A energia é um conceito fundamental na física e na nossa vida quotidiana, uma força que impulsiona tudo o que fazemos e define a forma como interagimos com o mundo que nos rodeia. Desde iluminar as nossas casas até alimentar os nossos dispositivos eletrónicos, desde a movimentação de veículos até ao cultivo de culturas, a energia desempenha um papel difundido e essencial.
Definição de energia
A energia é um conceito fundamental na física que desempenha um papel crucial na nossa compreensão do universo e na forma como interagimos com ele. Na sua forma mais simples, a energia pode ser definida como a capacidade de realizar trabalho ou causar mudanças em um sistema.
Esta definição, formulada pelo físico britânico James Prescott Joule no século XIX, está subjacente a todos os ramos da física e é essencial para a compreensão de uma vasta gama de fenómenos naturais.
Unidades de energia
A energia pode ser medida em várias unidades, dependendo do sistema de unidades utilizado e do tipo específico de energia que está sendo medida.
Aqui está uma tabela com algumas das unidades de energia mais comuns:
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unidade de energia |
Símbolo |
Equivalência de Joule (aproximada) |
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Joule |
J. |
1 joule |
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Caloria |
Lima |
4.184 joules |
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Quilocaloria (kcal) |
calorias |
4.184 joules |
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elétron-volt (eV) |
eV |
1,602 × 10 -19 joules |
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Watt-hora (Wh) |
o que |
3.600 joules |
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Unidade Térmica Britânica |
BTU |
1.055,06 joules |
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Joules por mol (J/mol) |
J/mol |
Varia de acordo com o produto químico |
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Quilowatt-hora (kWh) |
kWh |
3.600.000 joules (3,6 megajoules) |
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Libras-pé (ft-lbs) |
pés-lb |
1,35582 joules |
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libras-pé (lb-ft) |
lb-ft |
1,35582 joules |
Tipos de energia
A energia não é uma entidade única e monolítica; em vez disso, manifesta-se de várias formas e pode ser classificado em vários tipos principais.
Aqui, exploramos alguns dos tipos mais comuns de energia:
Energia cinética
Esta é a energia associada ao movimento de um objeto. A magnitude da energia cinética depende da massa do objeto e de sua velocidade. Por exemplo, um carro em movimento tem energia cinética, e essa energia aumenta à medida que a sua velocidade aumenta.
Energia potencial gravitacional
Essa forma de energia está relacionada à posição de um objeto em um campo gravitacional, como a energia armazenada por um objeto no ar. Quanto mais alto estiver um objeto, maior será sua energia potencial gravitacional.
Energia potencial elástica
Está relacionado à deformação elástica de objetos, como um elástico esticado ou uma mola comprimida. Essa energia é liberada quando o objeto retorna à sua forma original.
Energia mecânica
A energia mecânica é a soma da energia cinética e da energia potencial de um sistema. Esta forma de energia está relacionada ao movimento e posição dos objetos em um sistema.
Energia térmica
Resulta da vibração e do movimento molecular em um sistema. Quanto mais quente for um objeto, maior será sua energia térmica. A energia térmica flui de objetos mais quentes para objetos mais frios.
Energia química
É armazenado nas ligações químicas das moléculas e é liberado durante as reações químicas. Por exemplo, a energia dos alimentos é liberada quando é metabolizada no corpo humano.
Energia nuclear
Esta é a energia contida no núcleo dos átomos. É liberado em reações nucleares, como fissão (divisão de núcleos) e fusão (união de núcleos). A energia nuclear é a força por trás do sol e das bombas atômicas.
Energia elétrica
Vem do movimento de elétrons em um condutor. É a base da tecnologia moderna e é usado para alimentar dispositivos eletrônicos, iluminação e muito mais.
Energia eletromagnética
A energia eletromagnética é uma forma de energia que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas, como luz visível, microondas, raios X e ondas de rádio. Essa energia é transportada por campos elétricos e magnéticos oscilantes.
