Energia

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Energia

• Formas fundamentais de energia

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Formas fundamentais de energia

• As diferentes designações atribuídas à energia
  correspondem apenas a duas formas fundamentais de
  energia
• Energia cinética que está associada ao
  movimento.
• Esta é a energia que associamos ao vento, à água
  em movimento, à corrente eléctrica no circuito,
  ao som e à agitação das partículas do ar junto de
  um aquecedor.
• Energia potencial que corresponde à energia
  armazenada em condições de poder ser utilizada.
• Esta é a energia acumulada numa bateria, nos
  alimentos e nos combustíveis.

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Energia cinética
O automóvel em movimento, a criança que corre e a
pedra a rolar têm energia cinética. Qualquer
corpo em movimento possui energia cinética!
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Energia potencial
O alpinista possui energia armazenada pelo facto
de estar a ser atraído pela Terra. Essa energia
que não se está a manifestar mas que pode vir a
manifestar-se se cair, designa-se por energia
potencial gravítica.
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Energia potencial
O boneco dentro da caixa tem energia armazenada.
Esta energia manifesta-se quando o boneco salta e
designa-se por energia potencial elástica.
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Energia potencial
A mistura explosiva possui energia, mesmo antes
de explodir. Esta energia está relacionada com as
forças de ligação entre as partículas que
constituem as substâncias e designa-se por
energia potencial química.
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A energia cinética depende de quê?
Se duas pedras, com a mesma massa, forem atiradas
contra uma parede com velocidades diferentes,
qual provocará mais danos?
A pedra que provoca maior estrago é a que possui
maior velocidade porque tem uma energia cinética
maior.
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A energia cinética depende de quê?
Se duas pedras, de massas diferentes, forem
atiradas contra uma parede com a mesma
velocidade, qual provocará maior estrago?
A pedra que provoca maior estrago é a que possui
maior massa porque tem uma energia cinética maior.
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A energia potencial gravítica depende de quê?
Se deixarmos cair uma pedra, em qual dos três
níveis vai causar maior estrago?
A pedra produz mais estragos quando cai do nível
3 porque como cai de uma altura maior tem uma
energia potencial gravítica maior.
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A energia potencial gravítica depende de quê?
Se deixarmos cair duas pedras de massas
diferentes mas da mesma altura, qual vai causar
maior estrago?
A pedra de maior massa produz mais estragos
porque tem uma energia potencial gravítica maior.
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Energia cinética e energia potencial

• A energia cinética depende da massa e da
  velocidade.

Maior massa
Maior energia cinética
Maior velocidade

• A energia potencial gravítica depende da massa e
  da altura.

Maior massa
Maior energia potencial gravítica
Maior altura

• A energia potencial elástica depende da
  deformação.

Maior deformação
Maior energia potencial elástica
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Energia

