1) O que se entende por
Energia?
Em qualquer atividade que fazemos utilizamos energia. Embora a Física
não tenha uma definição completa e definitiva para o conceito de energia, seus
diferentes tipos ou formas estão bem caracterizados e podem ser dimensionados.
A mais importante característica estudada são as suas transformações e efeitos
nos fenômenos físicos.
2) De que formas pode
manifestar-se a Energia?
A energia pode se manifestar das seguintes formas:
a)
Energia mecânica: divide-se em três tipos. A cinética está relacionada ao
movimento; a potencial gravitacional, à interação gravitacional; e a potencial
elástica, à deformação de materiais flexíveis.
b)
Energia térmica: está associada à vibração de átomos ou moléculas em uma
substância, ocasionando o aumento de temperatura.
c)
Energia elétrica: relaciona-se às cargas elétricas (prótons, elétrons ou íons)
estejam elas em repouso ou em movimento.
d)
Energia química: quando nos alimentamos, consumimos energia química do
alimentos para o funcionamento de nosso organismo. Um carro transforma a
energia química dos combustíveis em movimento, e os aparelhos eletrônicos
portáteis utilizam a energia química armazenada nas baterias.
e)
Energia nuclear: está associada à energia de ligação entre prótons e nêutrons,
partículas constituintes no núcleo do átomo.
f)
Entre outras como a energia luminosa, energia sonora, energia por aniquilação.
3) Como são verificado as
transformações da Energia?
Ao
analisar um fenômeno físico com base nas transformações de energia nela
ocorridas, utiliza-se a ideia de conservação, ou seja, a soma das quantidades
das diferentes formas de energia é constante em todos os momentos em que ocorre
o fenômeno.
4) Como se mede Energia?
A unidade de energia no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o joule (J), assim como a unidade de trabalho de uma força. Essa unidade foi em homenagem a James Prescott Joule, um físico britânico. Ele estudou a natureza do calor e descobriu as relações com o trabalho mecânico. Outra grandeza que também utiliza a mesma unidade de energia é o trabalho.
5) Do ponto de vista da Física, em que
consiste condições há realização de trabalho?
O esforço necessário para exercermos qualquer atividade pode ser denominado de trabalho. O trabalho de uma força aplicada em um corpo para movê-lo de um ponto a outro pode ser definido por:
Onde:
τ = trabalho;
F = força resultante;
d = distância percorrida;
6) Exemplo: Se você tocar em
uma batedeira, um liquidificador ou uma furadeira, todos em funcionamento,
verificará a que o motor elétrico se aquece. Como ele não estava quente antes
de ser ligado, concluímos que houve uma transformação de energia elétrica em
energia térmica. Mas qual é a principal transformação de energia que ocorre no
motor elétrico?
No
motor elétrico a principal transformação que ocorre é de energia elétrica em
energia mecânica cinética (ou de movimento). A energia térmica manifestada é
uma energia dissipada, pois parte da energia elétrica também se transformou em
térmica, mas não favoreceu a principal função destes aparelhos.
7) Como é entendida a energia térmica?
Calor é a quantidade de energia térmica armazenada em um objeto.
O calor e a energia térmica são medidos em Joules (J).
É a energia cinética total e potencial de uma substância.
Até objetos frios têm energia térmica.
Quanto mais partículas um objeto tiver, mais energia térmica terá.
Quanto maior a massa, mais partículas, maior o total de energia
térmica.
8) Como é a ação da energia
térmica?
À medida que as partículas são aquecidas, elas ganham energia e vibram
mais.
Quando vibram, colidem e transferem energia para a próxima partícula.
Exemplos disso podem ser vistos se você deixar uma colher fria em uma
xícara quente de chá: a colher ficará quente.
Ou um ferro deixado no fogo: as panelas esquentam quando você cozinha
devido à condução.
Também um cubo de gelo derreterá na sua mão.
Atividades:
1) Relacione cada aparelho com
a principal transformação de energia ocorrida nele.
a) ventilador
b) rádio
c) televisão
d) torradeira
e) chuveiro elétrico
f) fogão a gás
(1) elétrica em sonora (2) elétrica em térmica
(3) química em térmica (4) elétrica em cinética
(5) elétrica em luminosa e
sonora
(6) elétrica em térmica
2) Sobre transformação de
energia, marque a afirmativa falsa:
(A) Um secador de cabelos possui um
ventilador que gira e um resistor que se aquece quando o aparelho é ligado.
Quando o aparelho está em funcionamento é transformada a energia elétrica em
cinética e térmica.
(B) Na queima do gás de cozinha, a energia
armazenada no combustível transforma-se em energia térmica.
(C) A energia sempre se conserva, pois ela se
transforma em uma coisa ou outra. Ao somarmos as quantidades de energia de cada
uma das formas em que a energia original se transformou, obteremos a mesma
quantidade inicial.
(D) Quando uma força aplicada em um objeto
produz um deslocamento capaz de transferir ou transformar energia, existem aí
condições produzidas por uma energia dissipada.
