O que é energia?

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A energia se manifesta de diferentes formas e está relacionada com a capacidade de produzir trabalho

Não há uma definição exata para energia, mas na física trata-se um conceito extremamente importante e que representa a capacidade de produzir trabalho ou de realizar uma ação. A palavra também é utilizada em outras áreas científicas, como a biologia e a química.

A energia desempenha um papel essencial em todos os setores da vida, sendo a grandeza mais importante da física. Os seres vivos dependem da energia para sobreviver e a obtém através da alimentação, em forma de energia química. Além disso, os organismos também recebem energia do Sol.

Princípio Geral da Conservação de Energia

Na física, o termo conservação se refere a algo que não muda. Isso significa que a variável de uma equação que representa uma grandeza conservativa é constante ao longo do tempo. Além disso, esse sistema diz que a energia não se perde, não se forma e nem pode ser destruída: ela apenas se transforma.

Unidades de Energia

A unidade de energia definida pelo Sistema Internacional de Unidades é o joule (J), que se define como o trabalho realizado por uma força de um Newton em um deslocamento de 1 metro. No entanto, a energia também pode ser descrita em outras unidades:

  • Caloria (cal): é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de um grama de água de 14,5 a 15,5 graus Celsius. Um joule equivale a 0,24 calorias;
  • Quilowatt-hora (kWh): é usada habitualmente para medir o consumo elétrico (1 kWh = 3,6 . 106 J);
  • BTU (British Thermal Unit): Unidade térmica britânica 1 BTU = 252,2 calorias;
  • Elétron-volt (eV): É a quantidade de energia cinética ganha por um único elétron (elétron) quando é acelerado por uma diferença de potencial elétrico de um volt, no vácuo (1 eV = 1,6 . 10–19 J).

Tipos de Energia

A energia é uma grandeza única, mas, dependendo de como se manifesta, recebe diferentes denominações. Saiba mais sobre os principais tipos de energia na física:

Energia Cinética

A energia cinética está relacionada com o estado de movimento de um corpo. Esse tipo de energia depende da massa e do módulo da velocidade do mesmo. Quanto maior o módulo da velocidade do corpo, maior é a energia cinética. Quando o corpo está em repouso, ou seja, o módulo da velocidade é nulo, a energia cinética é nula.

Energia Potencial

A energia potencial está associada à posição que um corpo ocupa ou à deformação de um sistema elástico. No primeiro caso, a energia potencial recebe o nome de energia potencial gravitacional, enquanto no segundo de energia potencial elástica.

A energia potencial gravitacional depende da massa, da gravidade e da altura do ponto em que o corpo está sendo analisado. Já a energia potencial elástica deriva da constante elástica e da deformação da mola em questão.

Energia Mecânica

A energia mecânica é a energia que pode ser transferida por meio de força. Basicamente, ela pode ser entendida como a soma da energia cinética e potencial de um corpo.

A energia mecânica permanece constante na ausência de forças dissipativas, apenas ocorre a conversão entre suas formas cinética e potencial.

Energia Térmica

A energia térmica ou energia interna é definida como a soma da energia cinética e potencial associada aos elementos microscópicos que constituem a matéria. Os átomos e moléculas que formam os corpos apresentam movimentos aleatórios de translação, rotação e vibração. Esse movimento é chamado de agitação térmica. A variação de energia térmica de um sistema ocorre através de trabalho ou de calor.

Teoricamente, a energia térmica está ligada com o grau de movimentação de partículas subatômicas. Quanto maior for a temperatura de um corpo maior é a sua energia interna. Quando um corpo com maior temperatura entra em contato com ou corpo com menor temperatura, ocorrerá transferência de calor.

Energia Elétrica

A energia elétrica é a energia produzida a partir das cargas elétricas das partículas subatômicas. As cargas, ao se deslocarem, geram corrente elétrica, criando o que chamamos de eletricidade.

Energia Luminosa ou Solar

A energia luminosa é formada por uma gama de ondas que podem ser captadas pelos olhos. Além disso, é percebida pelas plantas, que utilizam-a no processo de fotossíntese. Os raios de luz, que são uma forma de radiação eletromagnética, chegam até os nossos olhos, atingem a retina e geram um sinal elétrico que segue pelos nervos até o cérebro.

Ela pode ser transformada em energia térmica ou elétrica e aplicada em diversos usos. As duas principais formas de aproveitamento da energia solar são a geração de energia elétrica e o aquecimento solar de água. Para a produção de energia elétrica são usados dois sistemas: o heliotérmico, em que a irradiação é convertida primeiramente em energia térmica e posteriormente em elétrica; e o fotovoltaico, em que a irradiação solar é convertida diretamente em energia elétrica.

Energia Sonora

A energia sonora é transmitida através do ar, por um movimento molecular entre dois ou mais objetos, provocando uma onda sonora. A onda sonora consiste em regiões de compressão das moléculas (moléculas próximas, pressão maior) e regiões de rarefação das moléculas (moléculas afastadas, pressão menor). O som pode ser produzido quando dois objetos estão em direções opostas ou, se estiverem na mesma direção, possuem velocidades diferentes.

As ondas da fala e outros sons comuns são ondas complexas, produzidas em muitas frequências de vibração diferentes. Ao chegar no ouvido, a energia sonora transforma-se em sinais elétricos, que seguem por nervos até o cérebro e assim percebemos o som.

Energia Nuclear

A energia nuclear é a energia produzida nas usinas termonucleares. O princípio de funcionamento de uma usina termonuclear é a utilização do calor para gerar eletricidade. O calor é proveniente da divisão do núcleo dos átomos de urânio em duas partes, processo chamado de fissão nuclear.

A radiação é bastante usada na medicina, raios-X, radioterapia, mas também se associa a efeitos negativos como bombas atômicas e lixo nuclear.



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