Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Energia

Energia

A capacidade de um sistema físico para produzir um trabalho.

Esta definição, embora seja o mais difundido, é enganadora devido à imprecisão do termo "capacidade" e, portanto, definir melhor a energia a que está em trabalho ocorrem, diminui até um valor igual ao trabalho produzido. A energia assim medida nas mesmas unidades que o trabalho.

História do estudo da energia

A noção de energia aparece pela primeira vez a partir de investigações Joule e Carnot sobre a conversão de calor em trabalho mecânico e graças a teoria de Helmholtz sobre a ligação entre o trabalho feito por um sistema isotérmico com a energia interna e entropia do sistema. Desta forma, a energia não é apenas ligado ao conceito de trabalho mecânico, mas também a eléctrico, químico ou térmico trabalho. Por esta razão, podemos falar de energia elétrica, energia química e energia térmica.

Ao mesmo tempo, podemos dizer que se um sistema físico isolado uma parte equivalente deste trabalho desaparece uma certa quantidade de trabalho, ou como parte de várias formas de energia, a mesma quantidade de trabalho deve aparecer sob outras formas de energia, tal como definido lei da conservação da energia.

Como resultado de investigações conduzidas RJE Clausius e William Thomson meados de s. XIX, tornou-se evidente o processo de degradação de energia, ou seja, o trabalho útil que pode ser obtido em um sistema isolado não toda a energia é conservada, mas há uma parte dessa energia que degrada (entropia, segundo princípio da termodinâmica). Mais tarde, e seguindo a teoria da equivalência massa-energia do A. Einstein (1905), o princípio da conservação foi ampliado, e agora não é diferente entre a conservação da massa e conservação de energia, resultando a teoria da relatividade, lei de conservação.

Em 1900, Max Planck deu a explicação dos muitos fenômenos até então inexplicada pela teoria quântica da energia (mecânica quântica), o que representou uma contribuição fundamental para o conhecimento do conceito de energia.

Definição de diferentes tipos de energia

Power pode ser fornecido de várias formas, que, pelo princípio da conservação da energia, podem ser transformados em outro. Portanto, podemos falar sobre diferentes tipos de energia mais em termos de seus efeitos do que a sua origem natural. A este respeito, a energia pode ser classificada em mecânica, termodinâmico, electromagnética e nuclear.

Definição de energia mecânica

A energia mecânica é, devido às variáveis geométricas e dinâmicas do sistema, a partir de um ponto de vista macroscópico, e que responde ao esquema matemático simples.

A definição de energia mecânica em um corpo material de massa constante (m) é a soma de sua energia cinética e energia potencial. A energia cinética é proporcional à velocidade do corpo, enquanto a energia potencial depende da posição do corpo no campo de força em torno dele. Assim, no caso da posição de queda livre seria determinada pela altura e o campo de força pela força da gravidade. Também é possível considerar a deformação potencial devido às propriedades elásticas de um organismo pode ser deformada como uma energia de mola comprimida.

Definição de energia termodinâmica

A definição de energia termodinâmica faz sentido do ponto de vista molecular. Dadas as variáveis termodinâmicos, pode-se definir a L energia interna de um sistema como a soma das energias cinéticas das moléculas que compõem e da energia potencial das forças entre eles. Cada um dos átomos ou moléculas de um organismo ou substância estão em movimento contínuo, quer de rotação, translação ou de vibração, em relação à posição de equilíbrio, mais ou menos intensa em função da temperatura. Deste ponto de vista, podemos dizer que a energia equivalente térmico para a energia cinética das moléculas, tal como formulado por L. Boltzmann em sua teoria cinética dos gases.

A energia interna não é uma magnitude mensurável de um absoluto, mas apenas variações de energia entre dois estados do sistema (primeira lei da termodinâmica) são medidos.

O nome é dado depende da manifestação desta energia ou a natureza do fenômeno que gera. Nós definimos

  • Ligação de energia ou a energia de formação da diferença entre a energia de uma molécula e os átomos que formam (ligação)
  • Energia de dissociação da energia liberada na dissociação de um composto
  • Aumento da energia A energia de ativação necessária para uma reação química (energia de ativação) e ocorre
  • Energia de ressonância a diferença de energia entre a energia teórica e real de formação de um composto de ressonância (ressonância).