Energia magnética
Associado a campos magnéticos e à sua capacidade de realizar trabalho em objetos magnéticos, como motores elétricos.
Energia sonora
É gerado pela vibração de partículas em um meio, como ar ou água. Nosso sentido de audição detecta essa energia na forma de som.
Princípios fundamentais da energia
A energia segue dois princípios fundamentais:
Princípio da conservação de energia
Este principio establece que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se transforma de una forma a otra o se transfiere de un sistema a otro en un sistema aislado.En otras palabras, la cantidad total de energía en un sistema aislado se mantiene constante con o tempo.
Isto significa que a energia total inicial de um sistema é igual à energia total final, mesmo que mude de uma forma para outra.
Princípio de transferência de energia
O segundo princípio fundamental da energia refere-se a como a energia pode ser transferida de um objeto ou sistema para outro através de diferentes processos. Isto significa que a energia pode mover-se de um lugar para outro e mudar de uma forma para outra.
Por exemplo, quando uma força é aplicada a um objeto, é realizado trabalho sobre esse objeto e energia mecânica é transferida para ele. Da mesma forma, a energia térmica pode fluir de um objeto mais quente para um mais frio até atingirem o equilíbrio térmico.
A transferência de energia também é essencial na geração de eletricidade, onde a energia mecânica, térmica, química ou outras formas de energia são convertidas em energia elétrica que pode ser transportada e usada para realizar trabalho.
Exemplos de energia na vida cotidiana
A energia está presente em muitos aspectos da nossa vida diária.
Aqui estão alguns exemplos de como a energia se manifesta em situações cotidianas:
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Eletricidade Doméstica : A energia elétrica é essencial em nossas casas para alimentar luzes, eletrodomésticos, computadores, carregadores de dispositivos, televisores e muito mais.
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Cozinhar : Ao cozinhar, usamos energia térmica para aquecer alimentos em fogões, fornos de micro-ondas e outros dispositivos.
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Transporte : Veículos, sejam carros, trens, ônibus ou bicicletas elétricas, necessitam de energia para se moverem. Os carros usam gasolina ou eletricidade, enquanto os trens podem ser elétricos ou a diesel.
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Iluminação : A energia elétrica é convertida em luz em nossas lâmpadas e lâmpadas para iluminar nossas casas e ruas.
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Usina nuclear – Os reatores nucleares utilizam energia nuclear para gerar energia térmica e convertê-la em energia elétrica.
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Aquecimento e resfriamento : Os sistemas de aquecimento e ar condicionado utilizam energia térmica para manter nossas casas a uma temperatura confortável.
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Eletrônicos Pessoais : Celulares, tablets e laptops funcionam com baterias que armazenam energia elétrica.
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Alimentos e bebidas : A energia química dos alimentos e bebidas fornece a energia necessária para as nossas atividades diárias.
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Iluminação natural : A luz solar fornece iluminação natural durante o dia e também é usada em sistemas de energia solar para gerar eletricidade.
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Transporte Público : Os sistemas de transporte público, como metrôs e bondes, utilizam energia elétrica e cinética para se movimentar.
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Esporte e exercício : As energias cinética e potencial estão envolvidas na prática de esportes e exercícios, seja corrida, natação ou levantamento de peso.
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Entretenimento : Videogames, filmes e shows requerem energia elétrica para seu funcionamento e diversão.
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Estudo e trabalho : Computadores, luzes e outros dispositivos elétricos são essenciais para estudar e trabalhar em escritórios e escolas.
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Transporte de carga : Caminhões e navios usam combustíveis fósseis para transportar mercadorias local e globalmente.
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Medicina : Equipamentos médicos como aparelhos de raios X e ressonâncias magnéticas utilizam energia elétrica no diagnóstico e tratamento.
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Comunicação : A energia é essencial nas redes de comunicação, incluindo a Internet e as redes móveis.
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Energia renovável : Algumas pessoas usam sistemas de energia solar ou eólica em suas casas para gerar eletricidade de forma sustentável.