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Trabalho de ciências - Lucas Abreu e Francimar

L
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DEFINIÇÃO
Em geral, o conceito e uso da palavra energia se refere "ao potencial inato para executar
trabalho ou realizar uma ação".

A palavra é usada em vários contextos diferentes. O uso científico tem um significado bem
definido e preciso enquanto muitos outros não são tão específicos.

O termo energia também pode designar as reações de uma determinada condição de trabalho,
por exemplo o calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz. Estes que podem ser realizados
por uma fonte inanimada (por exemplomotor, caldeira, refrigerador, alto-
falante, lâmpada, vento) ou por um organismo vivo (por exemplo os músculos,energia
biológica).



Formas de produção de energia
Apesar de não se restringir a isso, a energia pode ser entendida como a capacidade de realizar
trabalho. As sociedades humanas dependem cada vez mais de um elevado consumo
energético para sua subsistência. Para isso, foram sendo desenvolvidos, ao longo da história,
diversos processos de transformação, transporte e armazenamento de energia. Na realidade,
só existem duas modalidades de energia: a potencial e a cinética. Mas elas se apresentam de
várias formas: hidráulica, nuclear, eólica, solar e geotérmica.


Energia potencial

É a energia que um objeto possui pronta a ser convertida em energia cinética.
Um martelo levantado, uma molaenroscada e um arco esticado de um atirador, todos
possuem energia potencial. Esta energia está pronta para ser modificada em outras formas de
energia e, consequentemente, realizar trabalho: quando o martelo cair, pregará um prego; a
mola, quando solta, fará andar os ponteiros de um relógio; o arco disparará uma flecha. Assim
que ocorrer algum movimento, a energia potencial da fonte diminui, enquanto se modifica em
energia do movimento (energia cinética). Levantar o martelo, enrolar a mola e esticar o arco
faz o uso da energia cinética produzir um ganho de energia potencial.

Existem diferentes tipos de energia potencial, relacionados às diferentes formas de energia dos
quais se destacam: a elástica, a gravitacional e a elétrica.


   A energia potencial gravitacional na superfície da Terra é proporcional à altura (h) do corpo
    (medido em relação a um determinado nível de referência que pode ser por exemplo o
    chão nessa localização).



É calculada pela expressão:                  ou
      A energia potencial elástica está associada a uma mola ou a um corpo elástico.



É calculada pela expressão (no caso ideal):

K= Constante da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo a constante da mola de um
espiral de caderno é bem menor que a constante da mola de um amortecedor de caminhão).

X= Variação no tamanho da mola.


      A energia potencial elétrica está relacionada com uma carga qualquer "q" de uma partícula
       situada a uma distância "d" de uma carga de prova "Q".



É calculada pela expressão:                       , sendo             , podemos
substituir:

k= constante eletrostática do meio em que as cargas estiverem inseridas. V= potencial elétrico.
meu e so pegar os nutrientes nessesarios para uma solidificaçao melhor e para que as energia
seja usadas corretamente

q= carga da partícula.

d= distância entre a partícula e o referencial.

Q= carga do referencial.


Energia cinética
É a energia que um corpo em movimento possui devido à sua velocidade. É calculada


por:

m= massa do corpo.

v= velocidade do corpo.

Isto significa que quanto mais rapidamente um objeto se move, maior o nível de energia
cinética. Além disso, quanto mais massa tiver um objeto, maior é a quantidade de energia
cinética necessária para movê-lo.

Para que algo se mova, é necessário transformar qualquer outro tipo de energia neste. As
máquinas mecânicas -automóveis, tornos, bate-estacas ou quaisquer outras
máquinas motorizadas - transformam algum tipo de energia em energia cinética.
Energia mecânica
Energia mecânica é a energia que pode ser transferida por meio de força. A energia mecânica
total de um sistema é a soma da energia potencial com a energia cinética. Se o sistema for
conservativo, ou seja, apenas forças conservativas atuam nele, a energia mecânica total
conserva-se e é uma constante de movimento. A energia mecânica "E" que um corpo possui é
a soma da sua energia cinética "c" mais energia potencial.


