Físico - Química
1- Energia
A energia pode manifestar-se de formas diferentes, transforma-se de umas formas noutras e transferir-se de uns sistemas para outros.
O que é um sistema?
Sistema é uma parte do Universo que é objeto de estudo num dado momento, podendo classificar-se como:
Fontes de energia
Quando os corpos ou sistemas interatuam entre si, ocorrem transferências de energia de uns para outros.
O corpo ou sistema que fornece a energia armazenada para outro corpo ou para o exterior chama-se fonte. O corpo ou sistema que recebe energia chama-se recetor.
Fontes primárias- provêm diretamente da Natureza
Fontes secundárias- obtém-se de outras fontes de energia.
O Sol é a fonte primária de energia: é um recurso inesgotável que é aproveitado nas mais variadas situações do dia a dia.
Além do Sol existem outra fontes de energia que não se esgotam e, por isso, estão sempre ao dispor do Homem para serem utilizadas. Designam-se por energias renováveis.
Energia geotérmica
Energia que provém do interior da Terra.
Energia hídrica
Energia associada ao movimento da água.
Energia das marés
Energia associada às ondas e marés.
Energia eólica
Energia associada ao vento.
Energia solar
Energia associada ao Sol.
Energia da biomassa
Energia que resulta da degradação dos detritos orgânicos.
Para além destas, existem outras fontes de energia primárias que se podem esgotar no tempo se a sua utilização não for feita de forma racional- energias não renováveis. O carvão, o petróleo e o gás natural são designados por combustíveis fósseis, pois demoram milhões de anos a formar-se no interior da Terra. Existem ainda os combustíveis nucleares.
Formas fundamentais de energia
Existem duas formas fundamentais de energia: energia cinética e energia potencial.
Energia cinética
É aquela que está associada ao movimento dos corpos. O valor de energia cinética de cada corpo depende da sua massa e da velocidade a que se desloca. De dois corpos com a mesma massa, tem maior valor de energia cinética aquele que possuir maior de velocidade.
Energia potencial
É aquela que se mantém armazenada, de forma a ser utilizada sempre que necessário.
A energia potencial pode manifestar-se de três modos:
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Energia potencial gravítica- energia que um corpo possui quando se encontra a uma certa altura do solo: depende da massa do solo, da interação gravítica do corpo com o planeta em que se encontra e da altura a que o corpo se encontra do solo.
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Energia potencial química- energia armazenada nos alimentos e nos combustíveis.
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Energia potencial elástica- energia armazenada nos corpos com propriedades elásticas. Numa mola elástica essa energia depende da capacidade que ela tem de se comprimir ou de se alongar.
Manifestações de energia
A energia é muitas vezes evidenciada pela maneira como se manifesta, destacando-se, de seguida, algumas das mais importantes e que ocorrem em situações do dia a dia:
Energia potencial química
Associada aos combustíveis, alimentos, medicamentos...
Energia térmica
Associada a variações de temperatura.
Energia radiante
Associada à radiação do Sol e objetos quentes.
Energia sonora
Associada a ondas sonoras.
Energia elétrica
Associada à corrente elétrica.
Energia luminosa
Associada aos corpos que emitam luz.
Processos de transferência de energia
Existem três processos de transferência de energia sob a forma de calor: condução, convecção e radiação.
Condução- é a transferência de energia feita de partícula a partícula, sob a forma de calor, nos corpos sólidos. Este processo de transferência de energia não ocorre em todos os materiais de igual modo. Existem materiais que permitem a rápida transferência de energia de um sistema para o outro: são os bons condutores térmicos, como, por exemplo, os metais. Outros materiais dificultam a transferência de energia entre sistemas e designam-se por maus condutores térmicos, como a madeira. A qualidade de um material pode ser avaliada através de uma grandeza designada condutividade térmica, que mede a facilidade/dificuldade com que se dá a transferência de energia por condução.
Convecção- é a transferência de energia que ocorre nos fluídos (líquidos e gases). A transferência de energia é devida ao deslocamento da matéria, de zonas mais quentes para zonas mais frias, originando as correntes de convecção (movimentos ascendentes e descendentes dos fluídos).
Radiação- é a transferência de energia sob a forma de calor, mas sem necessitar de um meio material.
Transformações de energia
Quando a energia se transfere de um sistema para o outro pode haver transformações de energia associadas. No entanto, na maioria dos sistemas elétricos, há perdas de energia porque as transformações são acompanhadas da libertação de calor- é a energia dissipada.
À energia que é efetivamente usada na transformação chama-se energia útil.
Estas energias associadas ao mesmo sistema relacionam-se entre si:
Energia fornecida = Energia útil + Energia dissipada
Cada forma de energia é obtida a partir de outras e vai transformar-se noutras.
A energia não é criada nem destruída, apenas se transfere e se transforma- Lei da Conservação da Energia.
Rendimento
O rendimento de uma máquina vem expresso em percentagem e é calculado pelo quociente entre a energia útil e a energia fornecida.
