Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

1

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

Fontes de energia

Não Renováveis

nucleares Asseguram 90% do consumo

energético mundial

Renováveis Fonte

Solar Sol

maremotriz Ondas e marés

eólica vento

hidráulica água

biomassa Lenha, resíduos industriais, gases resultantes da fermentação de resíduos animais e vegetais

geotérmica Fumarolas e géiseres

carvão

petróleo

Gás natural

Combustíveis

fósseis

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

2

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

1.2. Transferências e transformações de energia. Rendimento

Receptor

(transformação) Fonte

Transferência

Energia

Energia útil

Energia dissipada

€

η =Eútil

Etotal

×100

Num processo que envolva transferências e transformações de energia o rendimento é sempre inferior a 100%

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

3

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

2. Conservação da energia

2.1. Lei de Conservação de Energia

Sistema

Sistema: corpo ou parte do Universo que é objecto de estudo,

perfeitamente limitado por uma fronteira

fronteira: superfície real ou imaginária, bem definida que separa o

sistema das suas vizinhanças

Vizinhança: corpos ou parte do Universo que envolve o sistema e

com o qual pode interagir

aberto

fechado

isolado

Num sistema isolado, qualquer que seja o processo, a energia total permanece constante.

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

4

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

2.2. Energia mecânica, energia interna e temperatura

A energia de um sistema designa-se por energia mecânica

A nível macroscópico... 12 g de carbono num vidro de relógio

32 g de oxigénio num balão

44 g de dióxido de carbono num balão

Em= Ec + Ep

Associada ao movimento

Armazenada no sistema, associada à interacção com outros sistemas

Entre corpos electrizados

Entre corpos elásticos quando deformados

Ep eléctrica

Ep elástica

Ep gravítica Entre corpos devido à sua massa

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

5

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

2.2. Energia mecânica, energia interna e temperatura

Uma arma dispara projécteis de massa 12,0 g com uma velocidade de saída da arma de

módulo 640 m/s.

Exercício

a) Calcule a energia mecânica da bala à saída da arma, considerando o nível de

disparo a origem do referencial. R: Em= 2458 J

b) Se a bala for disparada na vertical e considerando a resistência do ar desprezável,

qual é a sua energia potencial no instante em que atinge a altura máxima? R: Em= 2458 J

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

6

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

2.2. Energia mecânica, energia interna e temperatura

A energia de um sistema designa-se por energia interna

Einterna= Ec + Ep

Associada ao

p e r m a n e n t e

m o v i m e n t o

das partículas

Resultante das interacções

e n t r e a s p a r t í c u l a s

constituintes do sistema

(átomos, moléculas e iões)

A nível microscópico...

Um átomo de C Uma molécula de O2 Uma molécula de CO2

função (massa, temperatura)

 Manifestação macroscópica da

agitação das partículas;

 A temperatura de um sistema

aumenta quando a Ec média das

suas partículas aumenta

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

7

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

2.2. Transferência de energia e potência

A transferência de energia entre sistemas pode ocorrer de diferentes

modos:

trabalho

calor

radiação Transferência de energia como trabalho

€

F

€

F

d W=F×d

Energia transferida para um corpo

•  Unidade SI trabalho: joule (J)

•  Unidade SI força: Newton(N)

•  Unidade SI deslocamento: metro (m)

Um joule, é o trabalho realizado por uma força de 1 N, num deslocamento de 1 m, na

direcção e sentido da força.

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

8

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

Transferência de energia como trabalho

W=UIΔt •  Unidade SI trabalho: joule (J)

•  Unidade SI U: volt(V)

•  Unidade SI intensidade de corrente: ampere (A)

As correntes eléctricas envolvem cargas eléctricas em movimento

O trabalho eléctrico realizado pelas forças eléctricas ( devido à presença de geradores,

fontes), mede a energia transferida pela corrente eléctrica.

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

9

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

Transferência de energia como calor

Q=mcΔT •  Unidade SI calor: joule (J)

•  Unidade SI massa (m): Kg

•  Unidade SI capacidade térmica mássica: J/(Kg.K)

A energia transferida de um corpo a temperatura mais alta para um corpo a temperatura

mais baixa designa-se calor.

Escola Secundária de Almeida Garrett

Física e Química A – 10º ano Unidade 1

10

Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia

Transferência de energia como radiação

•  Unidade SI potência: Watt (W)

Unidade prática energia: kWh

1 kWh= 103 Wh

1 MWh= 103 kWh=106 Wh

1 GWh= 106 kWh=109 Wh

1 TWh= 109 kWh=1012 Wh

A temperatura de um corpo pode aumentar quando sobre ele incide uma radiação

electromagnética, visível ou invisível, que pode propagar-se no vazio.

Potência

€

P =ΔEΔt