3) O conceito físico de
Trabalho:
(A) mede a quantidade de energia gerada por
uma máquina qualquer.
(B) não tem relação com a transferência de
energia ocorrida num dado fenômeno.
(C) está relacionada com a transformação da
energia que ocorre na operação de uma atividade
(D) está relacionado à variação de um tipo de
energia durante a operação de uma máquina.
4) Assinale a alternativa incorreta a respeito da energia
térmica:
(A) Se houver diferença de temperatura
entre objetos, o calor será transferido.
(B) As transferências de calor ocorrem de
um objeto mais quente para um objeto mais frio.
(C) Quanto menor a diferença de
temperatura, mais rápida é a transferência de calor.
(D) A transferência de calor será interrompida quando os dois objetos chegarem à mesma temperatura.
5) O único fator que não afetam a taxa de transferência de
energia térmica é:
(A) a área da superfície.
(B) a material.
(C) a radiação.
(D) o atrito entre os corpos.
6) Julgue cada afirmativa como
verdadeira (V) ou falsa (F):
a) À medida que as partículas
são aquecidas, elas ganham energia e vibram mais.
Quando vibram, colidem e transferem energia para a próxima partícula. ( )
b) O trabalho é a energia gasta por uma força para produzir um deslocamento. ( )
c) Máquinas térmicas são
dispositivos usados para converter energia mecânica em energia térmica com
consequente realização de trabalho. ( )
7) O calor recebido da fonte
quente e perdido para a fonte fria (energia dissipada) por um motor a diesel é de 1.000 cal. Porém,
sabe-se que esse motor realiza a cada ciclo um trabalho de 2.000 J. Sabendo-se
que o calor fornecido pela fonte quente é igual à soma do trabalho (τ)
realizado pela máquina com o calor
perdido para a fonte fria e que 1 caloria corresponde a uma energia de 4,18
joules, então o calor recebido da fonte quente produz uma energia total de:
(A) 4.000 J
(B) 2.000 J
(C) 6.180 J
(D) 3.000 J
8) Certa máquina térmica que opera em ciclos recebe, em cada ciclo, 250 cal da fonte quente e realiza um trabalho igual a 1.000 J. Qual o valor do calor perdido ou energia dissipada nesse sistema? (Use 1 cal = 4,18 J)
(A) 750 J
(B) 100 J
(C) 50 J
(D) 45 J
Aprofunde-se:
Energia Solar Fotovoltaica e Energia Solar Térmica: Entenda a Diferença
Tipos de energia solar
Quanto mais cresce a demanda energética da humanidade, mais é preciso pensar em novas formas de supri-la, gerando o mínimo de impactos
negativos possível.
De acordo com dados do governo do Brasil, a participação das hidrelétricas em nossa matriz, representa 60,4% e a solar apenas 1,6%.
Embora a energia hidrelétrica seja uma forma limpa de energia, ela ocupa e utiliza uma grande área, o que muitas vezes causa desmatamentos e ainda está sujeita a fatores climáticos, como o nível dos rios.
A energia solar pode ser usada na produção de energia elétrica por meio de dois sistemas: energia solar fotovoltaica e energia solar térmica.
Atualmente a energia solar está muito difundida, por essa razão devemos ter conhecimento de tudo que essa alternativa a oferecer e entender o seu funcionamento.
O que é energia solar térmica
Antes da energia solar fotovoltaica, é importante ressaltar sobre a energia heliotérmica, que também gera energia elétrica por meio do Sol.
Pode ser chamada também de energia solar térmica concentrada ou internacionalmente conhecido como CSP (Concentrated Solar Power).
Os raios solares são captados por meio de espelhos, que concentram calor em um ponto (receptor).
É uma tecnologia de geração de energia elétrica renovável, que transforma irradiação solar em calor, e subsequentemente, este é convertido em energia elétrica.
Esse tipo de energia avançou significativamente no Brasil e se tornou uma ótima alternativa para suprir a crise energética e desenvolver
sistemas mais sustentáveis.
Como funciona a energia solar térmica?
Os raios solares são captados por meio de espelhos, que concentram calor em um ponto (receptor).
Em seguida a energia térmica é levada para um local com a presença de um líquido em elevada temperatura, e então, a água é transformada em vapor (evaporação).
Posteriormente, esse vapor movimenta turbinas, provoca o acionamento dos geradores, que produzem energia elétrica.
No Brasil, as regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste destacam-se na produção desse tipo de energia solar.
Atualmente, a torre Ashalim é a mais alta do mundo em um projeto de energia solar térmica.
Localizada nas areias do deserto do Negev, no sul de Israel, ela possui 250 metros de altura, semelhante a um prédio de 50 andares, é envolvida por 50.600 espelhos controlados por computadores e distribuídos por uma área de 3 km².
Dessa forma, a intensão é que no ano de 2020, 10% da energia do país, seja por meio de fontes renováveis.
Muito bom essa aula sua, gostei, foi muito bem planejada.
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