• Transferência de energia

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Sistemas físicos
O que é um sistema físico?
Um sistema físico é uma porção do universo que
escolhemos para analisar e estudar.
Sistema
Fronteira
Sistema
Exterior
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Fonte, receptor e transferência de energia
O sistema em estudo é a água a ser aquecida
- Fonte de energia álcool em combustão -
Receptor de energia - água
As fontes de energia fornecem energia aos
receptores de energia.
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Fonte, receptor e transferência de energia
Sempre que a energia passa de um sistema para
outro diz-se que ocorre uma transferência de
energia
Aqui a energia passou do álcool em combustão para
a água.
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Fonte, receptor e transferência de energia
- Fonte de energia - Receptor de energia
pilha
lâmpada
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Unidade SI de energia
A energia que é cedida ou recebida em cada
unidade de tempo chama-se potência
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Unidade SI de energia
A unidade SI de energia chama-se Joule, símbolo
J, em homenagem ao físico inglês James Prescott
Joule.
A unidade SI de potência chama-se Watt, símbolo
W, em homenagem ao inventor James Watt.
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Unidade SI de energia
No sistema internacional de unidades
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Outras unidades de energia
Quando queremos falar de energia eléctrica
utilizamos a unidade quilowatt-hora, kWh.
A quantos joules corresponde 1 quilowatt-hora?
1 kWh 1 kW x 1 h 1 kWh 1000 W x 3600 s 1 kWh
3 600 000 J
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Outras unidades de energia
Quando queremos falar em valores energéticos de
alimentos utilizamos a caloria.
Sobremesa Quantidade Caloria
Gelado 2 bolas 199 cal
Gelatina dose individual 97 cal
Leite Creme dose individual 140 cal
Mousse Chocolate dose individual 193 cal
Pudim Flan dose individual 142 cal
Salada de Frutas dose individual 98 cal
Tarte de Maçã fatia média 112 cal
A caloria relaciona-se com o Joule da seguinte
forma
1 cal 4,18 J 1 kcal 4 180 J 1 kcal 4,18 kJ
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Exercício
1. Um secador de cabelo de potência 1200W
funciona durante 20 s. Calcula a energia
recebida pelo secador.
2. Se a energia recebida pelo secador for de 30
kJ, durante quanto tempo esteve a funcionar o
secador?
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Será que alguma energia se perde ao ser
transferida de um sistema para outro?
Exemplo 1
Energia utilizada para o movimento
Energia armazenada no motor
Energia dissipada no aquecimento das peças do
motor, etc.
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Será que alguma energia se perde ao ser
transferida de um sistema para outro?
Exemplo 2
Energia utilizada para aquecer o ambiente
Energia armazenada na lenha
Energia dissipada sob a forma de luz
Energia dissipada pela chaminé
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Será que alguma energia se perde ao ser
transferida de um sistema para outro?

• Num diagrama de energia devemos representar a
• Energia útil que é a energia que durante a
  transferência é realmente utilizada.
• Energia dissipada que é a energia que durante a
  transferência é perdida.

Energia útil
Sistema
Energia fornecida
Energia dissipada
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Princípio da Conservação da Energia
Podemos concluir que numa transferência de
energia






Esta expressão traduz o Princípio da Conservação
de Energia a quantidade de energia que temos
no final de um processo é sempre igual à
quantidade de energia que temos no início desse
mesmo processo. Ou seja, a energia não se cria
nem se destrói apenas se transfere. A energia
total do Universo é sempre constante.
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Exercício
Completa o diagrama de energia para uma lâmpada
de incandescência em funcionamento
Energia dissipada sob a forma de calor
Energia eléctrica
Energia radiante
Se fornecermos ao sistema 50 J de energia e se a
lâmpada tiver uma perda de 15 J, qual será o
valor da energia útil?
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Conclusões

• A energia, que é só uma, pode ser qualificada de
  acordo com os efeitos que produz, com os
  fenómenos a que está associada ou de acordo com a
  fonte de onde provém.
• Na Natureza há apenas duas formas de energia
• Energia cinética que está associada ao
  movimento
• Energia potencial que esta armazenada em
  condições de poder vir a ser utilizada.
• A energia pode transferir-se de fontes para
  receptores.
• Um sistema físico é uma porção do universo que
  escolhemos para analisar ou estudar.

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Conclusões

• Qualquer fonte ou receptor de energia pode ser
  considerado um sistema físico.
• Chama-se potência à energia transferida por
  unidade de tempo.
• Energia e potência são grandezas físicas que se
  relacionam através de
• A unidade SI de energia é o Joule, J, e a de
  potência é o Watt, W.
• O quilowatt-hora, kWh, e a caloria, cal, são
  unidades práticas de energia.

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Conclusões

• Quando ocorre uma transferência de energia, nem
  toda a energia recebida é aproveitada para o que
  pretendemos alguma energia degrada-se.
• Princípio da conservação de energia sempre que
  ocorre uma transferência de energia, a quantidade
  de energia total do Universo não se altera é a
  mesma antes e depois da transferência.