O documento discute vários tipos de energia, incluindo energia química, elétrica, nuclear, solar, térmica e potencial. Explica que a energia pode ser transferida entre sistemas e se manifestar de diferentes formas, como energia potencial quando armazenada e energia cinética quando associada a movimento. Também fornece fórmulas para calcular consumo de energia elétrica e calor específico.
1. Física 10ºA
≥ Patrícia Valente Nº21
≥ Pierre Simões Nº22
≥ Sofia Pinheiro Nº23
≥ Wilson Rodrigues Nº24
2. é
Em Física, considera-se que energia é a capaci-
dade para realizar trabalho. Esta poderá parecer uma
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 convertida
em 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 uma
substância, mas, sim, um conceito abstracto, que vamos
conhecer através das formas que pode assumir,
das suas transformações, de como pode
ser transferida e como se pode
manifestar.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. O 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:
7. 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.
8. Energia Elétrica
O 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.
9. Energia Elétrica
Como 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).
10. O 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)
11. Energia Solar
O 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.
12. Energia Térmica
O 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.
13. 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.
14. 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).
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. 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.
19. 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..
20. Energia Cinética
A 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.