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28-02-2015
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Sumário
Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao Utilizador
Situação energética mundial e degradação da energia
• Fontes de energia. Impacte ambiental.
• Transferências e transformações de energia.
• Degradação de energia. Rendimento.
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Nestas situações associa-se energia à saúde ou à atividade que estamos a praticar.
Vou dormir para recuperar
energia para amanhã!
Não me sinto bem! Estou
sem energia…
Módulo Inicial
Energia está em tudo que nos rodeia!
Das Fontes de Energia ao Utilizador
Hoje estou cheia de energia. Ninguém
me ganha!!
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Diariamente, ouvimos ou lemos frases como:
Estes cereais dão muita energia.
Em frases como estas, a palavra energia é utilizada como sinónimo de fonte de energia.
Módulo Inicial
Energia está em tudo que nos rodeia!
Das Fontes de Energia ao Utilizador
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Módulo Inicial
Das Fontes de Energia ao Utilizador
O ser humano, tal como os outros seres vivos, necessitam de energia para viver.
O desenvolvimento das sociedades modernas assenta num enorme consumo de
energia para atividades industriais e comerciais.
Na figura seguinte, comparam-se os consumos energéticos em Portugal, em
percentagem, por sector de atividade, em 1990 e em 2004. Embora em percentagem os
consumos possam ter baixado em alguns sectores, os consumos absolutos de energia
têm aumentado constantemente em todos os países.
Consumos de energia
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Das Fontes de Energia ao Utilizador
Fontes de energia primárias – são todos os tipos de energia que provêm de fontes
naturais e que podem ser diretamente utilizáveis.
Por exemplo: Sol, carvão, petróleo bruto, gás natural, energia eólica, energia hidráulica,
energia nuclear e energia geotérmica.
Fontes de energia
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Das Fontes de Energia ao Utilizador
Fontes de energia
Fontes de energia secundárias – quando nos referimos à energia que não
provém diretamente das fontes primárias, mas sim da transformação da
energia proveniente dessas fontes primárias.
Por exemplo: gasolina, gasóleo, lenhite, petróleo de iluminação, gases provenientes
de destilações, altos-fornos ou refinarias, eletricidade proveniente de centrais
hidroelétricas, termoelétricas e nucleares.
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Resumo: Fontes primárias/Fontes secundárias/Utilizador final
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Fontes de energia renováveis – são aquelas que se
renovam continuamente na Natureza, sendo, por isso
inesgotáveis.
Fontes de energia não renováveis – são aquelas cujas
reservas se esgotam, pois o seu processo de formação
é muito lento comparado com o ritmo de consumo
que o ser humano faz delas.
As fontes de energia primárias podem ser:
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Sol
Esta energia pode ser utilizada para produzir:
Calor através de coletores solares.
Eletricidade através de painéis fotovoltaicos.
Fontes de energia renováveis
Vento
Esta energia pode ser utilizada para produzir eletricidade
através de aerogeradores.
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Água
A energia da água pode ser aproveitada recorrendo aos
modernos recursos da ciência e tecnologia.
Por isso constroem-se barragens hidroelétricas para
produzir eletricidade.
Fontes de energia renováveis
Biomassa
A biomassa consiste no aproveitamento da energia
acumulada nos combustíveis tradicionais (lenha) e
em algumas plantas com elevado teor energético
(milho, cana-de-açúcar, …).
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Geiseres e fumarolas
O calor proveniente do interior da Terra pode ser aproveitado.
A água de uma jazida geotérmica pode ser recuperada sob a
forma de calor e ser aproveitada para produzir eletricidade.
Fontes de energia renováveis
Marés
O aproveitamento desta energia pode ser feito através de
centrais elétricas que funcionam por ação da água das
marés.
É necessário uma diferença de 5 m entre a maré alta e a
maré baixa para que este aproveitamento se torne
rentável.
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Fontes de energia não renováveis
Estas fontes de energia não renováveis são combustíveis fósseis.
Parte da eletricidade que utilizamos provém destes combustíveis e é produzida em
centrais térmicas.
O calor que se liberta durante a queima destes combustíveis pode ser utilizado para
mover as turbinas das centrais e produzir eletricidade que chega às nossas casas através
dos cabos de alta tensão.
Gás natural Petróleo bruto Carvão
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Fontes de energia não renováveis
Também se pode produzir energia elétrica nas centrais nucleares.
Nestas centrais a fonte de energia é normalmente o urânio – 235.
Urânio
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Formas de energia
De acordo com os efeitos que a energia produz, ou conforme os fenómenos a que está
associada, atribuímos-lhes diferentes qualificações:
Energia solar – é a energia que está
associada à radiação solar.
Energia luminosa – é a energia que
está associada à radiação solar, à luz de
uma lâmpada ou de uma vela.
