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Energía solar: historia, características y aprovechamiento

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Página 105 de Colección Nanahuatzin. De lo humano y lo comunitario.   Libro de Educación Telesecundaria Grado 3°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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Respuesta rápida

Renovable por repone más rápido de lo que se consume. Se genera por fusión de 4 núcleos de H en He. Aprovechamiento: fotoeléctrico (luz) y termosolar (calor). Arquímedes usó espejos ustorios.

📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 105

Colección Nanahuatzin. De lo humano y lo comunitario. Libro de Educación Telesecundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

1
Ejercicio 1

Explica por qué la energía solar se considera una fuente de energía renovable.

  1. La definición de renovable exige que la fuente se regenere a un ritmo igual o mayor al que se consume.
  2. El texto señala que la energía solar "se repone más rápido de lo que se consume".
  3. Por tanto, el Sol sigue irradiando energía continuamente, sin agotarse por el uso humano.
  4. Además es gratuita e inagotable a escala humana.
Respuesta

Porque se repone más rápido de lo que se consume: es inagotable y gratuita.

2
Ejercicio 2

Describe el proceso físico por el cual el Sol produce energía.

  1. En el interior del Sol ocurre la fusión atómica.
  2. Cuatro núcleos de hidrógeno se combinan.
  3. El resultado es un núcleo de helio.
  4. Este proceso libera gran cantidad de energía, que llega a la Tierra como ondas electromagnéticas.
  5. La energía se manifiesta de dos formas: luz y calor.
Respuesta

Fusión de cuatro núcleos de hidrógeno en uno de helio, que libera energía que viaja como ondas electromagnéticas y se manifiesta como luz y calor.

3
Ejercicio 3

¿De qué dos maneras se aprovecha la energía solar en la Tierra y mediante qué fenómeno cada una?

a
Parte 3.a

Aprovechamiento de la luz solar.

  1. La luz solar es energía radiante (onda electromagnética).
  2. Puede convertirse en energía eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico.
  3. Esto ocurre en paneles solares fotovoltaicos.
Respuesta

La luz se aprovecha mediante el fenómeno fotoeléctrico (energía fotovoltaica).

b
Parte 3.b

Aprovechamiento del calor solar.

  1. La radiación calienta un fluido o una superficie.
  2. Ese calor se usa directamente para calentar o producir vapor.
  3. Esta aprovechamiento se llama energía termosolar.
Respuesta

El calor se utiliza como energía termosolar.

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4
Ejercicio 4

Según el relato de Luciano de Samósata, ¿qué hizo Arquímedes durante la segunda guerra púnica?

  1. Arquímedes empleó dispositivos llamados espejos ustorios (del latín ustor, "quemador").
  2. Con ellos concentró y dirigió los rayos del Sol.
  3. El objetivo fue incendiar las embarcaciones romanas.
  4. A lo largo de la historia se ha intentado verificar la viabilidad de esta hazaña, lo que evidencia que desde la antigüedad se conocía el poder de la energía solar.

Respuesta orientativa sobre la verificación histórica: El relato proviene de una fuente literaria posterior (Luciano, siglos II d. n. e.) y no de una crónica contemporánea; por ello los investigadores han ensayado réplicas para comprobar si un conjunto de espejos podía alcanzar la temperatura de ignición a la distancia necesaria. Los resultados son controvertidos: con espejos perfectamente alineados sí se concentra calor suficiente, pero resulta difícil sostenerlo sobre blancos móviles y distantes.

Respuesta

Usó espejos ustorios para concentrar y dirigir rayos solares hacia las naves romanas y tratar de incendiarlas.

Contenido de la página

Energía solar

Luciano de Samósata (125-181 a. n. e.) relata una historia fascinante que ocurrió durante la segunda guerra púnica entre romanos y cartagineses. Según el relato, Arquímedes utilizó unos dispositivos llamados espejos ustorios (del latín ustor, "quemador") para concentrar y dirigir los rayos del Sol hacia las embarcaciones romanas con el objetivo de incendiarlas. A lo largo de la historia se ha intentado verificar la viabilidad de esta hazaña. Lo notable de esta historia es que desde la antigüedad se conocía el poder de la energía solar.

[Grabado histórico "SPECVLI VSTORII vera ac primigenia forma" que muestra los tres tipos de espejos ustorios: PARABOLA (parábola), ELLIPSIS (elipse) y CIRCULVS (círculo), con los rayos solares convergiendo hacia un punto focal e incendiando un barco en el mar.]

La energía solar es renovable porque se repone más rápido de lo que se consume, es decir, es una fuente de energía inagotable y gratuita. Esta energía llega a la Tierra en forma de ondas electromagnéticas generadas por el proceso de fusión atómica de cuatro núcleos de hidrógeno, que se combinan para formar un núcleo de helio. Este proceso libera una gran cantidad de energía que se manifiesta de dos formas: luz y calor. La luz solar se aprovecha a través del fenómeno fotoeléctrico, mientras que el calor se utiliza como energía termosolar.

Ejemplos resueltos

Explica por qué la energía solar se clasifica como renovable y no como no renovable.

  1. Una fuente es renovable si su tasa de reposición es mayor o igual a su tasa de consumo.
  2. El Sol irradia energía constantemente y la Tierra recibe un flujo continuo.
  3. El consumo humano no reduce la producción solar de forma apreciable.
  4. Por tanto se repone más rápido de lo que se consume: es inagotable y gratuita. Respuesta: Es renovable porque se repone más rápido de lo que se consume.

