah hacer la tapa de la parte de debajo de la cocina. En la parte de arriba de la cocina irn tres alas las que irn con dos espejos y un vidrio blanco, las alas de la cocina se las hace con la plancha galvanizada de 53x53 cm se harn dos de esa medida y una de 59x59. Las alas se pegaran al cuerpo de la estructura de la caja con bisagras. Para la caja dos se hace el mismo procedimiento solo que va sobre la caja uno debajo de la caja dos va una lana de vidrio. Para la caja una que es la estructura de la cocina solar se le hace una tapa en la parte lateral de la cocina solar. Una vez terminado las dos cajas con todo listo se procede a pintar la cocina solar.Se coloca la caja 2 dentro de la caja 1 se procede a poner la lana de vidrio al contorno de la cocina solar para el aislamiento del calor.

2.6 MATERIALES TERMOMETRO DIGITALMicrocontrolador 16f877a.Desplaye LCD 16*2. Baquela de fibra de vidrios.Potencimetro de 10k ohmios.Diodos leed.Puente rectificador de 1 amperio.Regulador de voltaje 7805Diodo 1n4007Cristal de cuarzo de 4 MHzResistencia de 4.7 k ohmios.Resistencia de 1 k ohmios.Resistencia de 330 ohmios.Resistencia de 10k ohmios.Transistor de LM35 (sensor de temperatura).Un soquete de 40 pines.Condensador de 1000uf a 16 volt.Condensadores de 22pfBornera de 2 puertos2.7 DISEO Y SIMULACION DEL TERMOMETRO DIGITAL EN PROTEUS

2.8 DIAGRAMA ELECTRONICO DEL SENSOR DE TEMPERATURA ELECTRONICO.

2.9 TERMOMETRO DIGITAL EN 3D

Conclusiones:Hemos llegado a la conclusin de que las diversas fuentes energticas que predominan en la actualidad crean problemas medio ambientales y de aprovisionamiento. Frente a ello hemos planteado como alternativa recurrir al uso de las energas alternativas. Adems, pudimos comprobar que resulta muy sencillo armar una cocina solar con materiales econmicos que estn al alcance de todos.*La cocina solar elaborada representa una alternativa para disminuir el uso de hidrocarburos que sueltan gran cantidad de contaminantes y daan la capa de ozono, as mismo, para reducir las enfermedades respiratorias.* Ayuda a reducir la contaminacin.* Previene el uso de combustible fsiles que ocasionan la destruccin de medios naturales y de ecosistemas.* Ayuda a detener en cierto modo la deforestacin masiva.*Colabora con el ahorro de agua, pues se requiere de menores cantidades de agua para cocinar con energa solar.*La cocina solar es una manera de reducir desigualdades y mejorar la calidad de vida en muchos aspectos de las personas de pases del tercer mundo. No gastar tiempo en ir a por madera, no cocinar con humo, tener ms tiempo.

*Debido a las enormes ventajas que se sacan de la utilizacin de la cocina solar es importante difundirla y darla a conocer en las regiones para las que ha sido diseada. Y no valdr slo con dejarlas all, sino que ser de vital importancia el ensear a utilizarlas y realizar un seguimiento durante varias semanas en los lugares donde se quiera implantar.

RECOMENDACIONES

Interesarse ms sobre el estudio de las energas alternativas. Con los resultados obtenidos se espera que la gente haga conciencia en bajar el porcentaje del consumo de combustibles fsiles. Sugerir al Gobierno Nacional Analizar la presente propuesta dentro del proyecto de implantar en el pas las cocinas solares. A los fabricantes de cocina de induccin sugerir el empleo del sistema de uso de la energa solar para caninas.

Aplicando las encuestas a los alumnos del tercer ao de bachillerato podemos obtener como resultado que la mayora tiene conocimiento acerca de las energas alternativas que existen.

Como conclusin obtenemos que en un 68% los estudiantes tengan conocimiento sobre las alternativas elctricas que existen en la actualidad.

Gracias al aporte de la pregunta en cuestin obtenemos que tenemos un 38% de los estudiantes conocen lo que es una cocina solar y su aporte a la sociedad.

Ms del 60 % de los estudiantes evaluados estn de acuerdo que una cocina solar beneficia respectivamente a la disminucin de los gases nocivos hacia el medio ambiente

De la encuesta realizada a los alumnos de Newton Humboldt y Maxwell concluimos que con un 63% los estudiantes si tienen conocimiento sobre estos aparatos que son hechos a base de energas alternativas.

Con un 64% los estudiantes preferiran utilizar como medio de energa los paneles solares antes que utilizar la energa elctrica y de gas y los combustibles

Ms del 90% de los estudiantes saben que la utilizacin de las diferentes energas alternativas aporta notablemente con el ambiente.

Con un 91% obtenido de la encuesta realizada tenemos que los estudiantes si creen que sera un buen proyecto utilizar este tipo de energas en nuestra provincia dando como una aprobacin ms a que el proyecto sobre energas alternativas se realice. (Cocina solar).

Los estudiantes encuestados con un 82% creen que sera una buena opcin incorporar en los temas de estudios de fsica las energas alternativas.

