A energia térmica, também conhecida como energia térmica, é uma forma fundamental de energia que desempenha um papel crucial na nossa vida quotidiana e em diversas aplicações industriais. É derivado do calor e pode ser convertido em outras formas de energia, o que o torna altamente versátil e valioso em diversos contextos.
Neste artigo explicaremos o que é energia térmica, como ela é produzida, suas principais características e apresentaremos uma forma de calcular seu valor quando há mudança de temperatura.
Definição, o que é energia térmica?
A energia térmica é definida como a forma de energia que um corpo possui devido à sua temperatura. Em outras palavras, está relacionado ao calor contido em um objeto ou substância. Essa forma de energia se origina da agitação das partículas que constituem a matéria em nível molecular.
À medida que as partículas se movem mais rapidamente e colidem umas com as outras, a temperatura do objeto aumenta, o que por sua vez aumenta a sua energia térmica.
Unidades de medida
A energia é medida em Joules (J) de acordo com o sistema internacional. Embora quando se trata de energia térmica, calorias (cal) também sejam normalmente utilizadas.
Como a energia térmica é gerada?
A energia térmica é produzida de diversas formas na natureza e nas atividades humanas.
Algumas das fontes mais comuns de produção de energia térmica incluem:
Combustão de combustíveis fósseis
Combustíveis fósseis como petróleo, gás natural e carvão são queimados para gerar calor e, portanto, energia térmica. Este processo é amplamente utilizado na geração de eletricidade e aquecimento em todo o mundo.
Energia solar
O sol é uma fonte inesgotável de energia térmica. Os painéis solares absorvem a radiação solar e convertem-na em calor, que pode ser utilizado para aquecer água ou produzir eletricidade através de sistemas fotovoltaicos.
Energia geotérmica
A energia geotérmica é obtida aproveitando o calor armazenado no interior da Terra. Isto é conseguido através da perfuração de poços geotérmicos e da extração de calor do subsolo para uso no aquecimento de edifícios ou na geração de eletricidade.
Fontes naturais de calor
Além das fontes citadas, a energia térmica também é encontrada em processos naturais, como correntes de água quente em gêiseres e fontes termais.
Características da energia térmica
A energia térmica é uma forma de energia associada ao calor e à temperatura de um objeto ou substância. Abaixo estão algumas das características mais importantes da energia térmica:
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Origem na temperatura : A energia térmica se origina na temperatura de um objeto ou substância. Quanto mais quente for um objeto, maior será sua energia térmica. Essa energia vem da agitação das partículas que constituem a matéria em nível molecular.
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Transferência de Energia : A energia térmica pode ser transferida de um objeto para outro devido a diferenças de temperatura. O calor flui de objetos mais quentes para objetos mais frios até atingirem o equilíbrio térmico, onde suas temperaturas são iguais.
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Forma de energia interna : A energia térmica é uma forma de energia interna em um sistema. Esta energia interna inclui a energia cinética das partículas em movimento e a energia potencial entre as partículas.
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Conversibilidade : A energia térmica pode ser convertida em outras formas de energia. Por exemplo, pode ser convertida em energia mecânica numa máquina térmica, em energia eléctrica numa central térmica ou em energia luminosa numa lâmpada incandescente.
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Perda de calor : A energia térmica tende a ser perdida ao longo do tempo devido à radiação, condução e convecção térmica. É por isso que os sistemas e dispositivos concebidos para reter o calor, como o isolamento em edifícios, são importantes para a conservação da energia térmica.
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Fundamental para a vida : A energia térmica é essencial para a vida na Terra. Os seres vivos regulam a temperatura corporal por meio da energia térmica gerada por processos metabólicos. Além disso, a energia térmica do sol é a principal fonte que permite a existência de vida em nosso planeta.
Fórmula de energia térmica
A energia térmica de um objeto é calculada usando a seguinte fórmula:
Energia térmica (Q) = massa (m) × calor específico (c) × mudança de temperatura (ΔT)
Onde:
- Q é a energia térmica em joules (J).
- m é a massa do objeto em quilogramas (kg).
- c é o calor específico do material em joules por quilograma por grau Celsius (J/kg·°C) ou em joules por grama por grau Celsius (J/g·°C), dependendo da unidade de massa utilizada.
- ΔT é a mudança de temperatura em graus Celsius (°C).
Esta fórmula é usada para calcular a quantidade de energia térmica necessária para aumentar ou diminuir a temperatura de um objeto dada uma mudança específica de temperatura.
O calor específico é uma propriedade característica de cada material e representa a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa do material em um grau Celsius.