ENERGIA CONCEITO. Ciências Físico-Químicas 8º ano de escolaridade. Ano letivo 2013/2014 Docente: Marília Silva Soares 1. Energia

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1 Física química - 10.º Contúdos nrgia Objtio gral: Comprndr m qu condiçõs um sistma pod sr rprsntado plo su cntro d massa qu a sua nrgia como um todo rsulta do su moimnto (nrgia cinética) da intração com outros sistmas (nrgia potncial); intrprtar as transfrências d nrgia como trabalho m sistmas mcânicos, os concitos d força consratia d força não consratia a rlação ntr trabalho ariaçõs d nrgia, rconhcndo situaçõs m qu há consração d nrgia mcânica. - nrgia tipos fundamntais d nrgia. nrgia intrna - Transfrências d nrgia Comptências Indicar qu um sistma físico (sistma) é o corpo ou o conjunto d corpos m studo. ssociar a nrgia cinética ao moimnto d um corpo a nrgia potncial (graítica, létrica, lástica) a intraçõs dss corpo com outros corpos. plicar o concito d nrgia cinética na rsolução d problmas nolndo corpos qu apnas têm moimnto d translação. ssociar a nrgia intrna d um sistma às nrgias cinética potncial das suas partículas. Idntificar um sistma mcânico como aqul m qu as ariaçõs d nrgia intrna não são tidas m conta. Indicar qu o studo d um sistma mcânico qu possua apnas moimnto d translação pod sr rduzido ao d uma única partícula com a massa do sistma, idntificando-a com o cntro d massa. Idntificar trabalho como uma mdida da nrgia transfrida ntr sistmas por ação d forças calcular o trabalho ralizado por uma força constant m moimntos rtilínos, qualqur qu sja a dirção dssa força, indicando quando é máximo. nunciar aplicar o Torma da nrgia Cinética. Dfinir forças consratias forças não consratias, idntificando o pso como uma força consratia. plicar o concito d nrgia potncial graítica ao sistma m intração corpo + Trra, a partir d um alor para o níl d rfrência. Rlacionar o trabalho ralizado plo pso com a ariação da nrgia potncial graítica aplicar sta rlação na rsolução d problmas. Dfinir aplicar o concito d nrgia mcânica. 3 NRGI CONCITO 4 no ltio 013/014 Docnt: Marília Sila Soars 1

2 O concito d nrgia nrgia stá smpr prsnt na linguagm do nosso dia-a-dia. nrgia, calor tmpratura são palaras qu muito utilizamos, d forma indiscriminada, mas qu têm significados muito difrnts. O concito d nrgia (cont.) Outras situaçõs do dia-a-dia m qu é utilizada a palara nrgia. Dizmos: O ptrólo é nrgia a nrgia stá a sgotar-s nsta sala stá muito calor. quando driamos dizr: o ptrólo é uma font d nrgia; crtas formas d nrgia stão a sgotar-s; nsta sala a tmpratura stá muito lada. Os jogadors stão chios d nrgia! Constança stá rcuprando nrgias! Nstas situaçõs associa-s nrgia a saúd ou actiidad. stou muito cansado, stou sm nrgia! 5 6 O concito d nrgia (cont.) Diariamnt, ous lês frass como: O carão é uma nrgia polunt. O concito d nrgia (cont.) nrgia é uma propridad d todos os corpos, qu s manifsta d difrnts formas, sndo dtctada plos fitos qu produz. nrgia d um sistma pod sr mdida ou calculada. nrgia é uma grandza scalar qu s xprim, no SI, m joul (J) s unidads práticas d nrgia são a caloria (cal) o quilowatt-hora (KW.h). Utiliza-s como múltiplo da caloria a quilocaloria (Kcal) Nstas frass. palara nrgia é utilizada como sinónimo d font d nrgia. 1J 1W.h 1kW.h J 6 1KW.h 3,6x10 J 1cal 4,18J 1 Kcal 4,18 KJ 7 8 no ltio 013/014 Docnt: Marília Sila Soars