ENCUESTA APLICADAEstimado estudiante, con la finalidad de desarrollar con xito el presente trabajo de investigacin monogrfica denominado COCCION A TRAVES DE ENERGIA SOLAR CON MONITOREO DE TEMPERATURA (cocina solar), le solicito de la manera ms cordial se digne en contestar el siguiente cuestionario.

1) Sabe usted que son las energas alternativas?

Si ( )No ( )En parte ( )

2) Cree usted que son importantes el uso de las energas alternativas?

Si ( )No ( )En parte ( )

3) Tiene usted algn conocimiento sobre lo que es una cocina solar?

Si ( )No ( )En parte ( )4) Cree usted que por medio de la cocina solar se pueda ayudar a la reduccin y emisin de gases nocivos al medio ambiente?Si ( )No ( )En ( )5) Ha escuchado sobre estos aparatos: Calentador de Agua solar (calefaccin), panel solar (cocinar), Panel fotovoltaico (produce energa para uso del hogar), cocina solar (cocinar)?Si ( )No ( )En parte ( )

6) Si tuviera la posibilidad de elegir su medio de energa en casa Cul quisiera tener seguir teniendo? Energa Elctrica Y Gas ( ) Energa Solar Con Paneles ( ) Combustibles ( )7) Piensa que saber aprovechar este recurso (energas alternativas) sera muy importante para disminuir el calentamiento de la tierra? Si ( ) No ( )8) En nuestra provincia sera un buen proyecto utilizar este tipo de energas?Si ( )No ( )

9) Cree usted que se debera incorporar en los temas de estudio de fsica el conocimiento so las energas alternativas?

Si ( )No ( )10) Cree usted que debe ser una poltica del Estado el implementar el uso de la energa solar en mas sistemas de uso domsticosSi ( )No ( )En parte ( ) RECTOR DIRECTOR DE MONOGRAFIADR. LUIS EDUARDO SAMANIEGO Ing. ROBERTO REMACHE

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GRACIAS.

Referencias Ingeniera sin fronteras FAO Solarcooking.org Proyecto investigacin Universidad Tcnica Federico Santa Mara tablesol.free.fr solarcookers.org www.kozon.org www.afexgroup.com www.gbgm-umc.org/solarovenshaiti www.earthvisionfest.org www.solar-circle.org Cocinas ecolgicas, David Sheffield y Ruth Saavedra Una verdad incmoda Al Gore. Congreso Granada 2008 sobre cocinas solares

1. Gregory R. Choppin, Lee R. Summerlin. (Dcima segunda reimpresin, 1991). QUIMICA. Editorial: Publicaciones Cultural.2. A. Garrita, J.A. Chamizo. (Primera reimpresin, 1998) QUIMICA. Editorial: Edison Desle Pongan.3. Centro de Investigacin en Energa, UNAM. Obtenido el da 28 de Noviembre del 2012 de la pagina webhttp://xml.cie.unam.mx/xml/.4. http://www.monografias.com/trabajos87/las-energias-alternativas/las-energias-alternativas.shtml#2281#ixzz2lnXrvw4r5. :http://www.monografias.com/trabajos87/las-energias-alternativas/las-energias-alternativas.shtml#798#ixzz2lhQoyp8k

INDICEDEDICATORIA.IIAGRADECIMIENTO..III AUTORA IV CERTIFICADO V CERTIFICADO .. VIESQUEMA.VIICAPITULO 11.2. Las energas alternativas..21.2. Tipos de energas.71.2.1 Energa elica. ...71.2.2 Energa de las olas..8 1.2.3. Energa solar.8. 1.2.4. Energa geotrmica9 1.3. Energa solar10 1.4. Introduccin a la termodinmica..12 1.4.1. Calor13 1.4.2. Energa13 1.4.3. Presin.14 1.4.4 Trabajo.14 1.4.5 Temperatura15 1.4.6. Cambios de fase.16 1.4.7. Densidad.17 1.4.8. Volumen especfico17 1.4.9. Conservacin de masa181.4.11. Conservacin de la energa...181.4.11. Energa cintica.18 1.4.12. Energa potencial.191.4.13. Energa potencial gravitacional.191.4.22. Energa total..191.4.23. Energa de flujo.191.4.24. Energa Interna..191.4.25. Sistema abierto..201.4.26. Sistema cerrado.201.4.27. Punto de fusin..201.4.28. Punto de ebullicin211.4.29. Propiedades de evaporacin..211.4.21. Calor especfico.211.4.26. Ley cero de la termodinmica...221.4.27. Primera ley de la termodinmica...231.4.28. Segunda ley de la termodinmica.24

Capitulo272.1. Elaboracin y construccin de la cocina solar...282.2 Construccin de cocina en medidas de 40 por 60 doble caja con alas reflectivas de 30x60.282.3 Materiales292.4 Herramientas utilizadas...292.5 Construccin...302.6. Materiales termmetro digital322.7. Diseo y simulacin del termmetro digital en proteos....332.8. Diagrama electrnico del sensor de temperatura...342.9. Termmetro digital en 3d...35Conclusiones.38Investigacin de campo.....42Anexos...53Bibliografa...58