Energia

1. Energia Formas fundamentais de energia

2. Formas fundamentais de energia As diferentes designações atribuídas à energia correspondem apenas a duas formas fundamentais de energia: • Energia cinética que está associada ao movimento. 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. • Energia potencial que corresponde à energia armazenada em condições de poder ser utilizada. Esta é a energia acumulada numa bateria, nos alimentos e nos combustíveis.

3. Energia cinética O automóvel em movimento, a criança que corre e a pedra a rolar têm energia cinética. Qualquer corpo em movimento possui energia cinética!

4. Energia 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.

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

6. Energia 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.

7. A energia cinética depende de quê? Se duas pedras, com a mesma massa, forem atiradas contra uma parede com velocidades diferentes, qual provocará mais danos? A pedra que provoca maior estragoé a que possui maior velocidade porque tem uma energia cinética maior.

8. A energia cinética depende de quê? 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.

9. A energia potencial gravítica depende de quê? 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.

10. A energia potencial gravítica depende de quê? 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.

11. Energia cinética e energia potencial • A energia cinética depende da massa e da velocidade. Maior massa Maior energia cinética Maior velocidade • A energia potencial gravítica depende da massa e da altura. Maior massa Maior energia potencial gravítica Maior altura • A energiapotencial elástica depende da deformação. Maior deformação Maior energia potencial elástica

12. Energia Transferência de energia

13. Sistemas físicos O que é um sistema físico? Um sistema físico é uma porção do universo que escolhemos para analisar e estudar. Sistema Fronteira Sistema Exterior

14. Fonte, receptor e transferência de energia 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.

15. Fonte Receptor Fonte, receptor e transferência de energia Sempre que a energia passa de um sistema para outro diz-se que ocorre uma transferência de energia: Aqui a energia passou do álcool em combustão para a água.

16. Fonte, receptor e transferência de energia - Fonte de energia – - Receptor de energia – pilha lâmpada

17. Unidade SI de energia Potência Energia A energia que é cedida ou recebida em cada unidade de tempo chama-se potência:

18. Unidade SI de energia A unidade SI de energia chama-se Joule, símbolo J, em homenagem ao físico inglês James Prescott Joule. A unidade SI de potência chama-se Watt, símbolo W, em homenagem ao inventor James Watt.

19. Unidade SI de energia s J W No sistema internacional de unidades:

20. Outras unidades de energia h kWh kW Quando queremos falar de energia eléctrica utilizamos 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

21. Outras unidades de energia Quando queremos falar em valores energéticos de alimentos utilizamos a caloria. 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

22. Exercício: 1. Um secador de cabelo de potência 1200W funciona durante 20 s. Calcula a energia recebida pelo secador. 2. Se a energia recebida pelo secador for de 30 kJ, durante quanto tempo esteve a funcionar o secador?

23. Será que alguma energia se perde ao ser transferida de um sistema para outro? Exemplo 1: Energia utilizada para o movimento Energia armazenada no motor Energia dissipada no aquecimento das peças do motor, etc.

24. Será que alguma energia se perde ao ser transferida de um sistema para outro? Exemplo 2: Energia utilizada para aquecer o ambiente Energia armazenada na lenha Energia dissipada sob a forma de luz Energia dissipada pela chaminé

25. Será que alguma energia se perde ao ser transferida de um sistema para outro? • Num diagrama de energia devemos representar a: • Energia útil que é a energia que durante a transferência é realmente utilizada. • Energia dissipada que é a energia que durante a transferência é “perdida”. Energia útil Sistema Energia fornecida Energia dissipada

26. Princípio da Conservação da Energia Podemos concluir que numa transferência de energia: Esta expressão traduz oPrincípio 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.

27. Exercício Completa o diagrama de energia para uma lâmpada de incandescência em funcionamento: Energia dissipada sob a forma de calor Energia eléctrica Energia radiante 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?

28. Conclusões • 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. • 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. • A energia pode transferir-se de fontes para receptores. • Um sistema físico é uma porção do universo que escolhemos para analisar ou estudar.

29. Tempo Energia Potência Conclusões • Qualquer fonte ou receptor de energia pode ser considerado um sistema físico. • Chama-se potência à energia transferida por unidade de tempo. • Energia e potência são grandezas físicas que se relacionam através de: • A unidade SI de energia é o Joule, J, e a de potência é o Watt, W. • O quilowatt-hora, kWh, e a caloria, cal, são unidades práticas de energia.

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