Entendendo as fontes de energia

Ao nosso redor, incluindo nós humanos, a energia é uma das coisas comuns que ocorrem. A energia é vasta, porque ocorre em quase todas as aplicações, começando por nós mesmos, que é a energia que usamos para sobreviver, a energia que obtemos dos alimentos. Existe hoje uma fonte diferente de energia que permite que a civilização humana funcione. A maior parte da energia é obtida de combustíveis fósseis, combustível nuclear, ou energia renovável, embora essas energias sejam usadas para produzir outras formas de energia, como energia mecânica, energia elétrica, etc. É por isso que o estudo da energia é muito necessário para aprender e entender .

Hoje você conhecerá a definição, uso, importância, exemplos, tipos e formas de energia. Você também conhecerá a unidade de medida, transformação, conservação de energia, etc.

O que é energia?

A energia pode ser definida como a capacidade de um sistema físico realizar trabalho, ou seja, um sistema possui energia quando tem a capacidade de realizar trabalho. Em outras palavras, a energia é transferida ou transformada sempre que o trabalho é realizado. No entanto, a saída de energia em um sistema não significa necessariamente que ela esteja disponível para realizar trabalho.

Na física, a energia é conhecida como a propriedade quantitativa que deve ser transferida para um corpo ou sistema físico para realizar trabalho sobre o corpo ou para aquecê-lo. A energia é uma quantidade conservada, o que nos trouxe à lei da conservação da energia. Esta lei afirma que a energia pode ser convertida em forma, mas não pode ser criada nem destruída.

Todos os tipos de energia são de duas formas que incluem a energia cinética de um objeto em movimento e a energia potencial armazenada pela posição de um objeto em um campo de força. A unidade de medida de energia é chamada joule.

Eu quero que você entenda a energia como o seguinte:

• uma quantidade escalar
• abstrato e nem sempre pode ser percebido
• significado através do cálculo
• um conceito central na ciência

Usos e importância da energia

Existem três usos básicos e a importância que a energia oferece ao ser humano, que incluem usos residenciais, usos comerciais e usos de transporte.

Usos residenciais de energia:

Essa é a forma mais comum de consumo de energia, pois servem para nossas atividades domésticas diárias, como assistir televisão, aquecer e iluminar a casa, tomar banho, lavar roupas, trabalhar em casa no computador ou laptop, ligar eletrodomésticos, cozinhar, etc. Quase quarenta por cento do uso total de energia globalmente é para fins residenciais. Embora, seja a forma comum como a energia também é desperdiçada. Isso é resultado da falta de educação oferecida ao público sobre como conservar o uso de energia diariamente.

Usos comerciais:

Os usos comerciais incluem aquecimento, refrigeração e iluminação de edifícios e espaços comerciais, energia usada por organizações e empresas. O uso de energia aqui é mais ou menos semelhante ao uso no espaço industrial, exceto para usos pessoais.

Usos de transporte:

Este lado do consumo de energia é totalmente dependente da energia, ou seja, mais de setenta por cento do petróleo é utilizado no setor de transporte. O setor de transporte inclui todos os veículos, desde carros pessoais até caminhões, ônibus e motocicletas. Também inclui aeronaves, navios, trens e oleodutos.

A seguir estão a importância comum da energia ao nosso redor:

• A energia alimenta comunicações, transportes, computadores, equipamentos médicos de última geração, etc.
• A energia apoia o progresso econômico e social, construindo uma melhor qualidade de vida.
• A energia confiável e acessível permite produtos e serviços que enriquecem e prolongam a vida útil.
• A energia pode melhorar e até salvar vidas.
• Ele apoia a expansão da indústria, agricultura moderna, aumento do comércio e transporte aprimorado.
• Cria vidas melhores e reduz a pobreza.

Formas e tipos de energia

Existem diferentes formas de energia que existem, todas elas são categorizadas em cinética ou potencial. A energia associada ao movimento é conhecida como energia cinética, enquanto a energia potencial é uma energia associada à posição, mas não é “energia armazenada”.

energia cinética

• energia cinética — movimento
  • energia mecânica — movimento de sistemas macroscópicos
    • máquinas
    • energia eólica
    • energia das ondas
    • energia sonora (sônica, acústica)
  • energia térmica — movimento de partículas de matéria
    • energia geotérmica
  • energia elétrica — movimento de cargas
    • corrente doméstica
    • relâmpago
  • radiação eletromagnética — perturbação de campos elétricos e magnéticos (física clássica) ou o movimento de fótons (física quântica)
    • rádio, microondas, infravermelho, luz, ultravioleta, raios X, raios gama

energia solar

energia potencial

• energia potencial — posição ou disposição
  • energia potencial gravitacional
    • montanha-russa
    • roda d'água
    • energia hidrelétrica
  • energia potencial eletromagnética
    • energia potencial elétrica
    • energia potencial magnética
    • energia potencial química
    • energia potencial elástica
  • energia potencial nuclear forte
    • energia nuclear
    • armas nucleares
  • energia potencial nuclear fraca

decaimento radioativo

Calor, energia cinética ou mecânica, luz, energia potencial e energia elétrica são as várias formas em que a energia existe.

