Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

1.6: O que é Energia?
TABELA DE
CONTEÚDO

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What is Energy?
 
TRANSCRIÇÃO

1.6: O que é Energia?

O universo é composto por matéria em diferentes formas, e todas as formas de matéria contêm energia.  As diferentes formas de energia na Terra têm origem no Sol — a principal fonte de energia. As plantas captam a energia da luz do Sol e, através do processo de fotossíntese, convertem-na em energia química. Esta energia armazenada das plantas pode ser aproveitada de muitas maneiras. Por exemplo, comer produtos vegetais como alimento fornece energia para que o nosso corpo funcione, e queimar madeira ou carvão (plantas fossilizadas) gera calor e eletricidade. Portanto, como todas as mudanças de matéria envolvem mudanças na energia, é vital entender como a energia flui de uma forma para a outra. 

A energia é definida como a capacidade de fazer trabalho. O trabalho é feito quando uma força aplicada a um objeto faz com que o objeto se mova contra uma força oposta. Por exemplo, o trabalho é feito quando uma mesa é empurrada através de uma sala contra a resistência do chão. 

A energia pode ser agrupada em dois tipos principais - energia potencial e energia cinética. A energia potencial é a energia associada à posição relativa, composição, ou condição de um objeto. A energia cinética é a energia associada ao movimento do objeto. Por exemplo, a água retida atrás de uma barragem possui energia potencial devido à sua posição acima do solo. Quando flui para baixo através de geradores, ganha energia cinética, que pode ser posta a trabalhar para gerar eletricidade em uma central hidroelétrica.

Energia Potencial

A energia potencial também é conhecida como energia em repouso ou energia armazenada. Os tipos comuns de energia potencial incluem a energia potencial gravitacional armazenada em uma maçã pendurada em uma árvore,  a energia potencial elétrica armazenada em um objeto devido à atração ou repulsão de cargas elétricas, ou a energia potencial química armazenada nas ligações entre átomos e moléculas. Além disso, a energia nuclear armazenada em um núcleo atómico e a energia elástica armazenada em uma mola esticada devido à sua configuração são tipos de energia potencial.

Normalmente, objetos ou sistemas com elevada energia potencial tendem a ser menos estáveis e, portanto, movem-se em direção a níveis de energia mais baixos para alcançar estabilidade. Por exemplo, o elemento radioativo Urânio-235 (U235) tem um núcleo instável. Para ganhar estabilidade, divide-se em elementos mais pequenos, mas estáveis, e liberta a energia nuclear armazenada. Esta energia libertada pode então ser utilizada para gerar eletricidade em centrais nucleares. 

Energia Cinética

A quantidade de energia cinética de um objecto depende da sua massa e velocidade. Considere duas esferas de massas diferentes que rebolam por um plano inclinado à mesma velocidade. A bola mais pesada terá mais energia cinética. Da mesma forma, quando duas bolas da mesma massa descem um plano inclinado a velocidades diferentes, a bola que se move mais depressa tem mais energia cinética. 

Existem também formas diferentes de energia cinética, incluindo energia mecânica, elétrica, radiante, sonora, e térmica. A energia mecânica está associada ao movimento de um objeto. Quanto mais rápido um objecto se mover, mais energia mecânica tem.  Por exemplo, uma bala disparada de uma arma ou água que flui para baixo de uma barragem são exemplos de energia mecânica. A energia elétrica é atribuída ao fluxo de cargas elétricas, conforme observado no caso de relâmpagos durante trovoadas ou nos circuitos e dispositivos elétricos do dia-a-dia. A energia radiante é a forma de energia cinética que viaja como ondas eletromagnéticas e pode ser experienciada na forma de luz e calor. A luz solar é um exemplo de energia radiante.

A energia térmica está associada ao movimento aleatório de átomos e moléculas. Quando os átomos e moléculas de um objeto se movem ou vibram rapidamente, eles têm uma energia cinética (KE) média mais alta, e diz-se que o objeto está “quente”. Quando os átomos e moléculas se movem lentamente, eles têm KE média mais baixa, e o objeto é designado como “frio”. Assim, a energia térmica pode ser observada através das mudanças de temperatura de um objeto. Partindo do princípio que não ocorre qualquer reação química ou mudança de fase (como a fusão ou vaporização), aumentar a quantidade de energia térmica em uma amostra de matéria fará com que a sua temperatura aumente. Da mesma forma, assumindo que não ocorre qualquer reação química ou mudança de fase (como condensação ou solidificação), diminuir a quantidade de energia térmica em uma amostra de matéria fará com que a sua temperatura diminua.

A Lei da Conservação de Energia

A energia pode ser convertida de uma forma para outra, mas a energia total presente antes de uma mudança existe sempre em alguma forma mesmo após uma mudança. Esta observação é expressa como a Lei da Conservação de Energia. A Lei da Conservação de Energia afirma que a energia não é nem criada nem destruída, embora possa mudar de forma. Assim, a energia total de um sistema permanece constante. Por exemplo, a energia química (um tipo de energia potencial) é armazenada nas moléculas que compõem a gasolina. Quando a gasolina é queimada dentro dos cilindros do motor de um carro, os produtos gasosos de expansão rápida dessa reação química geram energia mecânica (um tipo de energia cinética) quando movem os pistões do cilindro.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 5.1: Energy Basics.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter