Tipos de Energia e suas Transformações

Você já imaginou sua vida sem o computador, sem carro, avião, som, televisão, geladeira, sem poder conservar os alimentos, sem tomar um banho quente, sem máquinas fotográficas para recordar os bons momentos, sem fogos de artifícios para comemorar algo ou quem sabe sem uma boa comida cozida?

E aí, não seria fácil. Todas essas boas invenções não seriam possíveis, se o homem não tivesse descoberto a energia.

Uma dessas descobertas e muito importante foi a do fogo. Foi graças a ele que homem primitivo conseguiu afugentar animais nocivos, se aquecer, assar seus alimentos, já que vivia principalmente da caça e da pesca; de cozer barros, luz e também fundir metais.

Energia é um sistema que permite realizar trabalho. Com ela pode-se modificar a matéria, anular ou provocar movimentos e causar sensações.

Hoje se conhece várias formas de energia: elétrica, térmica, potencial, cinética, mecânica, nuclear, eólica, química, solar e outras.

A energia elétrica representa a diferença de potencial elétrico entre dois pontos, à interação entre eles chama-se corrente elétrica. A energia solar é a energia que é captada do sol na forma de calor ou de luz. Já a energia potencial refere-se a diferença de potencial, como a queda de um corpo. A energia cinética está ligada diretamente ao movimento de um corpo. A energia térmica é representada na forma de calor. Já a energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial. A energia nuclear é a energia liberada numa reação química, bem como a energia química que é envolvida entre as ligações químicas entre os átomos. E temos também a energia eólica que é a energia gerada pela força do vento.

 

Essas formas de energia podem ser convertidas uma nas outras:

Energia elétrica em térmica: quando usamos o chuveiro elétrico, água é aquecida, ou quando usamos o ferro elétrico ou no uso de aquecedores.

Energia elétrica em luminosa: quando acendemos uma lâmpada ou quem sabe a luz que está sendo refletida aí na tela do seu computador;

Energia química em mecânica: esta transformação é vista quando corremos ou andamos ou qualquer contração muscular;

Energia química em elétrica: acontece quando por exemplo acionamos a bateria de uma carro, ou o que acontece com o peixe poraquê (Electrophorus electricus), este peixe pode emitir até 200 volts de energia elétrica.

Energia química em luminosa: essa conversão é vista em alguns peixes de águas profundas, algas e nos vaga-lumes.

hidrelétrica de Itaipu

Energia cinética em elétrica: na queda d’água a energia faz girar as turbinas nas usinas hidrelétricas.  

Energia solar em elétrica: é o que acontece através de placas, células fotovoltaicas, que captam essa energia transformando-a em eletricidade.

Percebemos que a energia nas mais diversas formas, está presente em nosso dia-a-dia, e é toda esta variedade de energia que nos possibilita aproveitarmos a vida de uma maneira mais diversificada. E viva a energia!

 

FONTE: http://www.marquecomx.com.br/2010/12/o-que-seria-do-homem-sem-energia-e-suas.html

 

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3ª AVALIAÇÃO DE FÍSICA

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3ª AVALIAÇÃO DE FÍSICA

Relatório sobre gravitação

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As trocas de calor

Atividade para ser realizada com base na página 69 e 68 do seu livro de Física 2.  

 As trocas de calor acontecem diariamente e a todo instante entre os corpos e objetos que fazem parte do universo. Mas o que vem a ser calor? A definição de calor pode ser dada da seguinte forma:
Calor é energia térmica em trânsito que flui de um corpo para outro em decorrência da diferença de temperatura dos mesmos.
O calor pode ser transferido de um corpo para outro por meio de três diferentes formas que são: condução, convecção e irradiação. A condução surge do contato entre os materiais com diferença de temperatura. A convecção acontece com os fluidos em geral e ocorre em razão das diferenças de densidade das partes envolvidas. Por último, temos a irradiação. Esse é o tipo de propagação do calor que, ao contrário das outras duas mencionadas anteriormente, não necessita de um meio material para que aconteça, ou seja, pode acontecer no vácuo. É dessa forma que todos os dias o Sol aquece a Terra.
O calor tem grande importância em nossas vidas e muitas vezes é necessário medir a quantidade que é trocado entre os corpos. Para quantificar o calor trocado entre estes, bem como outras grandezas térmicas, utiliza-se um aparelho denominado calorímetro. Esse equipamento é constituído por um recipiente interno que, por sua vez, é envolvido por outro recipiente externo totalmente fechado e de paredes isolantes. Com essa construção reduzem-se ao máximo as perdas de calor para o meio ambiente.
Quando dois ou mais corpos de temperaturas diferentes são colocados em seu interior, acontecem trocas de calor entre os mesmos até que alcancem o equilíbrio térmico. É por meio dessa igualdade de temperaturas que podemos determinar, por exemplo, a capacidade térmica e o calor específico das substâncias em questão.

