Energia

Física 10ºA

≥ Patrícia Valente Nº21

≥ Pierre Simões Nº22

≥ Sofia Pinheiro Nº23

≥ Wilson Rodrigues Nº24

A energia não se cria nem se destrói, apenas

se transforma, da qual o homem pode

aproveitar e extrair da natureza e sem a qual

não consegue viver.

O que é a energia? Em Física, considera-se que energia é a

capaci- dade para realizar trabalho. Esta poderá parecer uma

 das suas transformações, de como pode ser transferida e como se pode

manifestar.

definição muito lógica e aceitável, mas tem as suas limi- tações. Por um lado, a energia pode ser transferida de um

sistema para outro sem que haja trabalho realizado; por outro lado, a energia armazenada pode não ser totalmente convertidaem trabalho. Consequentemente, nem sempre se pode medir correctamente a capacidade para realizar trabalho. Não vamos procurar apresentar uma definição definitiva do conceito de energia. O que podemos dizer é

que a energia não é umasubstância, mas, sim, um conceito abstracto, que vamos conhecer através das formas que pode

assumir,

Tipos de energia

A energia é uma característica dos sistemas físicos, considerando que um sistema

físico é qualquer parte do Universo que se pretenda estudar. Qualquer sistema tem limites, que se designam por fronteiras, o

seu interior e o respectivo exterior.Nem todos os sistemas são iguais, de acordo com as características das suas fronteiras:

sistemas isolados, abertos e fechados.

Tipos de energia - continuação

Todos os sistemas armazenam energia, como, por exemplo, os combustíveis e os alimentos. Esta energia pode ser libertada ou para um motor ou para os músculos do corpo. Aliás,

qualquer sistema que armazena energia pode transferi-la para outro sistema, desde que ocorra uma interacção entre os dois. A um

sistema que fornece energia chama-se fonte de energia e de um sistema que recebe energia

diz-se que é um receptor de energia.Por exemplo, na interacção entre o Sol e a

Terra, esta recebe energia proveniente do Sol, isto é, a Terra é o receptor e o Sol é a fonte.

Tipos de energia - continuação

A energia pode manifestar-se de muitas formas diferentes, porém, todas elas se podem classificar num dos seguintes

dois tipos:energia potencial, quando se encontra armazenada nos

corpos e energia cinética sempre que se encontra associada a algum tipo de movimento.

 Pode-se concluir por via experimental que:

• a energia potencial é directamente proporcional à massa e à altura a que se encontra o corpo, e que

• a energia cinética é directamente proporcional à massa do corpo e ao quadrado da sua velocidade.

Nas diferentes formas de energia temos : a química, elétrica, nuclear, solar, térmica..das quais iremos falar.

Energia QuímicaO que é?

A energia química é a energia potencial das ligações químicas entre os átomos. A sua libertação é percebida, por exemplo, na pilha conforme abaixo:

A energia libertada pelas reações químicas que ocorrem nos diversos órgãos (estômago, intestinos, fígado, músculos, sangue, etc.) é convertida em ações ou movimentos (andar, correr, etc.). Nesses casos, a energia química é convertida em energia cinética.Quando suamos, estamos eliminando o excesso de energia recebida pelo nosso corpo (exposição ao Sol, por exemplo) ou gerado por uma taxa anormal de reações químicas dentro dele, para que sua temperatura permaneça em um valor constante de 36,5 °C. Esse calor é o resultado da transformação da energia química em energia térmica.

Energia ElétricaO que é?

É a energia gerada pela movimentação de eletrões devido à presença de um campo elétrico, sendo que este pode ter sido gerado pela presença de um campo magnético.

Energia ElétricaComo se calcula?

O consumo de energia elétrica depende da potência e do tempo. Assim, para calcular o consumo mensal de energia elétrica de um aparelho, em quilowatt-hora, precisamos saber:A potência elétrica (Pot) do aparelho, medida em quilowatt (kW);O tempo de uso mensal do aparelho, medido em horas (h).Na física, potência é a quantidade de energia transformada em um certo intervalo de tempo. Onde: E = energia transformada Δt = intervalo de tempo considerado. No Sistema Internacional de unidades a energia é medida em joules (símbolo: J), o tempo é medido em segundos (s) e a potência é medida em joules por segundo (J/s). Essa unidade derivada, é então denominada “watt” (W).

Energia

NuclearO que é?Este tipo de energia é obtido a partir da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, liberando uma grande quantidade de energia. As usinas nucleares aproveitam esta energia para gerar eletricidade.(Esquema do reator de uma Usina Nuclear)

Energia SolarO que é?

A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fotões incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de eletrões, gerando corrente elétrica.

Energia TérmicaO que é?

