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Das Fontes de energia ao utilizadorComponente de Física do 10ºano - Módulo InicialProfessora Paula Melo Silva
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A energia
• é uma propriedade dos sistemas físicos.
Um sistema
• é uma porção do Universo que queremos estudar.
Fronteira
• Os limites do sistema designam-se por fronteira do sistema.
Chama-se vizinhança de um sistema
• à porção do universo que o rodeia.
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•é um sistema cuja fronteira permite trocas de matéria e/ou energia com a vizinhança.
Sistema aberto
•é um sistema cuja fronteira não permite trocas de matéria com a vizinhança, mas permite trocas de energia.
Sistema fechado
•é um sistema cuja fronteira não permite trocas de matéria nem de energia com a vizinhança.
Sistema isolado
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Os sistema físicos necessitam de energia para realizar tarefas.
Todo o sistema que fornece energia é uma fonte de energia.
Todo o sistema que recebe energia é um recetor de energia.
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Energia
Situação energética
mundial
degradação de energia
ambientequalidade de vida
necessidade energética
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As fo
ntes
de
ener
gia
pode
m
clas
sifica
r-se
em:
fontes primáriasAs fontes primárias são aquelas cuja
energia produzida é utilizada tal como existe na natureza.
fontes secundárias
As fontes secundárias de energia são aquelas que derivam da
transformação de uma energia primária.
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Fontes de energia
Primárias
Energia solar
Combustíveis fósseis
Energia hídrica
Secundárias Gasolina
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As fontes de energia renováveis são aquelas
que se podem utilizar sem se esgotarem.
As fontes de energia não renováveis são fontes
primárias de energia que se vão esgotando à medida
que se vão utilizando.
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Fontes de
Energia renováv
eis
Sol
Vento
Biomassa
Geotérmica
Ondas
Hídrica
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Fontes deEnergia
nãorenovávei
s
Petróleo
Gás Natur
al
Carvão
Nuclear
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Vantagens e inconvenientes da utilização de energia
renováveis e não-renováveis.
Fatores que contribuem para o uso racional das fontes de energia.• Aproveitamento de subprodutos• Reciclagem• Reutilização• Redução do consumo
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A energia é apenas uma, mas manifesta-se de vários modos.
• A energia cinética encontra-se associada ao movimento dos corpos.• A energia potencial é a energia que depende da posição de um corpo relativamente a
outros sistemas com os quais interatua.• Energia potencial elétrica• Energia potencial gravítica• Energia potencial elástica• Etc.
As manifestações energéticas podem ser classificadas em energia cinética e energia potencial.
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Energia Cinética
Energia Potencial
Energia Mecânica
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Unidades de energia
Joule
Quilowatt-hora
Caloria
A unidade de energia do Sistema Internacional de Unidades é o joule (J)
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Lei da conservação da energia.
Crise Energética?!
Poupar EnergiaA energia conserva-se
A energia é constante contudo não sabemos usar de modo útil todas as suas manifestações daí
termos de poupar as manifestações utilizáveis!
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Transferências e Transformações de energia
Quando um sistema cede ou recebe energia do exterior diz-se que há transferência de
energia.
A energia pode ser convertida de uma forma noutra forma de energia. Diz-se que houve
uma transformação de energia.
Pode haver transformação de energia de um sistema sem que haja transferência de energia.
Por exemplo: no caso de uma pedra a cair, a energia do sistema Terra-pedra não é alterada, há apenas transformação de energia potencial em energia cinética.
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Energia útil. Energia dissipada. Rendimento
• Uma máquina é um dispositivo que extrai energia de uma fonte, transformando-a noutra forma de energia que nos pode ser útil. Contudo, nenhuma máquina pode converter toda a energia recebida (energia motora) na energia que pretendemos, ou seja, em energia útil. A energia que se perde para o meio ambiente chama-se energia dissipada ou degradada.
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Uma máquina será tanto mais “eficaz” quanto menor for a fração de energia dissipada.
A informação sobre a eficácia de uma máquina é dada pelo rendimento. O rendimento é sempre menor do que a unidade. Exprime-se, na maior parte das vezes, em percentagem.
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Numa central termoelétrica o rendimento é cerca de 40%.
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Potência de uma máquina
Potência de uma máquina é uma grandeza que informa sobre a rapidez com que uma máquina transfere energia de
um sistema para outro. A unidade de potência no SI é o Watt (W).
Não confundam com kWh! O quilowatt-hora é unidade de energia!
𝑃=𝐸∆𝑡
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Energia Interna. Temperatura.
Os corpos são constituídos por partículas em agitação constante e desordenada.
• A temperatura dos corpos é a manifestação macroscópica da energia cinética das partículas que o constituem. Quanto maior a temperatura, maior a agitação das partículas.
