Energia - tipos, aplicações, exemplos e características
Explicamos o que é energia, os tipos que existem e quais são as leis que a governam. Além disso, suas características gerais e exemplos.
Energia é a capacidade de realizar um determinado trabalho.
Normalmente entende-se por energia a capacidade de um sistema, objeto, partícula ou fenômeno realizar uma determinada obra, como mover um objeto, transformá-lo ou aquecê-lo . Em campos não científicos, energia pode ser entendida como a capacidade de dar origem a um fenômeno ou a intensidade que algo possui.
A palavra "energia" vem da palavra grega enérgeia , que significa "atividade". Este termo é utilizado em diversas áreas do conhecimento como física, química, biologia , tecnologia e economia , sempre para se referir à capacidade de realizar um trabalho.
Este conceito é particularmente importante na física , uma ciência que lida com o estudo da energia, os diferentes tipos e suas manifestações no universo .
Veja também: Leis da termodinâmica
Energia é uma quantidade mensurável ou mensurável , ou seja, pode ser calculada e está envolvida em todas as formas de ação ou reação.
O estado de movimento de um corpo ou sistema, as transformações químicas ou mudanças no estado de agregação da matéria podem ser explicados em termos de trocas de energia.
Todos os objetos, sistemas e partículas do universo têm energia e sem ela a vida seria impossível.
A energia hidráulica é obtida a partir da energia cinética dos rios.
De acordo com os elementos envolvidos em sua geração, podemos falar sobre os seguintes tipos de energia:
Eletricidade . É uma forma de energia eletromagnética que é produzida quando há uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos, o que resulta em uma troca ou fluxo de elétrons denominada "corrente elétrica".
Energia química . Permite uniões e reações atômicas e moleculares, portanto é uma forma de energia essencial para a vida, uma vez que os seres vivos precisam dela para manter seu próprio funcionamento (metabolismo).
Energia cinética . É um tipo de energia mecânica que envolve o movimento das partículas de um determinado sistema físico. É a energia que os objetos em movimento possuem.
Energia eólica . É um tipo de energia associada ao vento e sua força de impulso natural, utilizável em campos eólicos para transformá-la em eletricidade .
Calor ou energia térmica . Está relacionado à temperatura e à capacidade de receber ou fornecer calor. Um objeto ou sistema que recebe energia térmica (calor) aumenta sua temperatura desde que não esteja passando por uma mudança de estado de agregação .
Energia magnética . É a energia gerada pela presença de um campo magnético . É típico de relações ferromagnéticas, como aquelas que permitem a atração entre um ímã e certos metais .
Energia solar . É a radiação de calor e luz do sol , usada pelas plantas para realizar a fotossíntese e por outros seres vivos para se aquecerem.
Energia atômica . É a energia que os núcleos dos átomos possuem e que permite que eles permaneçam unidos: está relacionada às forças nucleares forte e fraca, que mantêm os nêutrons e prótons juntos no núcleo e os elétrons em órbita.
Energia potencial . É a energia que está contida em um sistema físico ou um objeto em uma determinada situação e pode então ser transformada em outras formas de energia, como a cinética.
Energia interna . É a soma da energia dos elementos que compõem um sistema.
Potência hidráulica . É derivado do aproveitamento da energia cinética dos rios , marés e caindo água .
Energia luminosa . Ele está ligado à luz perceptível e aos objetos e reações que a produzem.
Energia sonora . É a energia associada aos sons .
Energia geotérmica . É a energia obtida com a utilização do calor interno do planeta , que é transmitida através de camadas de rochas e minerais quentes por processos de condução e convecção.
Leis de energia
A energia não é criada nem destruída, é transformada ou transmitida.
De acordo com a física, a energia no universo é governada com base nos seguintes princípios ou leis, conhecidas como as três Leis da Termodinâmica :
Lei universal de conservação de energia . Estabelece que a energia não pode ser criada nem destruída, uma vez que permanece inalterada no universo : só pode ser transformada em outra, mas não pode ser extinta ou criada do nada.
Lei da entropia . Estabelece que o grau de desordem do universo tende a aumentar com o tempo , ou seja, todo sistema isolado tende gradativamente à desordem. Isso significa, entre outras coisas, que a energia na forma de calor nunca pode fluir de um corpo frio para um mais quente.
Terceira Lei ou 'Postulado de Nernst' . Afirma que, uma vez atingido o zero absoluto (0 ° K), todos os processos físicos param e a entropia (grau de desordem) atinge um valor constante e estável.
A energia elétrica pode ser armazenada em baterias ou células.
A energia pode ser armazenada de várias maneiras:
Acúmulo de elementos de alta energia potencial . Os hidrocarbonetos ou combustíveis, uma vez expostos ao oxigênio, liberam quantidades significativas de energia.
Armazenamento em células e baterias (energia elétrica) . Nestes elementos, a energia pode ser armazenada devido ao arranjo de suas moléculas eletricamente carregadas em campos de energia utilizáveis.
Depósitos naturais de glicose e gordura . Nos seres vivos, a energia é armazenada na forma de glicose e gordura , uma fonte de energia para o corpo animal.
As transmissões de calor envolvem o aumento ou diminuição da temperatura de um objeto.
A energia induz dois tipos de transformações nos objetos que interagem com ela:
Transformações mecânicas . Eles têm a ver com a forma dos objetos e suas variações físicas, como expansão, deformação, etc.
Transformações térmicas . Envolvem o aumento da temperatura de um objeto que recebe uma carga de energia, como ocorre com objetos após muito atrito ou deixados ao sol.
Embora a energia não seja destruída ou criada, ela é degradada, ou seja, em toda a transmissão de energia uma porcentagem é perdida (100% nunca é transmitido) ao se degradar em energia térmica no processo.
Por meio do fenômeno da eletricidade, a energia elétrica é transformada, por exemplo, em luz.
As transformações de energia podem ser utilizadas em benefício dos seres vivos e principalmente da humanidade, na medida em que podem ser transmitidas e propagadas, mesmo focalizadas ou concentradas, permitindo a geração de quantidades significativas de movimento, calor e trabalho.
As máquinas, na verdade, são um exemplo de como transformar a eletricidade em outras formas de energia (mecânica, leve, etc.).
Unidades de medição de energia
A energia pode ser medida em unidades diferentes, de acordo com o tipo em questão, mas o joule (j) é aceito como a unidade fundamental .
Um joule é igual à quantidade de trabalho realizado por uma força de 1 newton para deslocar um objeto em 1 metro.
Outras unidades possíveis são: calorie (cal), frigory (fg), therm (th), kilowatt (kW), British Thermal Unit (BTU), elétron volt (eV), cavalo-vapor por hora (CVh).
Os conversores usam diferentes tipos de energia e a convertem em energia elétrica.
"Fontes de energia" são considerados dispositivos humanos que permitem transformar energia de vários tipos em energia elétrica para abastecer as comunidades humanas.
Eles não são realmente "fontes", mas sim grandes conversores que aproveitam a energia eólica, nuclear, química ou hidráulica, etc.
Exemplos de energia
Existem inúmeros exemplos de energia no dia-a-dia. Da energia química das baterias, que permite acender uma lanterna (e gerar energia luminosa), ou da energia química contida nos alimentos que consumimos para poder nos mover (energia mecânica) ou que percebemos quando tentamos parar um objeto em movimento (cinética de energia).