Energia. O que é a energia? energia é tudo o que produz ou pode produzir ação. "a força do trabalho

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1 O que é a energia? A primeira definição de energia foi enunciada em meados do século XIX: energia é tudo o que produz ou pode produzir ação Pode também ser definida como: "a força do trabalho

2 Quais são os tipos de energia? Existem dois grandes tipos de energia, dependendo se ela está em movimento ou armazenada. A energia em movimento chama se energia cinética ou dinâmica; Aenergia armazenada chama se energia potencial.

3 Como se mede a energia? A energia pode ser medida de várias maneiras. Uma delas é o Btu (British Thermal Unit), medida britânica que mede a energia calorífica. 1 Btu é a quantidade de energia necessária para elevar um grau Fahrenheit a temperatura de 0,454 litros de água. 1 Btu corresponde a um fósforo aceso. Por ex: para fazer uma cafeteira de café são necessários 2000 Btus.

4 Como se mede a energia? A energia também pode ser medida em joules. São necessários mil joules para igualar um Btu, por isso: 1000 Joules = 1 Btu O nome Joule vem de um físico Inglês que se chamava James Prescott Joule. Ele descobriu que o calor é um tipo de energia. Um joule é quantidade de energia necessária para levantar 454 gramas do chão a uma altura de nove polegadas (aproximadamente 22,86 centímetros). Na generalidade os cientistas preferem medir a energia em joules do que em Btus; por outro lado, o sistema de medição métrica, metros e quilogramas, é mais usado do que o sistema britânico de "pés" e "polegadas". Como no sistema métrico mil significa quilo então temos: 1000 joules = 1 Kilojoule = 1 Btu

5 Quais são as fontes de energia? As fontes de energia podem ser divididas em dois grandes grupos: Energias não renováveis (existem em quantidades limitadas); Energias renováveis (que não se esgotam, energias limpas).

6 Fontes de energia não renováveis? A maior parte da energia que utilizamos é obtida através de combustíveis fósseis, principalmente carvão e petróleo.

7 Fontes de energia renováveis? Também conhecidas por energias limpas, por não serem poluentes, são fontes inesgotáveis, pois a natureza é capaz de as renovar constantemente.

8 Energia solar O sol sempre foi uma fonte de energia. Por exemplo, quando pomos as roupas a secar ao sol usamos o seu calor. As plantas usam a luz do sol para produzir comida e osanimaisalimentam se delas. No seu centro do sol, os núcleos de átomos de hidrogénio fundem se originando núcleos de hélio. A energia resultante desta reação é radiada para o espaço e, parte dela, atinge a atmosfera terrestre. Podemos dividir esta radiação em três tipos: radiação direta vem "diretamente" do sol; radiação difusa proveniente do céu, das nuvens, gotas de água, etc; radiação refletida proveniente da reflexão no chão e dos objetos circundantes. A soma destes três tipos (componentes) é denominado como radiação global.

9 Quais as formas de utilização da energia solar? Existem duas formas, diferentes, de utilizar a energia solar: ativa transformação dos raios solares noutras formas de energia (energia solar térmica ou energia solar elétrica ou fotovoltaica); passiva aproveitamento da energia para aquecimento de edifícios ou prédios, através de conceções e estratégias construtivas.

10 Energia eólica O vento resulta do deslocamento de massas de ar, derivado dos efeitos das diferenças de pressão atmosférica entre duas regiões distintas, e é influenciado por efeitos locais como a orografia e a rugosidade do solo. Essas diferenças de pressão têm uma origem térmica estando diretamente relacionadas com a radiação solar e os processos de aquecimento das massas de ar. As regiões em redor do Equador, latitude 0 o, são aquecidas pelo sol mais do que as restantes zonas do globo. O ar quente é mais leve que o ar frio, pelo que sobe até uma altura aproximada de 10 km e estende se para norte e para sul. Se a terra não girasse, esse ar simplesmente chegaria ao Pólo Sul e ao Pólo Norte, para posteriormente descer e voltar ao Equador.

