Fisica Unidade0 Situacao Energetica
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Situação energética mundial
Energia. O que é?
O termo “energia” é vulgarmente utilizado para exprimir força e intensidade ou para descrever, no sentido figurativo, relações de interação entre quantidades vagas ou abstratas.
Energia, em FísicaEnergia é um conceito de vasta aplicação em física.
• É uma grandeza física escalar que tradicionalmente se define
como a capacidade de corpos e sistemas para realizar um trabalho.
• A energia pode adotar diversas formas, podendo transformar-se de
uma noutra forma (transformação de energia), embora não se crie
nem se destrua (princípio da conservação da energia).
• A energia pode transferir-se (transferência de energia).
• A Unidade SI da energia é o joule (J).
• Outras unidades de energia: quilowatt-hora (kwh), caloria (cal),
eletrão-volt (eV), tonelada equivalente de petróleo (tep).
Conversão de unidades de energia para a unidade SI (J)
eV - Unidade de energia utilizada em física nuclear que corresponde à energia cinética adquirida por um eletrão sob uma diferença de potencial de um volt no vácuo.
Exercícios:
• 1 .Converte para joules: a) a energia eléctrica consumida numa casa
durante um ano, 12 × 103 kW h; b) a energia do primeiro estado excitado do
electrão no átomo de hidrogénio, 3,4 eV; c) a energia fornecida por 50 g de flocos de
cereais, 196 kcal.
O consumo de energia do lar médio português é de 4500 kWh/ano (2011) estando repartido, no seu uso final de acordo com o seguinte gráfico (Fonte: http://www.pordata.pt/Portugal/Ambiente):
• são os equipamentos de frio os responsáveis pela maior fatia do consumo numa casa (32%), seguido do aquecimento e da iluminação.
• A iluminação é responsável por 12% do consumo de eletricidade total da habitação, o que corresponde a uma emissão anual para a atmosfera de cerca de 450 Gg de CO2 equivalente (450.000.000.000 g).
Fontes de energia
O Sistema que fornece energia designa-se por fonte de energia e o Sistema que recebe energia é o recetor.
As fontes de energia:• devem satisfazer as necessidades energéticas da Humanidade;• não devem contribuir para o aumento da poluição ambiental.
Fontes de energia primárias (ou recursos energéticos):
- materiais aos quais se recorre para obtenção de energia (ocorrem na
natureza).
- o seu ritmo crescente de exploração levará a que se esgotem.
Fontes de energia Fontes de energia secundárias: objeto que transfere energia ou que
transforma energia num modo mais adequado à sua utilização.
Exemplo: gasolina.
Recursos Energéticos
Renováveis – recursos cujas reservas não se esgotam ou podem ser facilmente repostas.
Não Renováveis – recursos cujas reservas são esgotáveis, não havendo possibilidade da sua reposição nas condições normais (fósseis e minerais).
Recursos energéticos
Forma de energia renovável Fonte de energia
Energia solar Sol
Energia maremotriz Ondas e marés
Energia eólica Vento
Energia hidráulica Água
Energia de biomassa Lenha, resíduos industriais / sólidos urbanos, biogás (metano)
Energia geotérmica Fumarolas e géiseres
Fonte de energia não renovável
Combustíveis fósseis: Carvão, petróleo e gás natural.
Combustíveis nucleares: Urânio, plutónio.
Vantagens e desvantagens dos recursos - resumo
Recursos energéticos
Vantagens Desvantagens
Não renovável • Fáceis de utilizar• Elevada rentabilidade
• Reservas limitadas• Esgotáveis• Poluentes• Elevados custos de
distribuição / manutençãoRenováveis • Fácil captação
• Inesgotáveis• Baixos custos de
manutenção• Possibilidade de obtenção
em locais remotos
• Baixa rentabilidade / rentabilidade variável /produção variável
• Custo elevado na montagem da
infraestrutura• Alteração de paisagens e
condições climatéricas• Difícil armazenamento de
excedentes
Uso racional das fontes de energia
Os fatores que contribuem para o uso racional de energia serão:
• Redução do consumo, o que implica uma redução significativa
da poluição ambiental;
• Aproveitamento dos subprodutos;
• Reciclagem;
• Reutilização.
Degradação da energia
• As transformações de energia são sempre acompanhadas de uma transferência ou degradação de energia.
• Assim, a energia que é fornecida a uma máquina não é utilizada na sua totalidade – há uma parte que é utilizada para o fim que se pretende (energia útil) e outra que não é usada para esse fim (energia dissipada).
Energia fornecida Sistema Energia útil
Energia dissipada
Este fenómeno denomina-se degradação de energia.
Rendimento• Para saber se a energia que se aproveita é
muita ou pouca em relação à energia disponível, calcula-se o rendimento:
Assim, qualquer processo de transferência ou de transformação de energia tem um rendimento inferior a 100%.
Exercícios:
1. No transporte de energia elétrica há sempre perdas. Numa cidade são consumidos 100 GW h durante um ano mas, para efetuar esse abastecimento, foi necessário produzir 110 GW h. Calcule o rendimento do processo de transporte de energia elétrica.
2. Segundo dados da Eletricidade de Portugal, no ano 2000 perderam-se no transporte de energia elétrica 3700 GWh, tendo sido a produção de aproximadamente 40000 GWh.
a)Calcule o rendimento do processo de transporte da energia.