Usamos muito a palavra "energia" em nossas conversas cotidianas. Existem muitas formas diferentes de energia que usamos todos os dias para nos mover, falar, cozinhar, pular ou para ligar a luz, o aquecimento, a música e a TV. Nesta lição, aprenderemos sobre energia e suas diversas formas com as situações que você vivencia no dia a dia.
Vamos começar.
A energia faz as coisas acontecerem. Cada vez que algo se move, é por causa da energia. Cada vez que algo esquenta, é por causa da energia. Cada vez que algo emite um som, é por causa da energia. Usamos energia para pensar, brincar e falar. Aliás, cada vez que fazemos qualquer coisa, usamos energia!
Usamos energia para aquecer e resfriar nossas casas, escolas e escritórios. Usamos energia para iluminação e eletrodomésticos. A energia faz nossos veículos se moverem, aviões voarem, barcos navegarem e máquinas funcionarem.
Todos os seres vivos também precisam de energia. As plantas usam a luz do sol para crescer. Animais e humanos comem as plantas e usam a energia armazenada. O alimento é o combustível para as necessidades energéticas do nosso corpo.
Você já notou que seu corpo fica quente depois de uma partida intensa de futebol (ou qualquer esporte)? Isso ocorre porque seu corpo produz energia térmica.
Em termos simples, energia é a capacidade de realizar trabalho. A energia se apresenta em muitas formas diferentes e a utilizamos de diversas maneiras. Vejamos alguns exemplos do nosso cotidiano:
O que tem mais energia: um avião voando no céu ou um livro caindo da mesa? O avião voando no céu tem mais energia porque viaja muito mais rápido do que um livro e também porque o avião é mais pesado que o livro.
Quando o chocolate quente esfria, ele ganha ou perde energia térmica? Ele perde energia térmica porque o leite está liberando sua energia térmica (ou calor) para o ambiente e não está mais absorvendo energia térmica do aumento da temperatura do fogão.
Como você acha que máquinas de café ou TVs começam a funcionar quando são conectadas à tomada? Isso ocorre porque a energia elétrica viaja por linhas de energia e, em seguida, fornece energia para que diversas máquinas funcionem.
Qual som tem mais energia: a buzina de um caminhão ou o de um bebedouro? A buzina tem mais energia porque quanto mais alto o som, mais energia sonora ele tem.
A energia possuída por um objeto é medida em termos de sua capacidade de realizar trabalho. A unidade de energia é, portanto, a mesma que a de trabalho, e é o Joule (J). 1 Joule (J) é a energia necessária para realizar 1 joule de trabalho. Um joule refere-se à quantidade de energia transferida a um corpo para movê-lo por 1 m de distância contra uma força de 1 N. Uma unidade de energia maior, chamada quilojoule (kJ), é utilizada. 1 kJ = 1000 J.
Energia cinética - Qualquer coisa em movimento usa energia cinética. Por exemplo, pilotar um avião no céu, jogar bolas, correr, andar de bicicleta, etc. são exemplos de energia cinética. Um carro em movimento na rua tem energia cinética, enquanto o carro estacionado não tem energia cinética. Isso significa que a energia cinética só existe quando um corpo ou objeto está em movimento. Quando um objeto está em repouso, sua energia cinética se torna zero. Isso significa que, quando Movimento = 0, Energia Cinética = 0. Ela varia de zero a um valor positivo. Exemplo: Uma criança balançando em um balanço. Não importa se o balanço está se movendo para frente ou para trás, o valor da energia cinética nunca é negativo.
Energia potencial – É a energia da posição de um objeto. Exemplo: Quando uma criança balançando em um balanço atinge o topo do arco, ela tem energia potencial máxima. Quando ela está mais próxima do solo, sua energia potencial está no mínimo (0). Outro exemplo é o lançamento de uma bola para o ar. No ponto mais alto, a energia potencial é máxima. À medida que a bola sobe ou desce, ela tem uma combinação de energia potencial e cinética.
Energia mecânica – É a energia resultante do movimento ou da localização de um objeto. Energia mecânica é a soma da energia cinética e da energia potencial. Exemplos: Um objeto com energia mecânica possui energia cinética e potencial, embora a energia de uma das formas possa ser igual a zero. Um carro em movimento possui energia cinética. Se você mover o carro montanha acima, ele terá energia cinética e potencial. Um livro sobre uma mesa possui energia potencial.
Energia química - Energia química é a energia armazenada nas ligações de átomos e moléculas. Quando essa reação química ocorre, essa energia é liberada. Usamos energia química em nosso carro na forma de combustível (gasolina/diesel) para dirigir. Baterias, biomassa, petróleo, gás natural e carvão são exemplos de energia química armazenada. Alimentos também são um bom exemplo de energia química armazenada. Essa energia é liberada durante a digestão.
Energia elétrica - Energia gerada por minúsculas partículas carregadas chamadas elétrons. Um raio é uma forma de energia elétrica. Quase todos os nossos aparelhos, como laptops, cafeteiras, celulares, aspiradores de pó e televisores, funcionam com eletricidade.
Energia térmica – Também conhecida como energia térmica. A energia proveniente do fogo é energia térmica. Ela reflete a diferença de temperatura entre os dois sistemas. Como sabemos, a matéria é composta de moléculas. Quando aumentamos a temperatura da matéria, as partículas vibram mais rápido. Energia térmica é a energia proveniente da temperatura da matéria. Uma xícara de café quente, fogões elétricos ou a gás, aquecedores de ambiente, etc., são exemplos de energia térmica.
