Cursinho Pró-Enem UFMS 2014 Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Física Energias e suas transformações Professora: Karime Dalle Siqueira
Algumas curiosidades... Como é gerada a eletricidade a partir da água nas hidrelétricas? Imagem: Vinícius Bodo / GNU Free Documentation License. Imagem: Gelpgim22 / GNU Free Documentation License. É possível converter um tipo de energia em outro qualquer? Antes de responder, vamos fazer uma breve viagem no tempo e conhecer alguns conceitos fundamentais.
Imagem: Nikai / domínio público. Um pouco de história... O desenvolvimento do ser humano está intrinsecamente ligado aos tipos de energia a que teve acesso. O domínio sobre o fogo foi o primeiro grande passo para a humanidade.
Imagem: Nicolás Pérez / GNU Free Documentation License. Imagem: Ben Brooksbank / Creative Commons Attribution- Share Alike 2.0 Generic. Imagem: Herman Heyenbrock / domínio público. O Carvão Mineral foi o combustível que impulsionou a Revolução Industrial. Foi ele quem alimentou as máquinas a vapor e, através destas, o homem conseguiu produzir produtos manufaturados em grandes quantidades, como tecidos, ferramentas e outras máquinas. Por intermédio das máquinas a vapor, o homem reduziu o tempo de deslocamento entre cidades e países, através dos trens e navios.
Imagem: MOs810 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. No século XVIII, a energia elétrica passou a ocupar o espaço do carvão nos processos industriais. A energia elétrica era mais nobre que o carvão, pois sua conversão em outra forma de energia só era conseguida de forma muito eficiente.
No final do século XIX, outro energético surge para mudar o mundo: o petróleo com o uso de seus derivados. Imagem: Unisouth / GNU Free Documentation License. Imagem: Yan Kennon / domínio público. Imagem: Divulgação Petrobras / Abr / Creative Commons Attribution 3.0 Brazil.
Energia está em tudo que nos rodeia! Vou dormir para recuperar Energia para amanhã! Hoje estamos cheios de Energia. Vamos Brincaaaaaar! Imagem: Eurobas / GNU Free Documentation License. Acho que eu não estou legal. Estou sem Energia Imagem: Esparta / Creative Commons Attribution 2.0 Generic. Imagem: Dmytro.Tchystiak / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Nessas situações, associa-se Energia à saúde ou à atividade.
Imagem: Christopher Johnson / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic. Imagem: Keith Allison / Creative Commons Attribution- Share Alike 2.0 Generic. Afinal, o que é ENERGIA?
ENERGIA: A Física ainda não conhece uma definição apropriada para energia, apesar de conhecer bem as suas aplicações. De modo simples, pode-se dizer que energia é a capacidade que um corpo tem para realizar trabalho. A essência da Física é, na verdade, o estudo das transformações energéticas da matéria. Lembremos que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada ou dividida.
ENERGIA CINÉTICA (VELOCIDADE) E C = m.v 2 2 ENERGIA MECÂNICA (MOVIMENTO) E M = E C + E P ENERGIA POTENCIAL (POSIÇÃO) GRAVITACIONAL (ALTURA) E PG = m. g. h ELÁSTICA (DEFORMAÇÃO) E PE = K.X 2 2
Imagem: Gelpgim22 / GNU Free Documentation License. Princípais fontes de Energia Renováveis O Sol Imagem: SolarCoordinates / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. A energia provinda do Sol pode ser utilizada para produzir: Calor: utilizando-se coletores solares. Eletricidade: utilizando-se painéis fotovoltaicos. Imagem: Emijrp / GNU Free Documentation License. O Vento Essa energia pode ser utilizada para produzir Eletricidade através de aerogeradores.
A Água Constroem-se barragens hidroelétricas para produzir Eletricidade. Imagem: Hannu / domínio público. As Marés Imagem: Janell Blose / domínio público. O aproveitamento dessa energia pode ser feito através de centrais elétricas que funcionam por ação da água das marés. A diferença entre os níveis de água da maré cheia e seca, são fatores determinantes para a produção de Eletricidade.
ESQUEMA DE UMA USINA HIDRELÉTRICA:
A energia potencial gravitacional da água se transforma em energia cinética, à medida que a água entra pela tubulação. Ao atingir a turbina, essa energia cinética se transforma em energia elétrica que, por sua vez, é levada às linhas de distribuição de energia.
Exercício 01 A figura ao lado mostra um esquema simplificado de uma Usina Hidrelétrica. A respeito do funcionamento de uma hidrelétrica e dos conceitos físicos envolvidos, marque a alternativa CORRETA: Imagem: Sturm / domínio público. a) a função principal da água é fazer girar a turbina do gerador. b) a barragem serve para armazenar energia cinética da água c) na turbina do gerador ocorre a transformação de energia potencial gravitacional da água em energia elétrica d) as usinas hidroelétricas não causam impactos ambientais Resposta: a)
Exercício 02 A lei da conservação da energia mecânica diz que a energia mecânica não é criada nem destruída, ela é apenas transformada de um tipo de energia em outro. Então, pode-se concluir que os tipos de transformação de energia que ocorrem em uma usina hidrelétrica são, respectivamente: a) Energia Potencial Gravitacional Energia Cinética Energia Elétrica b) Energia Cinética Energia Potencial Gravitacional Energia Elétrica c) Energia Cinética Energia Elétrica Energia Potencial Gravitacional d) Energia Cinética Energia Elétrica e) a) Energia Potencial Gravitacional Energia Elétrica Resposta: a)
Exercício 03 (ENEM) No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas: I. cinética em elétrica II. potencial gravitacional em cinética Analisando o esquema a seguir, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre: a) I - a água no nível h e a turbina, II - o gerador e a torre de distribuição. b) I - a água no nível h e a turbina, II - a turbina e o gerador. c) I - a turbina e o gerador, II - a turbina e o gerador. d) I - a turbina e o gerador, II - a água no nível h e a turbina. e) I - o gerador e a torre de distribuição, II - a água no nível h e a turbina.