AS LEIS DE TRANFORMAÇÃO DA ENERGIA
(Profº Maurício da Silva)
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AS LEIS DE TRANFORMAÇÃO DA ENERGIA | |
Energia - Defini-se energia como sendo a capacidade para realização de trabalho. Em geral o conceito e uso da palavra energia se referem "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. A palavra energia é usada em muitas situações e também pode designar as reações de uma determinada condição de trabalho, como por exemplo, o calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz graças ao trabalho realizado por uma máquina (por exemplo, motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lâmpada, vento), um organismo vivo (por exemplo os músculos, energia biológica) que também utilizam outras formas de energia para realizarem o trabalho, como por exemplo, o uso do petróleo que é um recurso natural não renovável e também atualmente a principal fonte de energia utilizada no planeta. A etimologia da palavra tem origem no idioma grego, onde εργοs (ergos) significa "trabalho". A rigor é um conceito primordial, aceito pela Física sem definição. Qualquer coisa que esteja a trabalhar - por exemplo, a mover outro objeto, a aquecê-lo ou a fazê-lo ser atravessado por uma corrente eléctrica - está a gastar energia (na verdade ocorre uma "transferência", pois nenhuma energia é perdida, e sim transformada ou transferida a outro corpo). Portanto, qualquer coisa que esteja pronta a trabalhar possui energia. Enquanto o trabalho é realizado, ocorre uma transferência de energia, parecendo que o sujeito energizado está a perder energia. Na verdade, a energia está a ser transferida para outro objecto, sobre o qual o trabalho é realizado. O conceito de Energia é um dos conceitos essenciais da Física. Nascido no século XIX pode ser encontrado em todas as disciplinas da Física (mecânica, termodinâmica, eletromagnetismo, mecânica quântica, etc.), assim como em outras disciplinas, particularmente na Química
TEOREMA FUNDAMENTAL DA TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA - O Teorema da Conservação de Energia foi enunciado por Lavoisier e diz: "Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma". Isto quer dizer que a Terra somente transforma a energia, que é criada no Sol. Aqui na Terra, ela vai sendo transformada de uma forma em outra, sem ser destruída, segundo a equação E = MC2.
FORMAS DE ENERGIA - A Existência humana depende cada vez mais de um elevado consumo energético para a sua subsistência. Para isso foram sendo desenvolvidos ao longo da história diversos processos de produção, transporte e armazenamento de energia. As principais formas de produção de energia são: energia potencial; energia cinética; energia química; energia radiante; energia nuclear; energia eólica, energia elétrica, etc.
Energia radiante - É a energia que pode atravessar o espaço. Inclui a luz, as ondas de rádio e os raios de calor. O calor radiante não é o mesmo que a variante de energia cinética chamada de «energia térmica», mas quando os raios de calor atingem um objecto fazem com que as suas moléculas se movam mais depressa, ganhando então energia térmica. Os raios de luz e de calor são produzidos tornando os objectos tão quentes que brilham, como no caso do filamento de uma lâmpada eléctrica.
Energia nuclear - É a energia produzida pela fissão e pela fusão de átomos; aparece sobretudo como calor, quer sob controlo num reactor nuclear quer numa explosão de uma arma nuclear. O Sol produz o seu calor e a sua luz por uma reacção nuclear de fusão de átomos de hidrogênio em hélio. Curiosamente, toda a vida na Terra depende desta energia e, no entanto, perante a existência das armas nucleares, está também ameaçada por esta forma de energia.
Energia, Trabalho e Potência - A energia e o trabalho são basicamente semelhantes, visto que o trabalho é o gasto de energia. São, portanto, ambos medidos pelas mesmas unidades, a unidade SI, sendo o Joule, assim chamado em homenagem a James Prescott Joule, que demonstrou que é possível a conversão entre diferentes tipos de energia. A potência é a taxa a que se produz trabalho ou a que é dispensada energia.
Uma fonte de energia, que pode produzir mais trabalho em dado tempo, fazer qualquer coisa mover-se mais depressa ou aquecê-la mais rapidamente, por exemplo , será mais poderosa que outra. A unidade SI de força motriz é o Watt, assim chamada em homenagem a James Watt, o inventor da primeira máquina a vapor. Assim, a relação pode exprimir-se como: um Watt de energia (E) é produzido enquanto um Joule de trabalho (W) é efectuado em um segundo (δt).
Consumo de energia - O consumo de energia no mundo está resumido, em sua grande maioria, pelas fontes de energias tradicionais como petróleo, carvão mineral e gás natural, essas fontes são poluentes e não-renováveis, o que no futuro, serão substituídas inevitavelmente. Há controvérsias sobre o tempo da duração dos combustíveis fósseis mas devido a energias limpas e renováveis como biomassa, energia eólica e energia maremotriz e sansões como o Protocolo de Kioto que cobra de países industriais um nível menor de poluentes (CO2) expelidos para a atmosfera, as energias alternativas são um novo modelo de produção de energias econômicas e saudáveis para o meio ambiente.
Em matéria de energia o Sol é o gerador e a Terra é o transformador. Isto quer dizer que toda energia que usamos aqui neste mundo tridimensional vem do Sol. Matéria e energia na realidade se constituem na mesma coisa, são as partes componentes de uma mesma substância. Dependendo do estado de vibração de suas partículas constituintes a substância se comporta como matéria ou como energia. Não existe em cada um de nós nem um quantum de energia que não tenha vindo Sol. A energia do fogo da lenha que queima na padaria, para assar o nosso pão de cada dia, um dia residiu no Sol. Foi sintetizada pelo vegetal verde, através da fotossíntese, para ser liberada pela combustão, na forma de calor e luz.
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