Energia hidrelétrica
A energia hidrelétrica é a energia que vem do movimento das águas, usando o potencial
hidráulico de um rio de níveis naturais, queda d'água ou artificiais. Essa energia é a segunda
maior fonte de eletricidade do mundo. Frequentemente constroem-se represas que reprimem o
curso da água, fazendo com que ela se acumule em um reservatório denominado barragem.
Toda a energia elétrica gerada dessa maneira é levada por cabos, dos terminais do gerador até
o transformado elevado. A energia hidrelétrica apresenta certos problemas, como
consequências socioambientais de alagamentos de grandes áreas.

Energia hidrelétrica no Brasil: devido à sua enorme quantidade de rios, a maior parte da
energia elétrica disponível é proveniente de grandes usinas hidrelétricas. A energia primária de
uma hidrelétrica é a energia potencial gravitacional da água contida numa represa elevada.
Antes de se tornar energia elétrica, a energia primária deve ser convertida em energia cinética
de rotação. O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina. Ela consiste basicamente
em uma roda dotada de pás, que é posta em rápida rotação ao receber a massa de água. O
último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que converte o movimento
rotatório da turbina em energia elétrica.

As usinas elétricas embora sejam uma fonte de energia limpa, apresentam problemas, pois sua
construção impacta o ambiente. A formação do lago artificial alaga vastas áreas, destruindo a
vegetação, matando animais e obrigando moradores da área alagada a procurar outro lugar
para viver.


Energia química
É a energia que está armazenada num átomo ou numa molécula. Existem várias formas de
energia, mas os seres vivos só utilizam a energia química.

A Energia Química está presente nas ligações químicas. Existem ligações pobres e ricas em
energia. A água é um exemplo de molécula com ligações pobres em energia. A glicose é uma
substância com ligações ricas em energia.
Os seres vivos utilizam a glicose como principal combustível (fonte de energia química);
entretanto, esta molécula não pode ser utilizada diretamente, pois sua quebra direta libera
muito mais energia que o necessário para o trabalho celular. Por isso, a natureza selecionou
mecanismos de transferência da energia química da glicose para moleculas
tipo ATP (adenosina trifosfato). Os primeiros seres vivos criaram o primeiro destes
mecanismos: a fermentação. A fermentação anaeróbia, além do ATP, gera
também etanol e dióxido de carbono (CO2). A presença de CO2 na atmosfera possibilitou o
surgimento da fotossíntese. Este processo fez surgir o O2 (oxigênio) na atmosfera. Com o
oxigênio, outros seres vivos puderam desenvolver um novo mecanismo de transferência de
energia química da glicose para o ATP: a respiração aeróbica.

As reacções químicas geralmente produzem também calor: um fogo a arder é um exemplo. A
energia química também pode ser transformada em qualquer forma de energia, por exemplo
em electricidade (numa bateria) e em energia cinética (nos músculos ou nos motores a
gasolina).


Energia nuclear
É a energia produzida pelas reações nucleares: isso é, pela fissão ou pela fusão de átomos,
que são transformados sobretudo em energia mecânica e calor, que sob controle num reator
nuclear, que numa explosão de uma arma nuclear. O Sol produz o seu calor e a sua luz por
fusão nuclear de átomos de, hidrogênio em hélio.

Descoberta: Em 1939, os cientistas alemães Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassmann,
bombardeando átomos de urânio com nêutrons, descobriram que eles se dividiam em dois
fragmentos. A descoberta, chamada fissão nuclear, não teria saído dos limites estritos do
laboratório se não fosse pelo fato de que no processo de divisão do núcleo de urânio
desprendia-se grande quantidade de calor.


Energia eletromagnética
Está associada aos fenómenos eletromagnéticos: a eletricidade, o magnetismo e a radiação
electromagnética (luz). Exemplo do seu uso: nas nossas casas a energia elétrica é convertida
em trabalho pelos eletrodomésticos (normalmente através de motores que usam o princípio
da indução electromagnética) ou em luz pelas lâmpadas, entre diversas outras formas de uso
em que esta forma de energia é convertida em outra.