11 Classificação dos ventos Podemos classificar os ventos nos seguinte tipos: ventos globais sobem desde o Equador para os pólos e circulam pelas camadas mais altas da atmosfera; ventos de superfície são muito influenciados pela superfície terrestre até altitudes de 100 metros. O vento é travado pela rugosidade da superfície da terra e pelos obstáculos; ventos locais A direção do vento é influenciada pela soma dos efeitos globais e locais (brisas marinhas e ventos de montanha).

12 Quais as formas de utilização da energia eólica? A energia cinética, resultante das deslocações de massas de ar, pode ser transformada em: energia mecânica através de aeromotores; energia eléctrica através de turbinas eólicas ou aerogeradores.

13 Energia da biomassa Através da fotossíntese, as plantas capturam energia do sol e transformam na em energia química. Esta energia pode ser convertida em várias formas de energia: eletricidade, combustível ou calor. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energia, usando este processo, são chamadas de biomassa. Incluí se também nesta classificação os efluentes agro pecuários, agro industriais eurbanos.

14 Energia da biomassa fontes Podemos considerar várias fontes energéticas de origem natural: biomassa sólida (produtos e resíduos da agricultura, resíduos da floresta e das indústrias conexas e a fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos combustão direta ou liquefação); biocombustíveis gasosos (lamas das estações de tratamento dos efluentes domésticos e RSU [Resíduos Sólidos Urbanos]) resultam da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica contida nos resíduos anteriormente referidos e é constituído por uma mistura de metano (CH4) em percentagens que variam entre os 50% e os 70% sendo o restante essencialmente CO2.; biocombustíveis líquidos (biodiesel, etanol, metanol)

15 Energia dos oceanos Existem várias formas, potenciais, de aproveitamento da energia dos oceanos: energia das marés, energia associada ao diferencial térmico (OTEC), correntes marítimas e energia das ondas. Atualmente a energia das ondas é uma das formas de energia dos oceanos que apresenta maior potencial de exploração, tendo em conta a força das ondas e a imensidão dos oceanos. A energia das ondas tem origem direta no efeito dos ventos, os quais são gerados pela radiação solar incidente.

16 Energia dos oceanos tecnologias Atualmente existe uma substancial variedade de dispositivos e métodos de extração de energia das ondas, ainda não havendo uma convergência para uma tecnologia dominante. No entanto podem se distinguir dois grupos: sistemas na costa (ou próximos da costa); sistemas em águas profundas (offshore).

17 Energia geotérmica Existe uma grande quantidade de energia térmica, contida no interior do planeta. Esta representa uma potência vezes superior à energia consumida por ano em todo o planeta. Este recurso pode ser classificado em duas categorias: alta temperatura (T>150 o C): este recurso está geralmente associado a áreas de atividade vulcânica, sísmica ou magmática. A estas temperaturas é possível o seu aproveitamento para a produção de energia elétrica. baixa temperatura (T<100 o C): resultam geralmente da circulação de água de origem meteórica em falhas e fraturas e por água residente em rochas porosas a grande profundidade. O aproveitamento deste calor pode ser realizado diretamente para aquecimento ambiente, águas, piscicultura ou processos industriais.

18 Energia hídrica No ciclo da água, a precipitação sobre as montanhas cria escoamentos convergentes nos vales, os rios. Nestes existe um grande potencial energético, energia hídrica. O movimento ou a queda da água contém energia cinética que pode ser aproveitada como fonte de energia. Durante centenas de anos o movimento da água foi usado nos moinhos. A passagemdaáguafaziamoverlemesdemadeiraqueestãoligadosaumamó (pedra granítica redonda muito pesada). Esta, roda e mói o milho transformandoo em farinha. Atualmente a corrente da água é usada para produzir energia elétrica.

19 Energia hidrogénio O hidrogénio é o elemento químico mais abundante no Universo, o mais leve e o que contém o maior valor energético. Este elemento químico além de abundante, permite, através de pilhas de combustível, produzir eletricidade e retornar vapor de água, eliminando a emissão de gases de efeito de estufa na produção de eletricidade. Ao nível dos transportes permite, através de diferentes motores, suplantar os motores de combustão em eficiência e consumo, sem mencionar o fator "emissões zero". O maior problema é o facto de nunca se encontrar isoladamente na natureza, pois encontra se sempre combinado com outros elementos: oxigénio, carbono, etc. O hidrogénio só se transforma em líquido a temperaturas da ordem dos 250 o C, o que obviamente levanta um complicado problema de abastecimento. É devido a este facto que a utilização do hidrogénio se torna um pouco mais complicada.