Calor (ou energia térmica) é a modalidade de energia que migra sempre do corpo com maior temperatura para o

corpo com menor temperatura. Atingido o equilíbrio térmico entre os corpos, cessa-se a migração de energia térmica entre eles, visto que calor é energia em trânsito

entre corpos com diferentes temperaturas.

Como se calcula? O calor específico é definido da seguinte maneira: quanto maior o calor necessário para aquecer 1 grama de um material, de 1 °C, tanto maior será seu calor específico ou, matematicamente: Calor = massa x calor específico x

diferença de temperaturas = mcΔt .Na expressão matemática, o calor Q é normalmente expresso em

calorias, a massa m em gramas e a temperatura t em graus Celsius.

Energia Potencial É a energia que um objeto possui em virtude da

posição relativa que se encontra dentro do sistema. Um martelo levantado, uma mola comprimida ou esticada, um arco tencionado de um atirador, todos possuem energia potencial. Esta energia está pronta para ser transformada em outras formas de energia e será transformada, mediante a realização de trabalho, tão logo a configuração espacial do sistema que contém a energia potencial, faça com que mude: quando o martelo cair, pregar um prego; a mola quando soltar fará andar os ponteiros de um relógio; o arco disparará uma flecha.

Assim que ocorrer algum movimento, a energia potencial da fonte diminui, enquanto se transforma nos casos citados em energia de movimento. Ao contrário, levantar o martelo, comprimir a mola e esticar o arco são processos onde a energia cinética transforma-se em energia potencial.

Energia potencial elástica

Se considerarmos que uma mola apresenta comportamento ideal, ou seja, que toda energia que ela recebe para se deformar ela realmente armazena, podemos escrever que a energia potencial acumulada nessa mola vale: Nessa equação, "x" representa a deformação (contração) sofrida pela mola, e "K" chamada de constante elástica, de certa forma, mede a dificuldade para se conseguir deformá-la. Molas frágeis, que se esticam ou comprimem facilmente, possuem pequena constante elástica. Já molas bastante duras, como as usadas na suspensão de um automóvel, possuem essa constante com valor elevado. Pela equação de energia potencial elástica, podemos notar algo que nossa experiência diária confirma:

quanto maior a deformação que se quer

causar em uma mola e quanto maior a dificuldade

para se deformá-la (K), maior a quantidade de

energia que deve ser fornecida a ela (e

consequentemente maior a quantidade de energia

potencial elástica que essa mola armazenará).

Observa os exemplos representados nas figuras.

A energia potencial química que o homem possui devido aos alimentos que ingeriu, é transferida para o automóvel, colocando-o em movimento, isto é, transforma-se em energia cinética.

Considerando o conjunto homem/automóvel, pode dizer-se que a fonte de energia é o homem e que o receptor é o automóvel.

A energia potencial química transforma-se em energia

cinética.

A energia potencial eléctrica fornecida pela rede eléctrica através da tomada é transferida para o motor do berbequim, transformando-se em energia cinética, ao fazer rodar a broca.A fonte de energia é a tomada eléctrica da rede e o receptor é o motor do berbequim.

A energia potencial eléctrica transforma-se em energia cinética.

A energia potencial química armazenada nas peças do fogo de artifício transforma-se em diversos tipos de energia: em energia cinética (os foguetes deslocam-se), em energia sonora (ouvem-se os estralejos dos foguetes) e, ainda, em energia radiante (podem observar-se os efeitos luminosos dos foguetes).

A energia potencial química transforma-se em energia cinética, sonora e radiante.

A energia potencial gravítica da água armazenada na albufeira de uma barragem hidroeléctrica transforma-se em energia eléctrica (que é fornecida pela rede eléctrica) e em energia cinética (que se manifesta pelo movimento da água depois de ultrapassar a barragem).

A energia potencial gravítica transforma-se em energia eléctrica e cinética.

A energia potencial elástica (que resulta da tensão a que o arco está submetido devido à deformação que lhe é provocada pelo atirador) transforma-se em energia cinética (a seta desloca-se a grande velocidade). A energia potencial elástica transforma-se em energia cinética..

Energia CinéticaA energia cinética é a energia mecânica de um corpo e

para o trabalho ou as mudanças que um organismo pode produzir, devido ao seu movimento, ou seja, todos os corpos em movimento têm energia cinética, quando em repouso, não possuem energia cinética. Essa capacidade de fazer mudanças, tomar posse dos corpos em movimento, deve-se principalmente a dois fatores: massa corporal e velocidade. Um corpo que tem uma grande massa pode produzir grandes efeitos e transformações devido ao seu movimento. Para determinar a energia cinética leva em conta apenas a massa e a velocidade de um objeto, independentemente de como se originou o movimento.