A Energia elétrica é medida em Kwh (kilowatts-hora) e equivale ao produto da potência e o
tempo em que é utilizada.



                Onde:
Eel = Energia elétrica.
        P = Potência.
        t = Tempo.
Fórmula esta útil para calcular e/ou prever certos dados sobre a conversão de energia, por
exemplo, em um aparelho que use eletricidade para produzir calorpoderá ser usada para
prever a temperatura máxima alcançada por este aparelho, bastando para isso igualá-la a
fórmula da energia calorífica (                        ), considerando o rendimento
(porcentagem de potência convertida de fato em calor) do aparelho elétrico.

Energia de fácil obtenção, é utilizada como alternativa no desenvolvimento de equipamentos
cada vez mais modernos que antes usavam outras formas de energia (em especial a
mecânica) devido à crescente modernização da indústria eletrônica. As usinas -em especial as
hidrelétricas- nos fornecem essa energia. Visto que existe uma constante preocupação em
desenvolver cada vez mais meios de obtenção de energia alternativa que não agridam o meio
ambiente e nos proporcionem eletricidade da maneira mais eficiente possível.


Energia radiante
É a energia associada à radiação eletromagnética: luz, as ondas de rádio e os raios
de calor (infravermelhos). O calor radiante não é o mesmo que a variante de energia cinética
chamada de «energia térmica», mas quando os raios infravermelhos atingem um objecto fazem
com que as suas moléculas se movam mais depressa, convertendo-se energia térmica.

A luz também se comporta como uma onda, diferente do som, ela atravessa perfeitamente o
vácuo, a luz visível do sol chega até nós em muitas cores (violeta, azul, verde, amarelo, laranja,
vermelho), que representam a luz de diferentes comprimentos de onda. O homem não usa
mais apenas os olhos para vasculhar o cosmo, rádio telescópios observam o cosmos em
comprimentos de onda que não podemos ver.



Energia rotacional
Considerando, "W" o trabalho, "T" o momento (torque) de uma força e "a" um ângulo variável:

dW = -T * da

o sinal menos aparece porque o momento (torque) da força tende a diminuir "a".

Considerando um campo constante e igualando o trabalho à diferença de potêncial, temos:

dU = -dW

sendo dU a diferença de potêncial infinitesimal.


Bibliografia:
Wikipédia
Sua Pesquisa

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Trabalho de ciências - Lucas Abreu e Francimar

