Energia

Não tem peso nem cor... ...nem cheiro!

Mas pagamos por ela!

Não podemos vê-la Não podemos vê-la

directamente...

... Mas podemos percebê-la nas

mudanças e transformações por

ela produzidas.

� …é uma propriedade de todos os corpos.

� …manifesta-se de diferentes modos.

� …detecta-se pelos efeitos que provoca.

A energia está envolvida

em todas as acções que em todas as acções que

ocorrem no Universo.

A Energia pode assumir diversas

formas:

Energia Radiante ou

Luminosa

Energia Mecânica•Potencial Gravitacional

•Cinética

Energia elástica

ou Luminosa

Energia Química

Energia

Eléctrica

Energia NuclearEnergia Eólica

As diferentes designações atribuídas à energia correspondem apenas a duas formas fundamentais de energiaduas formas fundamentais de energiaduas formas fundamentais de energiaduas formas fundamentais de energia:

ü Energia cinéticaEnergia cinéticaEnergia cinéticaEnergia cinética que está associada ao movimento.

Esta é a energia que associamos ao vento, à água em Esta é a energia que associamos ao vento, à água em movimento, à corrente eléctrica no circuito, ao som e à agitação das partículas do ar junto de um aquecedor.

ü Energia potencialEnergia potencialEnergia potencialEnergia potencial que corresponde à energia armazenada em condições de poder ser utilizada.

Esta é a energia acumulada numa bateria, nos alimentos e nos combustíveis.

O automóvel em movimento, a criança que corre e a pedra a rolar têm energia cinética.

Qualquer corpo em movimento possui energia cinética!

Energia potencialEnergia potencial

O alpinista possui energia armazenada pelo facto de estar a ser atraído pela Terra. Essa energia que não se está a manifestar mas que pode vir a manifestar-se se cair, designa-se por energia potencial gravítica.

Energia potencialEnergia potencial

O boneco dentro da caixa tem energia armazenada. Esta energia manifesta-se quando o boneco salta e designa-se por energia potencial elástica.

Energia potencialEnergia potencial

A mistura explosiva possui energia, mesmo antes de explodir. Esta energia está relacionada com as forças de ligação entre as partículas que constituem as substâncias e designa-se por energia potencial química.

Se duas pedras, com a mesma massa, forem atiradas contra uma parede com velocidades diferentes, qual provocará mais danos?

A pedra que provoca maior estrago é a que possui maior velocidade porque tem uma energia cinética maior.

Se duas pedras, de massas diferentes, forem atiradas contra uma parede com a mesma velocidade, qual provocará maior estrago?

A pedra que provoca maior estrago é a que possui maior massa porque tem uma energia cinética maior.

Se deixarmos cair uma pedra, em qual dos três níveis vai causar maior estrago?

A pedra produz mais estragos quando cai do nível 3 porque como cai de uma altura maior tem uma energia potencial gravítica maior.

Se deixarmos cair duas pedras de massas diferentes mas da mesma altura, qual vai causar maior estrago?

A pedra de maior massa produz mais estragos porque tem uma energia potencial gravítica maior.

Energia cinética e energia potencialEnergia cinética e energia potencial

ü A energia cinética depende da massa e da velocidade.

Maior massa

Maior velocidade

Maior energia cinética

ü A energia potencial gravítica depende da massa e da altura.ü A energia potencial gravítica depende da massa e da altura.

Maior massa

Maior altura

Maior energia potencial gravítica

ü A energia potencial elástica depende da deformação.

Maior deformação Maior energia potencial elástica

v Por fontes de energia primária entende-se aquelas fontesdotadas pela natureza na sua forma directa, como o petróleo, gásnatural, carvão mineral, energia hidráulica e lenha.

É habitual classificar as fontes de energia primárias em:É habitual classificar as fontes de energia primárias em:

v Fontes de energia renováveis, quando estão em contínuarenovação, podendo ser utilizadas constantemente.

v Fontes de energia não-renováveis, quando demoram centenas demilhar de anos para se reporem considerando-se, por isso,limitadas.

v A electricidade, o gás butano, a gasolina e o gasóleo sãoexemplos de fontes secundárias de energia, porque são obtidas apartir de outras que ocorrem na Natureza.v A electricidade é uma fonte secundária de energia pois éproduzida recorrendo à água, ao carvão, ao urânio, ao vento e aoproduzida recorrendo à água, ao carvão, ao urânio, ao vento e aoSol.v Os combustíveis – gás butano, gasolina e gasóleo também sãofontes de energia secundária pois provêm do petróleo bruto.

