TIPOS DE ENERGIA
"P
ara o ensino elementar"
CONCEITOS


ENERGIA:

O conceito de energia pode ser considerado intuitivo. Sua caracterização será feita através da descrição de várias modalidades de energia e da aplicação de fenômenos da natureza. De uma maneira geral pode-se considerar energia como a capacidade de realizar trabalho.

ENERGIA MECÂNICA:

A energia mecânica pode-se apresentar basicamente sob duas formas:

1. Energia cinética
2. Energia Potencial

A energia mecânica total de um corpo é dada pela soma algébrica das energias cinética e potencial. Desprezando todas as possível forças de atrito e resistência, diz-se que o sistema é conservativo, ou seja, "o que ganha na energia cinética perde-se em energia potencial, ou vice-versa, de tal forma que a energia mecânica permaneça constante."

1. Energia Cinética:

A energia cinética decorre diretamente do movimento do corpo, em relação a um referencial adotado. Vamos supor um automóvel em movimento, este é capaz de realizar um deslocamento ou deformação nele e em outro corpo, portanto ele possui energia. A essa energia damos o nome de ENERGIA CINÉTICA.
A energia cinética pode ser positiva (no caso do corpo analisado estar em movimento) ou nula (no caso do corpo analisado estar parado), nunca pode ser negativa.

2. Energia Potencial:

É a energia que o corpo possui em virtude da posição que ele ocupa em relação a um referencial considerado. Não depende da velocidade ou do tempo. A energia potencial é uma energia armazenada, que pode ser usada a qualquer momento. A ENERGIA POTENCIAL pode ser Gravitacional ou Elástica.

ENERGIA EÓLICA:

Os ventos têm origem das diferentes de temperatura entre a camada próxima da superfície da terra aquecida pelos raios solares e as camadas superiores da nossa atmosfera, gerando correntes conectivas. A energia das correntes conectivas podem ser captadas através de velas, usadas só desportivamente, cata-ventos, multipás; Savonius; darrieus; hélice; hélice; molinetes, turbinas, grandes turbinas acopladas a geradores, sistema fixo, baseado no princípio magneto-aerodinâmico.
A energia eólica é a contida no vento como conseqüência de sua velocidade, utilizada desde a antigüidade como nos moinhos, e atualmente para produzir eletricidade.

ENERGIA QUÍMICA:

Podemos encontrar a energia química sob várias formas:

1ª: A acumulada nas ligações químicas ou na excitação térmica das moléculas;
2ª: As que absorvem elétrons ou as que os fazem fluir como corrente elétrica;
3ª: As que aparecem pela diferença de concentração de alguma substância; entre outras.

 

Qualquer que seja o caso, esta energia química pode se transformar em outras formas de energia. Ao estudarmos as fontes de energia, é importante estabelecer uma relação entre a energia, a química e as necessidades sociais. A obtenção de grande parte da energia necessária à sociedade industrial envolve transformações químicas dos materiais, dentre essas, as combustões, as transformações de elementos radioativos e as interações entre metais e soluções. Assim, o estudo do envolvimento de energia nessas diferentes transformações pode contribuir para, aprofundamento e compreensão sobre esse assunto tornando um pouco mais claros alguns aspectos relativos aos recursos energéticos da sociedade em que vivemos. Há também a energia química que os organismos vivos, por meio de reações, retiram de seu alimento o necessário para sua sobrevivência. Essa forma de energia está relacionada com as ligações químicas.

Dentre as várias energias químicas mostradas anteriormente, daremos maior atenção ao estudo da energia elétrica obtida através de transformações químicas.

A produção de energia elétrica em grande escala, necessária a processos industriais e também utilizada nas casas para iluminação, aquecimento e funcionamento de eletrodomésticos, baseia-se na conversão controlada de diferentes formas de energia.

- Nas usinas termoelétricas, baseia-se na conversão da energia mobilizada em combustões e, atualmente, também nas transformações de elementos radioativos.

- Nas pilhas e baterias também ocorrem transformações de materiais, através de interações entre metais e soluções, nas quais se produz energia elétrica, embora em menor escala.