20 Combustíveis fósseis Existem três grandes tipos de combustíveis fósseis: ocarvão, opetróleo eogás natural. Os três foram formados há milhões de anos atrás na época dos dinossauros, daí o nome de combustível fóssil. Os combustíveis fósseis podem ser encontrados debaixo da terra em muitos locais do nosso planeta. Portugal não é um desses locais (não é um país rico em combustíveis fósseis). Cada um dos combustíveis fósseis é extraído de diferente maneira.

21 Petróleo As companhias petrolíferas extraem o petróleo escavando poços muito fundos. O petróleo é então bombeado e trazido para a superfície terrestre e armazenado em grandes tanques antes de ser distribuído pelo mundo. Nas refinarias o petróleo bruto é separado em vários produtos pelo aquecimento deste espesso combustível. Estes produtos são, essencialmente: a gasolina, o gasóleo, o combustível dos aviões e os óleos. Existem muitos outros produtos que derivam do petróleo, como por exemplo, os fertilizantes para as quintas, as roupas que vestes, a pasta de dentes, as garrafas e canetas de plástico, etc. Quase todos os plásticos têm origem no petróleo.

22 Gás natural O gás natural é mais leve que o ar, sendo constituído maioritariamente por metano. O metano é um composto químico simples constituído por átomos de carbono e hidrogénio. Este gás é altamente inflamável e encontra se em reservatórios subterrâneos perto do petróleo. Desta forma é bombeado e transportado de forma semelhante à do petróleo. O gás natural não tem odor nem pode ser visto, por isso, antes de ser canalizado por tubos até aos tanques de armazenamento, mistura se lhe um químico que lhe confere um forte odor parecido com ovos podres. Assim, é facilmente identificada uma fuga de gás. O gás armazenado nos tais tanques é distribuído através de tubos até às nossas casas, fábricas e centrais elétricas servindo de combustível para produzir eletricidade.

23 Energia nuclear Outragrandeformadeenergiaéanuclear energia presa dentrodonúcleode cada átomo. Fissão nuclear Fissão nuclear significa separar o núcleo dos átomos. Quando isto acontece dá se uma tremenda reação química libertando grande quantidade de energia luminosa e calorífica. Quando o núcleo do átomo é separado lentamente, a energia gerada pode ser transformada em energia elétrica. Se a fissão nuclear for brusca dá se uma explosão bomba atómica. Fusão nuclear Fusão nuclear significa juntar pequenos núcleos de forma a constituir um núcleo maior. No sol ocorre a fusão de átomos de hidrogénio gerando outro composto químico: o hélio. A fusão nuclear liberta luz, calor e radiação.

24 Eletricidade Qualquer material é composto por átomos. Cada átomo contém pequenas partículas sendo uma delas o eletrão. Esteseletrões ( ) giram à volta do centro (ou do núcleodoátomo), tal como a lua gira à volta do sol. O núcleo é constituído por neutrões (neutros) e protões (+). Em alguns tipos de átomos os eletrões são pouco ligados ao núcleo podendo facilmente saltar para outro átomo. Quando estes eletrões se movem de átomo em átomo cria se uma corrente elétrica.

25 Eletricidade Há materiais que conduzem melhor a eletricidade que outros, o que é medido através da sua resistência. Quantomenor a resistência do fio melhor éa condução elétrica; pois significa que os eletrões estão menos ligados ao seu núcleo. A resistência dos fios depende da sua grossura, comprimento e composição. O cobre é dos metais com menor resistência elétrica e, por isso, é usado regularmente como condutor elétrico. Os fios elétricos que passam pelas paredes da tua casa chegando às lâmpadas e tomadas são quase sempre de cobre. A força elétrica que desloca o eletrão é medida em volts. Em Portugal usam se 220voltsdeenergiaelétricaparatodasasaplicaçõeselétricas.NaAméricausamse 110 volts para aplicações regulares e 220 volts para grandes aplicações.