  • 1. DEFINIÇÃO Em geral, o conceito e uso da palavra energia se refere "ao potencial inato para executar trabalho ou realizar uma ação". A palavra é usada em vários contextos diferentes. O uso científico tem um significado bem definido e preciso enquanto muitos outros não são tão específicos. O termo energia também pode designar as reações de uma determinada condição de trabalho, por exemplo o calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz. Estes que podem ser realizados por uma fonte inanimada (por exemplomotor, caldeira, refrigerador, alto- falante, lâmpada, vento) ou por um organismo vivo (por exemplo os músculos,energia biológica). Formas de produção de energia Apesar de não se restringir a isso, a energia pode ser entendida como a capacidade de realizar trabalho. As sociedades humanas dependem cada vez mais de um elevado consumo energético para sua subsistência. Para isso, foram sendo desenvolvidos, ao longo da história, diversos processos de transformação, transporte e armazenamento de energia. Na realidade, só existem duas modalidades de energia: a potencial e a cinética. Mas elas se apresentam de várias formas: hidráulica, nuclear, eólica, solar e geotérmica. Energia potencial É a energia que um objeto possui pronta a ser convertida em energia cinética. Um martelo levantado, uma molaenroscada e um arco esticado de um atirador, todos possuem energia potencial. Esta energia está pronta para ser modificada em outras formas de energia e, consequentemente, realizar trabalho: quando o martelo cair, pregará um prego; a mola, quando solta, fará andar os ponteiros de um relógio; o arco disparará uma flecha. Assim que ocorrer algum movimento, a energia potencial da fonte diminui, enquanto se modifica em energia do movimento (energia cinética). Levantar o martelo, enrolar a mola e esticar o arco faz o uso da energia cinética produzir um ganho de energia potencial. Existem diferentes tipos de energia potencial, relacionados às diferentes formas de energia dos quais se destacam: a elástica, a gravitacional e a elétrica.  A energia potencial gravitacional na superfície da Terra é proporcional à altura (h) do corpo (medido em relação a um determinado nível de referência que pode ser por exemplo o chão nessa localização). É calculada pela expressão: ou
  • 2. A energia potencial elástica está associada a uma mola ou a um corpo elástico. É calculada pela expressão (no caso ideal): K= Constante da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo a constante da mola de um espiral de caderno é bem menor que a constante da mola de um amortecedor de caminhão). X= Variação no tamanho da mola.  A energia potencial elétrica está relacionada com uma carga qualquer "q" de uma partícula situada a uma distância "d" de uma carga de prova "Q". É calculada pela expressão: , sendo , podemos substituir: k= constante eletrostática do meio em que as cargas estiverem inseridas. V= potencial elétrico. meu e so pegar os nutrientes nessesarios para uma solidificaçao melhor e para que as energia seja usadas corretamente q= carga da partícula. d= distância entre a partícula e o referencial. Q= carga do referencial. Energia cinética É a energia que um corpo em movimento possui devido à sua velocidade. É calculada por: m= massa do corpo. v= velocidade do corpo. Isto significa que quanto mais rapidamente um objeto se move, maior o nível de energia cinética. Além disso, quanto mais massa tiver um objeto, maior é a quantidade de energia cinética necessária para movê-lo. Para que algo se mova, é necessário transformar qualquer outro tipo de energia neste. As máquinas mecânicas -automóveis, tornos, bate-estacas ou quaisquer outras máquinas motorizadas - transformam algum tipo de energia em energia cinética.
  • 3. Energia mecânica Energia mecânica é a energia que pode ser transferida por meio de força. A energia mecânica total de um sistema é a soma da energia potencial com a energia cinética. Se o sistema for conservativo, ou seja, apenas forças conservativas atuam nele, a energia mecânica total conserva-se e é uma constante de movimento. A energia mecânica "E" que um corpo possui é a soma da sua energia cinética "c" mais energia potencial. Energia hidrelétrica A energia hidrelétrica é a energia que vem do movimento das águas, usando o potencial hidráulico de um rio de níveis naturais, queda d'água ou artificiais. Essa energia é a segunda maior fonte de eletricidade do mundo. Frequentemente constroem-se represas que reprimem o curso da água, fazendo com que ela se acumule em um reservatório denominado barragem. Toda a energia elétrica gerada dessa maneira é levada por cabos, dos terminais do gerador até o transformado elevado. A energia hidrelétrica apresenta certos problemas, como consequências socioambientais de alagamentos de grandes áreas. Energia hidrelétrica no Brasil: devido à sua enorme quantidade de rios, a maior parte da energia elétrica disponível é proveniente de grandes usinas hidrelétricas. A energia primária de uma hidrelétrica é a energia potencial gravitacional da água contida numa represa elevada. Antes de se tornar energia elétrica, a energia primária deve ser convertida em energia cinética de rotação. O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina. Ela consiste basicamente em uma roda dotada de pás, que é posta em rápida rotação