Transferência e transformação de energia

Sistemas físicosSistemas físicos

Um sistema físico é uma porção do universo que escolhemos para analisar e estudar.

O que é um sistema físico?

Fronteira

Exterior

Sistema

O sistema em estudo é a água a ser aquecida:

- Fonte de energia – álcool em combustão

- Receptor de energia - água

As fontes de energia fornecem energia aos receptores de energia.

Sempre que a energia passa de um sistema para outro diz-se que ocorre uma transferência de energia:

Fonte ReceptorFonte Receptor

Aqui a energia passou do álcool em combustão para a água.

- Fonte de energia – pilha- Fonte de energia –

- Receptor de energia –

pilha

lâmpada

Unidade SI de energiaUnidade SI de energia

A unidade SI de energia chama-se Joule, símbolo J, em homenagem ao físico inglês James Prescott Joule.

Outras unidades de energiaOutras unidades de energia

Quando queremos falar de energia eléctricautilizamos a unidade quilowatt-hora, kWh.

A quantos joules corresponde 1 quilowatt-hora?

1 kWh = 1 kW x 1 h

1 kWh = 1000 W x 3600 s

1 kWh = 3 600 000 J

Outras unidades de energiaOutras unidades de energiaQuando queremos falar em valores energéticos de alimentos utilizamos a caloria.

Sobremesa Quantidade Caloria

Gelado 2 bolas 199 cal

Gelatina dose individual 97 cal

Leite Creme dose individual 140 cal

Mousse Chocolate dose individual 193 cal

A caloria relaciona-se com o Joule da seguinte forma:

1 cal = 4,18 J

1 kcal = 4 180 J

1 kcal = 4,18 kJ

Mousse Chocolate dose individual 193 cal

Pudim Flan dose individual 142 cal

Salada de Frutas dose individual 98 cal

Tarte de Maçã fatia média 112 cal

Exemplo 1:

Energia utilizada para o movimento

Será que alguma energia se perde ao ser Será que alguma energia se perde ao ser transferida de um sistema para outro?transferida de um sistema para outro?

Energia armazenada no motor

Energia dissipada no aquecimento das peças do motor, etc.

Energia utilizada para aquecer o ambiente

Energia armazenad

Exemplo 2:

Energia dissipada sob a forma de luz

Energia dissipada pela chaminé

armazenada na lenha

Num diagrama de energia devemos representar a:

ü Energia útil que é a energia que durante a transferência é realmente utilizada.

ü Energia dissipada que é a energia que durante a transferência é “perdida”.transferência é “perdida”.

Energia fornecida

Energia dissipada

Energia útil

Sistema

Podemos concluir que numa transferência de energia:

fornecida útil dissipadaE E E= +

Esta expressão traduz o Princípio da Conservação de Esta expressão traduz o Princípio da Conservação de Energia:

“a quantidade de energia que temos no final de um processo é sempre igual à quantidade de energia que temos no início desse mesmo processo”.

Ou seja, a energia não se cria nem se destrói; apenas se transfere. A energia total do Universo é sempre constante.

Completa o diagrama de energia para uma lâmpada de incandescência em funcionamento:

Energia dissipada sob a forma de calor

Energia eléctrica

Se fornecermos ao sistema 50 J de energia e se a lâmpada tiver uma perda de 15 J, qual será o valor da energia útil?

Energia radiante

A energia pode sofrer transformações, mudando de forma.

ü A energia, que é só uma, pode ser qualificada de acordo com os efeitos que produz, com os fenómenos a que está associada ou de acordo com a fonte de onde provém.

ü Na Natureza há apenas duas formas de energia:

Energia cinética – que está associada ao movimento

Energia potencial – que esta armazenada em condições de poder vir a ser utilizada.

ü A energia pode transferir-se de fontes para receptores.

ü Um sistema físico é uma porção do universo que escolhemos para analisar ou estudar.

ü Qualquer fonte ou receptor de energia pode ser considerado um sistema físico.

üA unidade SI de energia é o Joule, J.

üO quilowatt-hora, kWh, e a caloria, cal, são unidades práticas de energia.

Quando ocorre uma transferência de energia, nem toda a

fornecida útil dissipadaE E E= +

ü Quando ocorre uma transferência de energia, nem toda a energia recebida é aproveitada para o que pretendemos: alguma energia degrada-se.

ü Princípio da conservação de energia: sempre que ocorre uma transferência de energia, a quantidade de energia total do Universo não se altera: é a mesma antes e depois da transferência.