Este documento discute as principais fontes de energia renováveis e não renováveis, assim como os conceitos de transferência, transformação e conservação de energia. As fontes de energia renováveis incluem solar, eólica, hidráulica e biomassa, enquanto as não renováveis incluem gás natural, petróleo e carvão. A transferência e transformação de energia resultam sempre em alguma energia dissipada, levando a um rendimento menor que 100%. A lei da conservação da energia estabelece que a energia total de um sistema isolado

1. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
Módulo 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
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2. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
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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%
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3. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
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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.
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4. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
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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
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5. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
Módulo 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
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6. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
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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
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7. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
Módulo 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
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8. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
Módulo 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)
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9. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
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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)
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10. Física e Química A – 10º ano Unidade 1
Módulo 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
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