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Energia Interna de um Sistema
Devido ao seu movimento, as partículas possuem energia cinética. Além disso, entre essas partículas exercem-se forças de interação. Podemos afirmar que há energia potencial
associada às forças exercidas entre as partículas.
A soma da energia cinética e da energia potencial das partículas de um certo corpo ou sistema chama-se energia interna do corpo ou do sistema.
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Transferência de Energia
A energia total do universo permanece constante.
Quando o sistema não está isolado pode haver transferência
de energia entre o sistema e a vizinhança.
A transferência de energia pode ocorrer de diferentes
maneiras:
Calor (Convecção e Condução)
Radiação
Trabalho
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Transferência de Energia - Calor
A energia transferida de um corpo a temperatura mais alta para um corpo a temperatura mais baixa designa-se calor.
Diz-se que se atingiu o equilíbrio térmico quando se iguala a temperatura de dois corpos postos em contacto, inicialmente, a
temperaturas diferentes.
Os processos de transferência de energia sob a forma de calor são:• Condução• Convecção
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Transferência de Energia – Calor - Condução
A condução é o processo de propagação de energia ao longo de um condutor, submetido a uma diferença de temperatura entre as suas extremidades.
As partículas do corpo a temperatura mais elevada vibram mais rapidamente e, ao colidirem com partículas vizinhas, transferem-lhes parte da sua energia sucessivamente até à
extremidade mais fria.
![Page 26: Componente de Física do 10ºano - Módulo Inicial Professora Paula Melo Silva](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062316/5706384e1a28abb8238f75b4/html5/thumbnails/26.jpg)
Transferência de Energia – Calor - Convecção
A convecção é um processo em que a energia é transportada devido ao deslocamento de matéria (líquida ou gasosa) de zonas mais quentes para zonas mais frias.
Os deslocamentos de matéria designam-se por correntes de convecção.
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A energia transferida sob a forma de calor para um corpo, quando se verifica uma variação de temperatura do corpo pode ser calculada pela expressão apresentada.
Capacidade térmica mássica de uma substância é numericamente igual à quantidade de calor que é necessário fornecer à unidade de massa da substância para elevar a sua temperatura de um grau celsius.
![Page 28: Componente de Física do 10ºano - Módulo Inicial Professora Paula Melo Silva](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062316/5706384e1a28abb8238f75b4/html5/thumbnails/28.jpg)
Transferência de Energia – Radiação
A radiação é outro processo de transferência de energia mas em que não existe suporte material para a transferência.
A transferência de energia por radiação faz-se através de ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo à velocidade da luz.
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Transferência de Energia – Radiação
O Sol emite energia por radiação (o Sol é uma fonte de ondas eletromagnéticas). Contudo, não é apenas o Sol que emite ondas eletromagnéticas.
Todo o corpo emite energia por radiação, sendo essa energia tanto maior quanto maior for a temperatura absoluta do corpo.
A temperatura do Sol é de cerca 6000 K, sendo por isso que este astro é uma poderosa fonte de ondas eletromagnéticas.
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Transferência de Energia – Radiação
As ondas eletromagnéticas são caracterizadas pela sua frequência. Quanto maior for a frequência maior é a energia da radiação.
Quando uma radiação atinge um corpo parte pode ser refletida, outra parte transmitida através dele e a restante é absorvida.
A radiação absorvida causa um aumento da energia interna do corpo e consequentemente da sua temperatura.
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Transferência de Energia – Trabalho
O trabalho é a energia transferida para o sistema quando sobre ele atua uma força. Para haver transferência de energia designada por trabalho, o ponto de aplicação da força tem de
ter um deslocamento igual ao deslocamento do corpo.
As unidades do trabalho são as unidades da energia.
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Síntese das fórmulas matemáticas
Quais as fórmulas que já recordamos até ao momento?
Quando aplicamos cada fórmula?
Quais as grandezas representadas?
Quais as unidades “padrão” para a aplicação da fórmula?
Quais as combinações que posso fazer entre elas?
Quais as reduções mais comuns nas unidades envolvidas?
“Sinal” das energias?
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“(…) um pouco por todo o lado, governos e empresas apostam nas suas próprias medidas de desenvolvimento sustentável, principalmente no sector das energias alternativas. A Alemanha tem investido na energia solar, a Inglaterra faz experiências com a energia das marés e garante o início da comercialização de carros movidos a hidrogénio, a Espanha fornece energia eléctrica a milhares de habitações a partir de resíduos de azeitonas (…).”
Visão, nº. 629 Março de 2005
Num pequeno texto explica por que é importante o investimento nas energias renováveis no contexto atual. A tua resposta deverá abordar os seguintes tópicos:
• Explicitar porque vivemos uma crise energética;• Quais as vantagens da aposta nas energias renováveis ;• Motivos por não se apostar nas energias renováveis até ao momento.
Questão de Desenvolvimento