Tabla

Forma de energía Fenómeno de aprovechamiento Aplicación típica
Luz solar Efecto fotoeléctrico Paneles fotovoltaicos → electricidad
Calor solar Energía termosolar Calentadores solares, cocinas solares, plantas termosolares

Diagrama

flowchart TD
    A[Sol: fusión de 4 núcleos de H] --> B[Núcleo de He + energía]
    B --> C[Ondas electromagnéticas]
    C --> D[Luz solar]
    C --> E[Calor solar]
    D --> F[Efecto fotoeléctrico\nEnergía fotovoltaica]
    E --> G[Energía termosolar]
    F --> H[Electricidad]
    G --> I[Calor / vapor / electricidad]

Fórmulas y ecuaciones

4\,^{1}_{1}@@MATH_0@@\text{He} + \text{energía (luz y calor)}

E = h\nu (energía de la radiación solar, donde h es la constante de Planck y \nu la frecuencia)

^{1}_{1}@@MATH_0@@\text{H} + ^{1}_{1}@@MATH_1@@\text{H} \rightarrow ^{4}_{2}\text{He} + \text{energía}

Glosario (7)

Energía solar
Energía proveniente de la radiación del Sol, aprovechable como luz y calor; es renovable, inagotable y gratuita.
Energía renovable
Fuente que se repone más rápido de lo que se consume, por lo que no se agota con el uso humano.
Fusión atómica
Proceso en el que núcleos ligeros (hidrógeno) se combinan para formar uno más pesado (helio), liberando gran cantidad de energía.
Espejos ustorios
Del latín ustor ("quemador"); espejos que concentran y dirigen la radiación solar hacia un punto para producir calor intenso.
Efecto fotoeléctrico
Fenómeno por el cual la radiación luminosa genera corriente eléctrica al incidir sobre ciertos materiales; base de los paneles solares.
Energía termosolar
Aprovechamiento del calor de la radiación solar para calentar fluidos o producir vapor y, con él, trabajo o electricidad.
Ondas electromagnéticas
Perturbaciones que transportan energía sin necesidad de medio, como la luz solar; incluyen el espectro visible, ultravioleta e infrarrojo.

Preguntas para practicar

¿Desde cuándo se conocía el poder de la energía solar y por qué lo demuestra la historia de los espejos ustorios?

Desde la antigüedad. La historia atribuida a Arquímedes de usar espejos para concentrar rayos solares y prender naves muestra que ya se intuía la capacidad del Sol para concentrar energía en forma de calor, aunque su viabilidad se ha discutido y ensayado a lo largo de la historia.

¿Por qué el Sol se considera una central de fusión nuclear y no de fisión?

Porque en el Sol núcleos ligeros se combinan (fusión) para formar uno más pesado, liberando energía; en la fisión, en cambio, un núcleo pesado se divide en núcleos más ligeros.

Menciona dos aplicaciones cotidianas de la energía solar y explica si aprovechan la luz, el calor o ambas.

Los paneles fotovoltaicos aprovechan la luz mediante el efecto fotoeléctrico para generar electricidad; los calentadores solares de agua aprovechan el calor mediante energía termosolar. Algunos sistemas mixtos aprovechan ambas formas.

Temas y conceptos clave

Energía solarEnergía renovableFusión atómica en el SolAprovechamiento de la energía solar (fotoeléctrico y termosolar)Historia: espejos ustorios de Arquímedesenergía solarfuente renovableinagotablefusión atómicahidrógeno → helioondas electromagnéticasluz y calorefecto fotoeléctricoenergía termosolarespejos ustorios

Fuentes y referencias

  • Luciano de Samósata, obra en la que se narra la hazaña de los espejos de Arquímedes (seudohistoria "Historia verdadera"/diálogos sobre el mago Alejandro).
  • Relatos históricos sobre la segunda guerra púnica (218-201 a. n. e.).
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Figuras de la página (1)

Grabado histórico titulado "SPECVLI VSTORII vera ac primigenia forma" que representa los tres tipos de espejos ustorios (parábola, elipse y círculo) con sus diagramas geométricos de reflexión de rayos solares, y una escena costera donde un haz concentrado de luz proveniente de un gran espejo incendia un barco en el mar frente a una ciudad fortificada.
Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Por qué la energía solar se considera renovable?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué proceso en el Sol produce la energía que llega a la Tierra?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿En qué se diferencia el aprovechamiento fotoeléctrico del termosolar?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Energía y tipos de fuentes de energía (renovables y no renovables)
  • • Concepto básico de ondas electromagnéticas
  • • Nociones de átomo: núcleo, protón y núcleo de hidrógeno (protio)
  • • Idea de radiación, luz y calor
Siguiente tema sugerido
Tipos de energía solar: fotovoltaica y termosolar, y sus aplicaciones cotidianas
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Energía solar

Luciano de Samósata (125-181 a. n. e.) relata una historia fascinante que ocurrió durante la segunda guerra púnica entre romanos y cartagineses.Según el relato, Arquímedes utilizó unos dispositivos llamados espejos ustorios (del latín ustor,"quemador") para concentrar y dirigir los rayos del Sol hacia las embarcaciones romanas con el objetivo de incendiarlas. A lo largo de la historia se ha intentado verificar la viabilidad de esta hazana. Lo notable de esta historia es que desde la antigüedad se conocia el poder de la energia solar.

La energía solar es renovable porque se repone más rápido de lo que se consume, es decir, es una fuente de energia inagotable y gratuita. Esta energia llega a la Tierra en forma de ondas electromagnéticas generadas por el proceso de fusión atómica de cuatro núcleos de hidrógeno, que se combinan para formar un núcleo de helio. Este proceso libera una gran cantidad de energía que se manifi esta de dos formas: luz y calor. La luz solar se aprovecha a través del fenómeno fotoeléctrico, mientras que el calor se utiliza como energía termosolar.

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