 Revisando....

Quando são colocados em contato dois ou mais corpos que se encontram em diferentes temperaturas, observa-se que, após um certo intervalo de tempo, todos atingem uma temperatura intermediária entre as temperaturas iniciais. Durante esse processo, ocorre uma transferência de energia térmica dos corpos de maior temperatura para os de menor temperatura. Essa energia térmica em trânsito denomina-se calor.

Unidades de Quantidade de Calor
Caloria (cal) é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1g de água de 14,5°C a 15,5°C,sob pressão normal.
No SI, a unidade de quantidade de calor é o joule (J)
A relação entre a caloria e o joule é:
1cal = 4,186J 

OBSERVAÇÃO IMPORTANTE:

 O princípio de trocas de calor possui mesmo módulo, porém apresenta sinais contrários, ou seja, o corpo que recebe calor é positivo e o corpo que cede (perde) calor é negativo.

A representação matemática para esse fato é:

Q A = - QB

Ou:

Q A + QB = 0

Onde:
QA = quantidade de calor recebida
-QB = quantidade de calor perdido 

Capacidade térmica

É a quantidade de calor que um corpo necessita receber ou ceder para que sua temperatura varie uma unidade.
Então, pode-se expressar esta relação por:

Sua unidade usual é cal/°C.

A capacidade térmica de 1g de água é de 1cal/°C já que seu calor específico é 1cal/g.°C.
 

FONTES PESQUISADAS:
http://www.colegioweb.com.br/fisica/calorimetria-estudo-das-trocas-de-calor.html
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/trocas.php
http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/trocas-calor.htm
 

Transferência de calor

A transferência de calor ocorre quando dois ou mais corpos que estão em temperaturas diferentes são colocados em contato, ou em um mesmo local, fazendo com que a energia térmica de um corpo seja transferida para outro.

Esta transferência de calor pode acontecer de três maneiras diferentes, por condução, convecção ou irradiação.

Condução:

Acontece principalmente em meios sólidos e essa forma de transferência de calor ocorre em razão do contato das partículas (átomos, elétrons e moléculas) que formam o corpo. Imagine a seguinte situação: com uma barra metálica em mãos, coloque uma de suas extremidades em uma fonte de calor (uma chama de fogo, por exemplo). Em minutos você perceberá que a outra extremidade da barra estará quente e você não conseguirá segurá-la. Mas o que aconteceu para que a outra extremidade da barra esquentasse? O calor fluiu do ponto mais quente para o mais frio da barra em razão da diferença de temperatura entre as duas pontas da mesma. A transmissão do calor ocorre através da agitação dos átomos que constituem a barra e é transferida sucessivamente de um para outro até que se atinja o equilíbrio térmico.

Convecção:

É o fenômeno da transferência de calor que se observa nos fluidos, gases e líquidos, e acontece em razão da diferença de densidade do fluido. Esse tipo de transferência de calor pode ser observado nos condicionadores de ar. Esses aparelhos são colocados na parte superior de uma sala de forma proposital, pois o ar frio que é mais denso que o ar quente do ambiente desce e o ar quente sobe para ser refrigerado, formando, dessa maneira, as correntes de convecção. Esse é o princípio da refrigeração dos alimentos nas geladeiras.

 Irradiação:

A condução e a convecção são formas de propagação de calor que para ocorrer é necessário que haja meio material, contudo, existe uma forma de propagação de calor que não necessita de um meio material (vácuo) para se propagar, esta é a irradiação térmica. Esse tipo de propagação do calor ocorre através dos raios infravermelhos que são chamadas ondas eletromagnéticas. É dessa forma que o Sol aquece a Terra todos os dias, como também é o meio que a garrafa térmica mantém, por longo tempo, o café quentinho em seu interior.

E a garrafa térmica?

 

A garrafa térmica é um dispositivo cuja finalidade principal é manter constante, por maior intervalo de tempo, a temperatura de seu conteúdo.

Para tanto, as paredes desse sistema são praticamente adiabáticas, ou seja, reduzem consideravelmente as trocas de calor entre seu conteúdo e o meio externo.

Com a finalidade de isolar termicamente o conteúdo de uma garrafa térmica do meio ambiente, adotam-se os seguintes procedimentos:

as paredes internas são feitas de vidro, que por ser mau condutor, atenua as trocas de calor por condução;

as paredes internas são duplas, separadas por uma região de vácuo, cuja função é evitar a condução do calor que passa pelas paredes de vidro;

o vidro de que são feitas as paredes internas da garrafa é espelhado, para que o calor radiante seja refletido, atenuando assim as trocas por radiação.

Para evitar as possíveis trocas de calor por convecção, basta fechar a garrafa, pois dessa forma as massas fluidas internas não conseguem sair do sistema.

É evidente que não existe o isolamento térmico perfeito; assim, apesar dos cuidados citados, após um tempo relativamente grande (várias horas), o conteúdo da garrafa térmica acaba atingindo o equilíbrio químico térmico com o meio ambiente.

FONTES PESQUISADAS:

http://www.efeitojoule.com/2010/06/transferencia-de-calor-transferencia.html

http://meuartigo.brasilescola.com/fisica/conducao-conveccao-irradiacao.htm

http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/radiacao-conducao-conveccao.htm

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/vaso-de-dewar/vaso-de-dewar.php

A energia térmica em trânsito: o Calor.

Temperatura e calor são dois conceitos diferentes e que muitas pessoas acreditam ser a mesma coisa. No entanto, o entendimento desses dois conceitos se faz necessário para o estudo da termologia. Também chamada de termofísica, a termologia é um ramo da física que estuda as relações de troca de calor e as manifestações de qualquer tipo de energia que é capaz de produzir aquecimento, resfriamento ou mudanças de estado físico dos corpos, quando esses ganham ou cedem calor.

Temperatura

Temperatura é a grandeza física associada ao estado de movimento ou à agitação das partículas que compõem os corpos . No cotidiano é muito comum as pessoas medirem o grau de agitação dessas partículas através da sensação de quente ou frio que se sente ao tocar outro corpo. No entanto não podemos confiar na sensação térmica. Para isso existem os termômetros, que são graduados para medir a temperatura dos corpos.

Calor

É muito comum ver pessoas falando que estão com calor, no entanto, fisicamente falando, essa fala está errada. Calor é definido como sendo energia térmica em trânsito e que flui de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura existente entre eles, sempre do corpo mais quente para o corpo mais frio.

Quem ainda não entendeu...

Quando colocamos dois corpos com temperaturas diferentes em contato, podemos observar que a temperatura do corpo "mais quente" diminui, e a do corpo "mais frio" aumenta, até o momento em que ambos os corpos apresentem temperatura igual. Esta reação é causada pela passagem de energia térmica do corpo "mais quente" para o corpo "mais frio", a transferência de energia é o que chamamos calor.

Calor sensível

É denominado calor sensível, a quantidade de calor que tem como efeito apenas a alteração da temperatura de um corpo.

Calor latente

Nem toda a troca de calor existente na natureza se detém a modificar a temperatura dos corpos. Em alguns casos há mudança de estado físico destes corpos. Neste caso, chamamos a quantidade de calor calculada de calor latente.

Mais um pouco...

Calor Sensível

Sabemos que calor é energia térmica em trânsito que flui entre os corpos em razão da diferença de temperatura entre eles. Dessa forma, imagine uma barra de ferro que receba ou perca certa quantidade de calor Q. Esse calor que a barra ganhou ou perdeu é denominado de calor sensível, pois ele provoca apenas variação na temperatura do corpo, sem que aconteça mudança no seu estado de agregação, ou seja, se o corpo é sólido continua sólido e o mesmo acontece com os estados líquidos e gasosos.

Também chamado de calor específico, o calor sensível, determinado pela letra c (minúscula), é avaliado da seguinte forma: cal/g. °C. Essa relação informa a quantidade de calor que um grama de substância deve receber ou ceder para que nela aconteça a variação de um grau de temperatura. Essa é uma unidade prática, ou seja, a que é mais utilizada no dia a dia. Contudo, no Sistema Internacional de Unidades (SI) o calor específico pode ser dado de duas formas: J/kg. K ou em J/kg. °C.

Calor Latente

Diferente do calor sensível, quando fornecemos energia térmica a uma substância, sua temperatura não varia, mas seu estado de agregação se modifica, esse é o chamado calor latente. Essa é a grandeza física que informa a quantidade de energia térmica (calor) que uma unidade de massa de uma substância deve perder ou receber para que ela mude de estado físico, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e assim por diante.