Energia luminosa - Também conhecida como energia radiante. A Terra obtém grande parte de sua energia da luz solar. As plantas captam a energia luminosa do sol e a convertem em energia química (alimento), que as ajuda a crescer. Isso é conhecido como fotossíntese.
Energia sonora – Quanto mais alto gritamos, mais energia sonora usamos. Tudo o que você ouve é energia sonora. Além das nossas vozes, existem muitos outros exemplos de energia sonora: bater palmas, tocar violão, latir cachorros, etc.
Energia nuclear – A energia nuclear é armazenada no núcleo dos átomos. Essa energia é liberada quando os núcleos se combinam (fusão) ou se separam (fissão). Exemplo: fissão nuclear, fusão nuclear e decaimento nuclear são exemplos de energia nuclear. A detonação atômica e a energia de uma usina nuclear são exemplos específicos desse tipo de energia. Usinas nucleares dividem os núcleos dos átomos de urânio para produzir eletricidade.
Energia eletromagnética – Energia eletromagnética ou energia radiante é a energia da luz ou de ondas eletromagnéticas. Exemplo: Qualquer forma de luz possui energia eletromagnética, incluindo partes do espectro que não conseguimos ver. Rádio, raios gama, raios X, micro-ondas e luz ultravioleta são alguns exemplos de energia eletromagnética.
Energia gravitacional – A energia associada à gravidade envolve a atração entre dois objetos com base em suas massas. Ela pode servir de base para a energia mecânica, como a energia potencial de um objeto colocado em uma plataforma ou a energia cinética da Lua em órbita ao redor da Terra. Exemplo: a energia gravitacional mantém a atmosfera unida à Terra.
Energia de ionização – É a forma de energia que liga elétrons ao núcleo de seu átomo, íon ou molécula. Exemplo: A primeira energia de ionização de um átomo é a energia necessária para remover um elétron completamente. A segunda energia de ionização é a energia necessária para remover um segundo elétron e é maior do que a necessária para remover o primeiro elétron.
A Lei da Conservação de Energia afirma que a energia nunca pode ser criada ou destruída, mas apenas transformada de uma forma para outra. Um exemplo é a energia química dos alimentos, que se transforma em energia cinética quando nos movimentamos.
A massa está intimamente relacionada à energia. Como resultado da equivalência entre massa e energia, qualquer objeto estacionário com massa possui uma quantidade de energia equivalente, denominada energia de repouso. Uma massa de repouso refere-se à massa de um corpo estacionário. Um incremento de energia no corpo acima da energia de repouso aumentará a massa total do objeto. Exemplo: aquecer um objeto leva a um aumento de energia mensurável como um pequeno aumento de massa.
ENERGIA RENOVÁVEL
Energia renovável é a energia produzida a partir de fontes que não se esgotam ou podem ser repostas ao longo da vida de um ser humano. Os exemplos mais comuns incluem eólica, solar, geotérmica, biomassa e hidrelétrica.
Energia solar refere-se ao tipo de energia proveniente do sol. Ela pode ser convertida em energia elétrica, térmica e química. Por exemplo, painéis solares são usados para captar a energia solar e, em seguida, convertê-la em energia elétrica. Essa energia pode ser usada para iluminação ou aquecimento. A energia solar também é aplicada em aparelhos elétricos, como celulares. Esse tipo de energia é muito abundante em regiões tropicais do mundo, onde tem sido tradicionalmente usado para secar plantações como café, milho e arroz. Algumas das vantagens desse tipo de energia são que ela é barata, inesgotável, possui uma ampla gama de fontes e é uma fonte de energia limpa.
Energia eólica refere-se à energia dos ventos. Moinhos de vento são usados para converter energia eólica em energia mecânica, que pode ser usada de diversas maneiras, incluindo a geração de eletricidade, a moagem de cereais e o bombeamento de água. Durante séculos, a energia eólica tem sido explorada para propulsionar embarcações oceânicas, como dhows e navios. As áreas com paisagens abertas são as áreas com maior potencial para energia eólica.
A energia obtida da água é chamada de energia hidrelétrica. Ela é produzida quando a água está em movimento. Água fluindo em alta velocidade possui muita energia cinética, que pode realizar trabalho. Por exemplo, a força da água pode ser usada para girar moinhos de grãos. A energia também é usada para girar turbinas que geram energia hidrelétrica.
ENERGIA NÃO RENOVÁVEL
Em contraste, a energia não renovável é aquela proveniente de fontes que se esgotarão ou não serão repostas durante a nossa vida. A maioria das fontes de energia não renovável são combustíveis fósseis, como carvão, gás e petróleo.
Petróleo refere-se aos hidrocarbonetos líquidos e gasosos provenientes de matéria animal e vegetal que foram depositados, comprimidos e transformados nessas formas dentro das rochas sedimentares. Após o refino do petróleo, diferentes produtos são obtidos. Esses produtos incluem gasolina, querosene de aviação, lubrificantes, querosene e betume. Esses produtos são utilizados para diferentes fins. O diesel industrial é aplicado em indústrias, em fornos e caldeiras, para gerar combustível para veículos, navios, motores de locomotivas e máquinas.
O carvão é uma rocha marrom ou preta, composta principalmente de carbono formado há milhões de anos a partir da compressão de matéria vegetal. O uso do carvão como fonte de energia diminuiu nos últimos anos com a descoberta da energia geotérmica, da energia hidrelétrica e do petróleo.
O gás natural é um tipo de gás que se forma no subsolo e nas camadas superficiais do petróleo bruto, mas também pode ocorrer sozinho. É usado principalmente na indústria para aquecimento e em fins domésticos, como aquecimento, iluminação e cozimento.