ENERGIA TÉRMICA:

Assim como ao longo do tempo o homem teve que evoluir a energia vem evoluindo também. Pois é devido a evolução das relações humanas que ocorre a necessidade de produzir-se mais energia com mais facilidade. Na história humana, constata-se que a procura e a descoberta de novas fontes e novos tipos de energia se amplia conforme se acabam as fontes utilizadas até então.
Sendo a energia um fator altamente importante para a sociedade e seu progresso ela é na verdade uma espécie de indicador dos materiais de produção, transformação e crescimento da humanidade.
A energia térmica ou calorífica origina-se da combustão de diversos materiais. É considerada uma energia de fontes convencionais como o carvão, o petróleo e o gás natural. Essa energia pode facilmente ser convertida em mecânica por meio de vários mecanismos como por exemplo, a máquina a vapor e os motores de combustão. Além dessa vantagem, o carvão, petróleo e o gás natural geram sem maiores problemas muita energia, o potencial destas fontes é muito elevado. Porém há as desvantagens, que são o risco de não se obter mais material, pois se trata de recursos não - renováveis e o fato da combustão gerar uma alta poluição atmosférica.

PRINCIPAIS FONTES DE ENERGIA TÉRMICA:

1.GASOLINA

A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos líquidos inflamáveis e voláteis, derivados do petróleo. Além de ser utilizada como combustível em motores de combustão interna, é também usada como solvente, na indústria, para óleos e gorduras. Originalmente, a gasolina era um produto colateral e indesejado da indústria de refinamento de petróleo - que estava interessada principalmente no querosene. As refinarias desprezavam toda a gasolina obtida.Com o advento dos motores de combustão, a gasolina foi logo eleita como a melhor opção para combustível, devido a algumas de suas características: alta energia de combustão, alta volatilidade e sua compressibilidade.
A energia liberada na combustão da gasolina é a responsável pelo movimento do motor. Por ser volátil, a gasolina mistura-se facilmente com o ar no carburador, gerando um gás muito inflamável, que explode no cilindro. A compressibilidade, também conhecido como fator "antiknock", permite que o pistão percorra um trajeto maior, no cilindro, a cada ciclo. Inicialmente, a gasolina era obtida pela destilação do petróleo - era simplesmente a fração mais volátil do petróleo. Após algum tempo, outras técnicas surgiram, numa tentativa de aumentar o rendimento desta extração. Um deles é o craqueamento, que consiste numa quebra de moléculas maiores, também presentes no petróleo, em outras menores, que pertencem à fração da gasolina. O craqueamento térmico foi utilizado até 1937, quando químicos de catálise inventaram o craqueamento catalítico, método muito mais econômico e eficaz. Outros métodos incluem: a polimerização, que é a conversão de olefinas gasosas, tal como propileno e butileno, em moléculas maiores, dentro da faixa da gasolina; a alquilação, um processo que combina uma olefina e uma molécula como isobutano e a isomerização, que é a conversão de hidrocarbonetos de cadeia normal para hidrocarbonetos de cadeia ramificada.
A gasolina é uma mistura bastante complexa, com mais de uma centena de diferentes hidrocarbonetos. A oria é saturado (somente com ligações simples) e contém de 4 a 12 átomos de carbono por molécula. A faixa de ebulição da gasolina utilizada em automóveis varia de 30 oC a 200 oC; nos aviões, a gasolina contém componentes menos voláteis, pois a pressão atmosférica nas alturas é menor e, portanto, a temperatura de ebulição também diminui. A densidade da gasolina é de 0,72 g/ml. Como é menor do que da água, é sempre a fase superior numa mistura heterogênea com esta. Por isso de nada adianta tentar apagar a gasolina em chamas jogando água! sibilidade, que indica se a mistura combustível - gasolina + ar - não está explodindo muito rapidamente (antes do pistão chegar ao fundo do cilindro) é expressa em termos de "número de octanagem". Este número refere-se, na verdade, à quantidade relativa do composto iso-octano, que é, dentre os compostos presentes na gasolina, o que apresenta a maior compressibilidade e, também, um dos menores Flash-points (temperatura na qual o líquido já liberou vapor suficiente para formar uma mistura inflamável com o ar): apenas 2,2 oC. Uma gasolina com octanagem 92, por exemplo, indica que em cada 100 ml de gasolina, 92 são de iso-octano. É possível, entretanto, se aumentar o número de octanagem pela adição de aditivos. Um dos primeiros utilizados foi o tetraetilchumbo. Este aditivo é capaz de retardar a combustão da mistura, mas foi proibido, na maioria dos países, na década de 1980, devido a sua extrema toxidade. Outros aditivos foram produzidos com o mesmo objetivo e, ainda, a gasolina pode receber compostos adicionais para prevenir a formação de depósitos de sujeira no motor (moléculas detergentes), para evitar o congelamento no carburador, em dias frios (anticongelantes) e para reduzir a oxidação da gasolina e do motor (antioxidantes).
Nas últimas décadas, vários países, incluindo o Brasil, passaram a utilizar no gasonol - uma mistura de gasolina e etanol, no lugar da gasolina. A intenção é diminuir o impacto ambiental causado pela queima da gasolina, pois o etanol, além de ser renovável, vem de plantas (cana-de-açúcar, batatas, grãos), que podem ser reabsorvida.