3 Manifstaçõs d nrgia nrgia manifsta-s d difrnts maniras, toma difrnts dsignaçõs d acordo com os fitos qu produz: Manifstaçõs d nrgia (cont.) nrgia Química nrgia Térmica nrgia Sonora nrgia radiant nrgia léctrica nrgia mcânica /motora 9 10 Fonts d nrgia Fonts d nrgia (cont.) font d nrgia é um sistma qu fornc nrgia a outros sistmas com os quais intrag. O Sol é a nossa font d nrgia! NRGI Podmos classificar a nrgia quanto às suas manifstaçõs, também como às suas fonts. NRGI s fonts d nrgia podm classificar-s como: Primárias Scundárias ncontram-s na Obtêm-s a partir d outras naturza podm sr fonts d nrgia por ação utilizadas dirtamnt. humana. Gasólo Ptrólo rfinado Gasolina Rnoáis Não rnoáis Gás butano Gás propano ltricidad 11 1 no ltio 013/014 Docnt: Marília Sila Soars 3

4 Fonts d nrgia (cont.) s fonts d nrgia primárias podm classificar-s como: Rnoáis São as qu s rnoam continuamnt sndo insgotáis. Contribum para a sustntabilidad do planta O Sol; O nto; s ondas as marés; nrgia hídrica; gotrmia; biomassa; O biogás Primárias Não rnoáis São as aqulas cujas rsras s sgotam, uma z qu o su procsso d formação é muito lnto, quando comparado com o su consumo; são rcursos limitados Combustíis fóssis: Urânio carão; ptrólo; gás natural. Fonts d nrgia Primárias (cont.) R n o á i s Fonts d nrgia Primárias(cont.) Física química - 10.º N ã o r n o á i s Combustíis Fossis FORMS D NRGI NRGI INTRN no ltio 013/014 Docnt: Marília Sila Soars 4

5 nrgia intrna Sistma, izinhança frontira Um sistma é uma part do Unirso qu s prtnd studar. Um sistma pod sr classificado como abrto, fchado ou isolado, tndo m conta s ocorrm trocas d nrgia matéria com o xtrior. Vizinhança é o rsto do Unirso qu rodia o sistma. frontira é a linha qu spara o sistma do unirso Frontira Sistma izinhança Todos os sistmas possum nrgia. nrgia é uma só só assum duas formas fundamntais dsignadas por: nrgia cinética ( c ) nrgia potncial ( p ) É a forma d nrgia associada ao moimnto dpnd da locidad () a qu o corpo s dsloca da sua massa (m). soma da nrgia cinética ( c) com a nrgia potncial ( p) constitui a nrgia total do sistma a nrgia mcânica ( m) : m= C + p É a nrgia qu s ncontra armaznada nos corpos d-s à intracção ntr as partículas qu o constitum. xistm árias formas d nrgia potncial: nrgia potncial graítica ( pg); nrgia potncial lástica ( p); nrgia potncial létrica ( p.lt.) nrgia potncial magnética ( pm); nrgia potncial química ( pq) nrgia cinética ( c ) Quanto maior for a massa (m kg) ou a locidad (m m/s) d um corpo, maior é a nrgia cinética (m J) qu l possui 1 m S dois corpos tirm a msma massa, o S dois corpos tirm massas difrnts, s qu tir maior locidad é o qu tm dslocarm à msma locidad, tm maior maior nrgia cinética nrgia cinética o qu tir maior massa. c nrgia cinética ( c ) xmplo: 1. Considra duas bolas, d massas iguais (5 kg) com locidads d 10 m/s 7 m/s, rsptiamnt. Qual a bola com maior nrgia cinética?. Considra duas bolas difrnts qu s dslocam à msma locidad. Qual a bola qu tm maior nrgia cinética? m m, c c m m, c c 19 m m, c c c 1 m m m, c c 0 no ltio 013/014 Docnt: Marília Sila Soars 5