Calor também é conhecida como energia térmica do movimento de átomos ou moléculas. Pode ser considerada como energia relacionada com a temperatura.

Energia cinética é a energia do movimento. Um bom exemplo de um pêndulo balançando.

Energia potencial é devido à posição de um objeto. Um bom exemplo é uma bola sentada em uma mesa em relação ao chão porque a gravidade age sobre ela.

Energia mecânica é a soma da energia cinética com a energia potencial de um corpo.

Energia luminosa está disponível como fótons.

Energia elétrica é a energia do movimento de partículas carregadas como prótons, elétrons ou íons.

Energia magnética é uma forma de energia obtida de um campo magnético.

Energia química é liberado ou obtido a partir de reações químicas, produzidas pela quebra ou formação de ligações químicas entre átomos e moléculas.

Energia nuclear é a energia das interações com os prótons e nêutrons de um átomo. Um bom exemplo é a energia liberada por fissão e fusão.

Unidades de energia

A unidade SI de energia é o joule (J) ou newton-metro (N * m). O joule também é a unidade de trabalho do SI. É nomeado após James Prescott Joule, que descobriu independentemente o equivalente mecânico em uma série de experimentos. A unidade SI de taxa de energia (energia por unidade de tempo) é o watt, que é um joule por segundo.

Transformação de energia

Existem várias formas de transformação de energia, que podem ocorrer em várias eficiências. Os itens que se transformam entre essas formas são conhecidos como transdutores. Um bom exemplo de transdutores inclui uma bateria, cuja transformação ocorre de energia química em energia elétrica. Uma barragem transforma a energia potencial gravitacional em energia cinética da água em movimento e também das pás de uma turbina. Além disso, a energia elétrica através de um gerador elétrico ou um motor térmico.

Bons exemplos de transformação de energia incluem a geração de energia elétrica a partir de uma turbina a vapor ou o levantamento de um objeto contra a gravidade usando energia elétrica acionando um motor de guindaste. O levantamento contra a gravidade realiza trabalho mecânico no objeto e armazena energia potencial gravitacional no objeto. A queda do objeto ao solo, permite que o trabalho mecânico seja realizado por gravidade sobre o objeto. Isso transforma a energia potencial no campo gravitacional em energia cinética liberada como calor no impacto com o solo.

Outro bom exemplo de energia é o sol, que transforma a energia potencial nuclear em outras formas de energia. Embora sua massa total não diminua, pois ainda contém a mesma energia total, mesmo quando ocorre em formas diferentes. No entanto, sua massa diminuirá quando a energia escapar para seu entorno, em grande parte como energia radiante.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre transformação de energia:

Um experimento mostrou que há limites para como o calor pode ser convertido eficientemente em trabalho em um processo cíclico, por exemplo, em uma máquina térmica. O teorema de Carnot e a segunda lei da termodinâmica elucidam isso. Apesar disso, algumas transformações de energia são altamente eficientes, embora existam alguns fatores a serem considerados. A entropia nos ajuda a determinar a direção das transformações na energia (que tipo de energia é transformada e para que tipo)

Conservação de energia

Assim como afirmado anteriormente, a lei da conservação da energia diz que a energia não pode ser criada nem destruída. A primeira lei da termodinâmica afirma que a energia de um sistema fechado é constante, a menos que a energia seja transferida para dentro ou para fora por trabalho ou calor, e que nenhuma energia é perdida na transferência. Isso quer dizer que a entrada total de energia em um sistema deve ser igual à saída total de energia do sistema, mais a variação na energia contida no sistema. A energia total de um sistema permanecerá sempre constante se alguém medir ou calcular a energia total de um sistema de partículas cujas interações não dependem do tempo.

Um bom exemplo é quando duas bolas de bilhar colidem, que podem parar, com a energia resultante tornando-se som e talvez pouco calor no ponto de colisão. Há energia cinética quando as bolas estão em movimento. Eles têm energia potencial em movimento ou estacionário porque estão em uma mesa acima do solo.

Uma das formas comuns de transformação de energia é a conversão de calor em trabalho em uma expansão isotérmica reversível de um gás ideal. A segunda lei da termodinâmica afirma que o sistema que realiza trabalho sempre perde alguma energia como calor residual. Isso cria um limite para a quantidade de energia térmica que pode realizar trabalho em um processo cíclico. No entanto, as formas mecânicas e outras de energia podem ser transformadas na outra direção em energia térmica sem tais limitações. A energia total de um sistema pode ser calculada somando-se todas as formas de energia no sistema.

Conclusão

Energia é a capacidade de um sistema físico de realizar trabalho, ou seja, um sistema possui energia quando tem a capacidade de realizar trabalho. Em outras palavras, a energia é transferida ou transformada sempre que o trabalho é realizado. Isso é tudo para este post onde a definição, uso, importância, exemplos, tipos e formas de energia estão sendo discutidos. Você também aprendeu a unidade de medida, transformação, conservação de energia.

Espero que você obtenha o suficiente da leitura, se assim for, por favor, compartilhe com outros alunos. Obrigado por ler, até a próxima!