módulo inicial_Física_10ºF_ESAG

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Noções essenciais introdutórias de Física para o 10º ano

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  1. 1. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia Renováveis Fonte Solar Sol maremotriz Ondas e marés eólica vento hidráulica água biomassa Lenha, resíduos industriais, gases resultantes da fermentação de resíduos animais e vegetais geotérmica Fumarolas e géiseres Fontes de energia Gás natural Combustíveis petróleo fósseis Não Renováveis carvão Asseguram 90% do consumo nucleares energético mundial 1 Escola Secundária de Almeida Garrett
  2. 2. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia 1.2. Transferências e transformações de energia. Rendimento Transferência Energia útil Receptor Fonte (transformação) Energia Energia dissipada E útil η= × 100 E total Num processo que envolva transferências e transformações de energia o € rendimento é sempre inferior a 100% 2 Escola Secundária de Almeida Garrett
  3. 3. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia 2. Conservação da energia Sistema: corpo ou parte do Universo que é objecto de estudo, perfeitamente limitado por uma fronteira Sistema fronteira: superfície real ou imaginária, bem definida que separa o sistema das suas vizinhanças aberto Vizinhança: corpos ou parte do Universo que envolve o sistema e com o qual pode interagir fechado isolado 2.1. Lei de Conservação de Energia Num sistema isolado, qualquer que seja o processo, a energia total permanece constante. 3 Escola Secundária de Almeida Garrett
  4. 4. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia 2.2. Energia mecânica, energia interna e temperatura A nível macroscópico... 12 g de carbono num vidro de 32 g de oxigénio 44 g de dióxido de relógio num balão carbono num balão A energia de um sistema designa-se por energia mecânica Entre corpos Ep eléctrica electrizados Em= Ec + Ep Entre corpos Ep elástica elásticos quando deformados Ep gravítica Entre corpos devido à sua Associada ao Armazenada no sistema, movimento massa associada à interacção com outros sistemas 4 Escola Secundária de Almeida Garrett
  5. 5. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia 2.2. Energia mecânica, energia interna e temperatura Exercício Uma arma dispara projécteis de massa 12,0 g com uma velocidade de saída da arma de módulo 640 m/s. a) Calcule a energia mecânica da bala à saída da arma, considerando o nível de disparo a origem do referencial. R: Em= 2458 J b) Se a bala for disparada na vertical e considerando a resistência do ar desprezável, qual é a sua energia potencial no instante em que atinge a altura máxima? R: E = 2458 J m 5 Escola Secundária de Almeida Garrett
  6. 6. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia 2.2. Energia mecânica, energia interna e temperatura A nível microscópico... Um átomo de C Uma molécula de O2 Uma molécula de CO2 A energia de um sistema designa-se por energia interna Einterna= Ec + Ep função (massa, temperatura) Associada ao   anifestação macroscópica da M permanente Resultante das interacções agitação das partículas; movimento entre as partículas   temperatura de um sistema A constituintes do sistema aumenta quando a Ec média das das partículas (átomos, moléculas e iões) suas partículas aumenta 6 Escola Secundária de Almeida Garrett
  7. 7. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia 2.2. Transferência de energia e potência trabalho A transferência de energia entre sistemas pode ocorrer de diferentes calor modos: radiação Transferência de energia como trabalho Um joule, é o trabalho realizado por uma força de 1 N, num deslocamento de 1 m, na direcção e sentido da força.   F F € d € •  Unidade SI trabalho: joule (J) W=F×d •  Unidade SI força: Newton(N) •  Unidade SI deslocamento: metro (m) Energia transferida para um corpo 7 Escola Secundária de Almeida Garrett
  8. 8. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia Transferência de energia como trabalho As correntes eléctricas envolvem cargas eléctricas em movimento O trabalho eléctrico realizado pelas forças eléctricas ( devido à presença de geradores, fontes), mede a energia transferida pela corrente eléctrica. •  Unidade SI trabalho: joule (J) W=UIΔt •  Unidade SI U: volt(V) •  Unidade SI intensidade de corrente: ampere (A) 8 Escola Secundária de Almeida Garrett
  9. 9. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia Transferência de energia como calor A energia transferida de um corpo a temperatura mais alta para um corpo a temperatura mais baixa designa-se calor. •  Unidade SI calor: joule (J) Q=mcΔT •  Unidade SI massa (m): Kg •  Unidade SI capacidade térmica mássica: J/(Kg.K) 9 Escola Secundária de Almeida Garrett
  10. 10. Física e Química A – 10º ano Unidade 1Módulo Inicial – Das Fontes de Energia ao utilizador Situação energética mundial e degradação da energia Transferência de energia como radiação A temperatura de um corpo pode aumentar quando sobre ele incide uma radiação electromagnética, visível ou invisível, que pode propagar-se no vazio. Potência ΔE •  Unidade SI potência: Watt (W) P= Unidade prática energia: kWh Δt 1 kWh= 103 Wh 1 MWh= 103 kWh=106 Wh € 1 GWh= 106 kWh=109 Wh 1 TWh= 109 kWh=1012 Wh 10 Escola Secundária de Almeida Garrett

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