6 nrgia potncial graítica ( pg ) nrgia potncial graítica rsulta da intração dos corpos com a Trra; dpnd da massa (m) do corpo da distância (h) a qu l s ncontra da trra. pg h m g nrgia potncial graítica ( pg ) xmplo 1. Considra dois corpos d massas difrnts, 3 kg 7 kg rsptiamnt, mas à msma altura do solo (8 m). Qual o corpo qu tm maior nrgia potncial graítica? Tndo duas bolas d massas difrnts, à msma altura, a d maior massa tm maior nrgia potncial graítica. Tndo duas bolas d massas iguais, a bola a maior altura tm maior nrgia potncial do qu a bola a mnor altura.. Considra dois corpos d massas iguais (6 kg) a alturas difrnts d 3 8 m, rsptiamnt. Qual o corpo qu tm maior nrgia potncial graítica? pg pg pg pg pg pg pg h m g pg pg 1 nrgia intrna nrgia intrna Para studar a nrgia total d um sistma tm d s contabilizar uma nrgia qu tm m conta a strutura do sistma qu é constituído microscopicamnt por muitas partículas qu é uma propridad do sistma - nrgia intrna. Para a nrgia intrna contribum duas formas básicas d nrgia: a nrgia potncial intrna qu rsulta das árias intraçõs ntr as partículas qu constitum o sistma a níl microscópico; a nrgia cinética intrna associada ao moimnto dssas msmas partículas. Um aumnto d cada uma dssas parclas (massa tmpratura) contribui para o aumnto da nrgia intrna do sistma. nrgia total ( total) d um sistma corrspond à soma da nrgia mcânica, macroscópica, com a nrgia intrna, microscópica: total = m + i 3 4 no ltio 013/014 Docnt: Marília Sila Soars 6

7 Física química - 10.º nrgia intrna nrgia intrna d um sistma rsulta dpnd Da nrgia cinética das partículas do sistma Da nrgia potncial associada às intraçõs ntr ssas partículas Da agitação corpuscular das partículas, portanto, da tmpratura do sistma Do númro d partículas do sistma (quanto maior for a quantidad d matéria no sistma, maior srá a sua nrgia intrna. SISTM MCÂNICO MODLO D PRTÍCUL MTRIL 5 6 nrgia Transfrências transformação d nrgia Sistma Mcânico Modlo do cntro d massa Quando s considram sistmas m qu as ariaçõs d nrgia intrna não são tidas m conta apnas s considram altraçõs na nrgia mcânica sts sistmas são considrados por sistmas mcânicos. nrgia Transfrências transformação d nrgia Sistma Mcânico Modlo do cntro d massa Modlo do cntro d massaaplica-s: a sistmas mcânicos constituídos por sólidos indformáis m moimntos d translação. quando não s tm m conta ariaçõs d nrgia intrna do sistma. studar o moimnto d um sistma mcânico implica studar moimnto d todas as partículas qu o constitum Considra-s o sistma como uma única partícula ond s ncontra toda a massa. m qualqur sistma mcânico, o cntro d massa mo-s como um ponto isolado d massa total do sistma no qual atua uma força igual à soma torial d todas as forças xtriors aplicadas. Cntro d massa: ponto qu rprsnta um sistma a qu s associa a massadss sistma. Considram-s aplicadas nss ponto todas as forças qu atuam sobr o sistma. Limitaçõs: Ignora ariaçõs d nrgia intrna; Não prmit o studo dos moimntos d rotação (nm das dformaçõsdo sistma). Quando um sistma é rprsntado plo cntro d massa o chamado modlo do cntro d massa (ou modlo da partícula matrial) diz-s qu o sistma foi rduzido a uma partícula 7 8 no ltio 013/014 Docnt: Marília Sila Soars 7

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