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Formas de energia
Energia hídrica – é a energia
que está associada à água
armazenada numa
barragem.
Energia das ondas
ou das marés – é a energia que
está associada às ondas do
mar ou à subida e descida das
marés.
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Formas de energia
Energia geotérmica – é a energia que está associada ao calor
proveniente do interior da Terra.
Energia eólica – é a energia que está associada
ao vento.
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Formas de energia
Energia elétrica – é a energia que
está associada à corrente elétrica.
Energia sonora – é a energia que está associada
às ondas sonoras.
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Formas de energia
Energia química – é a energia que está associada ao
carvão, petróleo, alimentos, medicamentos.
Energia térmica – é a energia que está associada às variações
de temperatura de um corpo.
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O que são energias limpas?
Consideram-se energias limpas as que são renováveis e alternativas.
Energia renovável – se se refere a energia produzida através de fontes que se
renovam continuamente, fontes inesgotáveis. (Já referido anteriormente)
Energia alternativa – se se refere a fontes de energia não convencionais.
Hoje as energias renováveis e alternativas deixaram de ser uma promessa e
transformaram-se numa realidade.
Portugal possui já um grande potencial de energia renovável e alternativa.
As fontes de energia limpa tendem a apresentar menor impacte ambiental.
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Impacte ambiental
Energias renováveis
Energia solar:
Energia limpa.
Ao instalar uma central fotovoltaica altera-se a paisagem existente e o equilíbrio
natural.
Energia eólica:
Energia limpa.
Os parques eólicos alteram a paisagem.
Se for colocado em rotas migratórias pode provocar a morte de muitas aves.
Nas suas vizinhanças o nível de ruído é elevado.
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Impacte ambiental
Energias renováveis
Energia hídrica:
Energia limpa.
As centrais hidroelétricas (barragens) provocam inundações alterando o equilíbrio
dos ecossistemas.
Energia biomassa:
Energia limpa.
A produção de eletricidade através da combustão liberta gases nocivos e partículas
para a atmosfera, contribuindo para o aquecimento global.
Energia geotérmica:
Energia limpa.
A libertação de vapor a alta pressão provoca poluição sonora e a libertação de calor
altera o ecossistema em redor.
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Impacte ambiental
Energias não renováveis
Energia nuclear:
Energia poluente.
Em caso de acidente liberta-se radioatividade que é prejudicial a qualquer organismo,
permanecendo no meio durante muito tempo.
Energia dos combustíveis fósseis:
Energia poluente.
Alteram os habitats naturais onde se efetuam as extrações.
A queima dos combustíveis liberta para a atmosfera gases poluentes.
A exploração dos combustíveis fósseis conduz ao seu esgotamento uma vez que as
reservas são cada vez menores.
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Transferências e transformações de energia
As manifestações de energia podem ser muito diversas.
É essencial ao ser humano e para ser de fácil acesso, a energia necessita de ser
transferida.
Depois de transferida da fonte para o recetor, é transformada noutro tipo de energia, de
modo a poder ser utilizada de forma útil.
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Degradação de energia
Sempre que a energia se transfere entre sistemas ou se transforma dentro do
mesmo sistema, o que acontece em todos os processos reais, perde qualidade.
Assim, a energia que é fornecida a uma máquina não é utilizada na sua totalidade – há
uma parte que é utilizada e outra que é dissipada.
Este fenómeno denomina-se degradação de energia.
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Rendimento
Em qualquer processo de transferência ou de transformação de energia ocorre a sua
degradação, logo, o rendimento de qualquer destes processos é sempre inferior a
100% (η < 100%).
Define-se rendimento como o quociente entre a energia útil a energia total fornecida.
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Exemplo 1
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Exemplo 2
Resposta:
Exemplo 3
a) Efornecida = 2500 J b) Edissipada = 1500 J
Resposta:
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Exemplo 4
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Exemplo 5
Resposta: B, C, E
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Conclusão
A energia manifesta-se à nossa volta e nas atividades que desenvolvemos de muitas
formas: nada acontece sem energia. A energia faz parte do Universo que nos rodeia.
As fontes de energia podem ser renováveis ou não renováveis conforme o tempo
que leva a repor-se a energia que delas vai sendo utilizada.
O século XX recorreu essencialmente a energias
poluentes ou sujas, como o petróleo, gás natural ou
carvão. O século XXI irá abrir as portas às energias
limpas, que além de não serem poluentes (poderá haver
uma ou outra exceção) são inesgotáveis.
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Módulo Inicial
Das Fontes de Energia ao Utilizador
Conclusão
O Sol é a principal fonte de energia renovável e é a origem de toda a energia que
consumimos na Terra.
A energia manifesta-se de diferentes modos, sendo detetada pelos efeitos que
produz.
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.
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TPC
• Exercícios que ficarem por fazer da APSA I.1.
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