ao receber a massa de água. O último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que converte o movimento rotatório da turbina em energia elétrica. As usinas elétricas embora sejam uma fonte de energia limpa, apresentam problemas, pois sua construção impacta o ambiente. A formação do lago artificial alaga vastas áreas, destruindo a vegetação, matando animais e obrigando moradores da área alagada a procurar outro lugar para viver. Energia química É a energia que está armazenada num átomo ou numa molécula. Existem várias formas de energia, mas os seres vivos só utilizam a energia química. A Energia Química está presente nas ligações químicas. Existem ligações pobres e ricas em energia. A água é um exemplo de molécula com ligações pobres em energia. A glicose é uma substância com ligações ricas em energia.
  • 4. Os seres vivos utilizam a glicose como principal combustível (fonte de energia química); entretanto, esta molécula não pode ser utilizada diretamente, pois sua quebra direta libera muito mais energia que o necessário para o trabalho celular. Por isso, a natureza selecionou mecanismos de transferência da energia química da glicose para moleculas tipo ATP (adenosina trifosfato). Os primeiros seres vivos criaram o primeiro destes mecanismos: a fermentação. A fermentação anaeróbia, além do ATP, gera também etanol e dióxido de carbono (CO2). A presença de CO2 na atmosfera possibilitou o surgimento da fotossíntese. Este processo fez surgir o O2 (oxigênio) na atmosfera. Com o oxigênio, outros seres vivos puderam desenvolver um novo mecanismo de transferência de energia química da glicose para o ATP: a respiração aeróbica. As reacções químicas geralmente produzem também calor: um fogo a arder é um exemplo. A energia química também pode ser transformada em qualquer forma de energia, por exemplo em electricidade (numa bateria) e em energia cinética (nos músculos ou nos motores a gasolina). Energia nuclear É a energia produzida pelas reações nucleares: isso é, pela fissão ou pela fusão de átomos, que são transformados sobretudo em energia mecânica e calor, que sob controle num reator nuclear, que numa explosão de uma arma nuclear. O Sol produz o seu calor e a sua luz por fusão nuclear de átomos de, hidrogênio em hélio. Descoberta: Em 1939, os cientistas alemães Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassmann, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, descobriram que eles se dividiam em dois fragmentos. A descoberta, chamada fissão nuclear, não teria saído dos limites estritos do laboratório se não fosse pelo fato de que no processo de divisão do núcleo de urânio desprendia-se grande quantidade de calor. Energia eletromagnética Está associada aos fenómenos eletromagnéticos: a eletricidade, o magnetismo e a radiação electromagnética (luz). Exemplo do seu uso: nas nossas casas a energia elétrica é convertida em trabalho pelos eletrodomésticos (normalmente através de motores que usam o princípio da indução electromagnética) ou em luz pelas lâmpadas, entre diversas outras formas de uso em que esta forma de energia é convertida em outra. A Energia elétrica é medida em Kwh (kilowatts-hora) e equivale ao produto da potência e o tempo em que é utilizada. Onde:
  • 5. Eel = Energia elétrica. P = Potência. t = Tempo. Fórmula esta útil para calcular e/ou prever certos dados sobre a conversão de energia, por exemplo, em um aparelho que use eletricidade para produzir calorpoderá ser usada para prever a temperatura máxima alcançada por este aparelho, bastando para isso igualá-la a fórmula da energia calorífica ( ), considerando o rendimento (porcentagem de potência convertida de fato em calor) do aparelho elétrico. Energia de fácil obtenção, é utilizada como alternativa no desenvolvimento de equipamentos cada vez mais modernos que antes usavam outras formas de energia (em especial a mecânica) devido à crescente modernização da indústria eletrônica. As usinas -em especial as hidrelétricas- nos fornecem essa energia. Visto que existe uma constante preocupação em desenvolver cada vez mais meios de obtenção de energia alternativa que não agridam o meio ambiente e nos proporcionem eletricidade da maneira mais eficiente possível. Energia radiante É a energia associada à radiação eletromagnética: luz, as ondas de rádio e os raios de calor (infravermelhos). O calor radiante não é o mesmo que a variante de energia cinética chamada de «energia térmica», mas quando os raios infravermelhos atingem um objecto fazem com que as suas moléculas se movam mais depressa, convertendo-se energia térmica. A luz também se comporta como uma onda, diferente do som, ela atravessa perfeitamente o vácuo, a luz visível do sol chega até nós em muitas cores (violeta, azul, verde, amarelo, laranja, vermelho), que representam a luz de diferentes comprimentos de onda. O homem não usa mais apenas os olhos para vasculhar o cosmo, rádio telescópios observam o cosmos em comprimentos de onda que não podemos ver. Energia rotacional Considerando, "W" o trabalho, "T" o momento (torque) de uma força e "a" um ângulo variável: dW = -T * da o sinal menos aparece porque o momento (torque) da força tende a diminuir "a". Considerando um campo constante e igualando o trabalho à diferença de potêncial, temos: dU = -dW sendo dU a diferença de potêncial infinitesimal. Bibliografia: