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6.1: Princípios Básicos de Energia
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Energy Basics
 
TRANSCRIÇÃO

6.1: Princípios Básicos de Energia

As reações químicas, tais como as que ocorrem quando se acende um fósforo, envolvem alterações na energia, bem como na matéria.

As alterações químicas e as alterações energéticas que as acompanham são partes importantes da vida quotidiana. Os macronutrientes nos alimentos sofrem reações metabólicas que fornecem a energia para manter os corpos a funcionar. Uma variedade de combustíveis (gasolina, gás natural, carvão) é queimada para produzir energia para transporte, aquecimento, e produção de eletricidade. As reações químicas industriais usam quantidades enormes de energia para produzir matérias-primas (como ferro e alumínio). A energia é então utilizada para transformar essas matérias-primas em produtos úteis, tais como carros, arranha-céus, e pontes.

Mais de 90% da energia usada pelos humanos vem originalmente do sol. Todos os dias, o sol fornece à terra quase 10.000 vezes a quantidade de energia necessária para satisfazer todas as necessidades energéticas do mundo nesse dia. O desafio continua a ser encontrar formas de converter e armazenar a energia solar recebida, para que possa ser utilizada em reações ou processos químicos que sejam simultaneamente convenientes e não poluentes. Plantas e muitas bactérias capturam energia solar através da fotossíntese. Os humanos libertam a energia armazenada em plantas ao queimar madeira, carvão, petróleo, ou outros produtos vegetais tais como o etanol. Eles também usam esta energia para alimentar os seus corpos comendo alimentos que vêm diretamente de plantas.

Termoquímica

As idéias básicas de uma área importante da ciência relativa à quantidade de calor absorvido ou libertado durante alterações químicas e físicas — são chamadas de termoquímica. Os conceitos são amplamente utilizados em quase todos os domínios científicos e técnicos. Os cientistas alimentares usam a termoquímica para determinar o índice de energia dos alimentos. Os biólogos estudam a energia dos organismos vivos, como a combustão metabólica do açúcar em dióxido de carbono e água. As indústrias de petróleo, gás, e transportes, os fornecedores de energia renovável, e muitos outros, procuram encontrar melhores métodos para produzir energia para necessidades comerciais e pessoais. Os engenheiros esforçam-se por melhorar a eficiência energética, encontrar melhores formas de aquecer e arrefecer casas, refrigerar alimentos e bebidas, e satisfazer as necessidades de energia e refrigeração de computadores e eletrónica, entre outras aplicações. Compreender os princípios termoquímicos é essencial para químicos, físicos, biólogos, geólogos, todos os tipos de engenheiros, e praticamente qualquer pessoa que estuda ou faz qualquer tipo de ciência.

Energia

A energia pode ser definida como a capacidade de fornecer calor ou fazer trabalho. Um tipo de trabalho (w) é o processo de fazer com que a matéria se mova contra uma força oposta. Por exemplo, ao encher um pneu de bicicleta — a matéria é movida (o ar na bomba) contra a força oposta do ar que já se encontra no pneu.

Como a matéria, a energia vem em tipos diferentes. Um esquema classifica a energia em dois tipos: energia potencial, a energia que um objeto tem por causa da sua posição, composição, ou condição relativa, e energia cinética, a energia que um objeto possui por causa do seu movimento.

A água no topo de uma cascata ou barragem tem energia potencial por causa da sua posição; quando flui para baixo através de geradores, tem energia cinética que pode ser usada como trabalho e para produzir eletricidade em uma central hidrelétrica. Uma bateria tem energia potencial porque os produtos químicos no seu interior podem produzir eletricidade que pode realizar trabalho.

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

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Sodium Metal Water Hydrogen Gas Sodium Chloride Thermochemistry Chemistry Energy Potential Energy Kinetic Energy Positional Forces Rock Hill Earth's Center Of Mass Moving Object Atoms Molecules Thermal Energy Vibrate Perceived As Hot Chemical Energy Reaction Light Heat Molecular Structure Gas Lamp Acetylene Burn

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