Energia livre refere-se a variação da energia interna (L) ou entalpia (H) com a variação de entropia (S) de um sistema e serve para indicar que o sistema de direcção vai evoluir espontaneamente (afinidade).

Definição de energia eletromagnética

A definição de energia electromagnética é a energia derivada da natureza electromagnética de matéria.

A energia eletromagnética se manifesta basicamente de duas maneiras: transformada em energia cinética de cargas elétricas que estão em sua zona de influência, que pode se tornar calor (efeito Joule) ou de energia mecânica (motores elétricos) - ou espalhar como energia radiante para fora o ambiente onde tem gerado sob a forma de ondas electromagnéticas-que, em seguida, pode ser convertida em energia de luz, etc. - Ou então, em escala atômica, emitindo partículas transportando uma certa quantidade de energia dada pela equação de Planck (efeito fotoelétrico)

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Definição de energia nuclear

A última definição de energia é a energia nuclear. Este tipo de energia mantém os componentes do núcleo atómico fechar juntos. A massa de um núcleo atómico é menor do que a soma das massas das partículas elementares que formam (defeito de massa). Este defeito de massa é devido ao aparecimento de uma energia de coesão absorvida pela estrutura nuclear e que pode ser calculado pela teoria de relatividade Einstein.

Esta energia pode ser libertada como energia radiante e cinética das partículas são ejectadas a partir do núcleo energético.

Utilização de energia

O uso da energia como fonte de trabalho tem sido sempre uma necessidade essencial para o homem e um dos factores fundamentais do desenvolvimento económico e moderno progresso técnico.

Até o início da revolução industrial, com exceção de experiências isoladas, o homem usou como fontes de energia, força muscular, energia hidroeléctrica e eólica para a produção de trabalho mecânico e combustíveis vegetais para calor. Estes foram até agora os únicos recursos utilizados para a produção de energia, mas com o tempo foram aperfeiçoando esses sistemas para atingir rendimentos mais elevados (utilização mais racional de animais, técnicas de navegação melhorado, invenção da roda d'água, etc).

O princípio de técnicas de desenvolvimento para a exploração de energia foi no aparecimento do motor a vapor e transformação de roda de turbina hidráulica. Mais tarde, a construção dos primeiros motores de combustão deu o empurrão final na obtenção de energia mecânica do calor.

Hoje, as fontes de energia mais utilizados são as cachoeiras, combustíveis e fissão nuclear, e menos importância, solar, eólica, geotérmica e das marés.

A exploração de energia hidráulica exige topográfico adequado e condições hidrográficas e a construção do reservatório e grandes máquinas, a fim de conseguir rendimentos aceitáveis de energia (que pode atingir 80% ou mais da energia potencial da água). Normalmente sempre para a produção de electricidade.

O mais importante fonte de energia consiste em combustível que sofreu um crescimento exponencial nos últimos anos. O rendimento máximo é muito mais baixo do que o obtido por energia hidráulica, mas a sua alta concentração de energia explica sofreu um desenvolvimento considerável. O combustível obtido de calor é usado diretamente ou é convertida em energia mecânica (motores, turbinas ...) e também na obtenção de energia eléctrica por eletroquímica (célula de combustível).

A terceira energia mais utilizada é a energia nuclear, que é geralmente obtida por fissão de núcleos de substâncias como o urânio, plutónio, tório, etc & hellip; A tecnologia de reações de fusão nuclear ainda não está suficientemente desenvolvida para permitir a exploração industrial e é usado somente em laboratórios experimentais e aplicações militares. A energia obtida na fissão nuclear manifesta-se na forma de calor, e atinge muito mais elevado do que os alcançados com os combustíveis convencionais temperaturas, no entanto, os rendimentos actualmente obteníveis são ainda muito baixo (cerca de 30% ). A energia nuclear tem aplicação principalmente na produção de energia elétrica e de propulsão. A energia eléctrica obtida com este sistema (NPP) tem um custo razoável apenas no caso de grandes reactores, que proporcionam muito elevadas potências.

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Última revisão: 25 de novembro de 2016

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