2. CARVÃO MINERAL

O carvão mineral acha-se disseminado pela superfície do globo, com reservas de valores energéticos e econômicos, bastante diversos, carvões de diferentes qualidades, prospeções feitas com diferentes graus de precisão, camadas mais ou menos profundas. Obtêm-se o carvão mineral do resultado da transformação química de grandes florestas soterradas. É extraído de minas localizadas em bacias sedimentares. Este carvão é usado para a produção de energia elétrica, aquecimento e matéria-prima de fertilidade.


Vantagem: A usina ser pode ser instalada em locais próximos de centros de consumo pois não emite poluentes que contribuem para o efeito estufa.
Desvantagem: Libera poluentes como dióxidos de carbono e enxofre e óxidos de nitrogênio que contribuem para a chuva ácida.

ENERGIA NUCLEAR:

A energia elétrica gerada por usinas nucleares baseia-se na fissão (quebra, divisão)do átomo. As matérias primas necessárias a esse processo são o urânio ou tório, dois minérios radioativos.
A fissão nuclear consiste no seguinte: os átomos do urânio-235,por exemplo, são "bombardeados" por neutrons; seus núcleos se fragmentam liberando enorme quantidade de energia. Essa fragmentação do núcleo do átomo atingido, por sua vez , dá origem a outros nêutrons , que vão bombardear os átomos vizinhos e assim sucessivamente , uma reação em cadeia.
Esse processo , essa reação em cadeia , tem de ser realizado de forma controlada , em condições de segurança absoluta , pois sua expansão desordenada pode causar terríveis catástrofes. O local apropriado onde ocorre essa fissão nuclear controlada chama-se reator nuclear , peça fundamental de uma usina nuclear.
Essa fissão nuclear provocado no reator da usina produz enormes quantidades de calor ; esse calor por sua vez , será utilizado para aquecer uma certa quantidade de água transformando-a em vapor, a pressão desse vapor faz girar uma turbina que irá acionar um gerador ; este gerador converterá a energia mecânica , proveniente da turbina , em energia elétrica.

ENRIQUECIMENTO DO URÂNIO

O urânio é um elemento encontrado na natureza, no interior das rochas. Nesse estado bruto , ele é quase todo urânio –238 (99,3%)e somente uma parte muito pequena (0,7%0 )é de urânio 235 .
Ocorre que , em alguns tipos de reatores nucleares ,como os que foram instalados no Brasil, o combustível utilizado tem de ser o urânio-235 , é necessário aumentar a porcentagem de urânio –235 a fim de poder utilizá- lo como combustível . Esse processo chama-se enriquecimento do urânio.

LIXO ATÔMICO

Um dos grandes problemas ambientais ocasionados pelas usinas nucleares é o lixo atômico . Trata-se dos resíduos que decorrem do funcionamento normal do reator : elemento radioativo que "sobram" e que não podem ser reutilizados ou que ficaram radioativo devido ao fato de entrarem em contato , de alguma forma , com o reator nuclear. Para se ter uma idéia , uma usina nuclear produz por ano , em média , um volume de lixo atômico da ordem de 3m3 .
Normalmente se coloca esse lixo atômico em grossas caixas de concretos e outros materiais para em seguida jogá-los no mar ou enterrados em locais especiais .As condições de armazenamento desse lixo é preocupante , pois essas caixas podem se desgastar com o tempo e abrir contaminando assim o meio ambiente .

ENERGIA ELÉTRICA:

Energia elétrica é a energia que chega até a nossa casa, através de fios que percorrem grandes distâncias. A utilização da energia elétrica foi uma grande evolução do homem pois, hoje em dia, se o homem não tivesse energia, nada do que já foi descoberto de tecnologia não poderia existir e nós ainda viveremos como seres pré-históricos.
Podemos dizer então que a energia elétrica é essencial para a sobrevivência do ser humano.

Recebi esta pesquisa escolar por email, se souberem " o " ou  "os" autores me comunique para que se possa dar
os devidos créditos.

     Voltar para Ciências Físicas e biológica