ENERGIA E PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO
INTRODUÇÃO
No mundo atual, muito se fala em energia. Sabe-se que ela é essencial à vida. O papel do Sol,
do Petróleo e de outros combustíveis é de vital importância para que se consiga a energia que
nos mantém vivos e faz nossas máquinas e mecanismo funcionarem.
Energia é um conceito difícil de ser entendido e pode ser considerado intuitivo. Apesar disso, a
ideia está tão arraigada ao cotidiano que praticamente se aceita esse conceito sem uma
definição específica. Assim, as considerações a seguir não trazem como objetivo definir
energia, mas sim relacioná-la com certas situações e com outros conceitos físicos.
A energia está associada ao movimento (energia cinética). Um corpo em repouso pode possuir
energia apenas em função da posição em que ocupa (energia potencial). Outra relação
importante é a que se faz entre energia e trabalho.
A energia não pode ser criada, apenas transformada. Por isso quando se fala em energia,
consequentemente também se fala em processos de transformação. Isso nos leva a outro
assunto muito importante, isto é, como gerar energia em larga escala de maneira rentável e
sustentável.
ENERGIA CINÉTICA
Para introduzir esse tópico antes é necessário imaginar um corpo que está sob a ação de uma
força resultante que o leva de um ponto A até um ponto B, percorrendo uma distância “d”:
A
B
Essa força resultante garante um movimento uniformemente variado tal que:

Sendo “a” a aceleração, podemos isola-lo:

Pela equação fundamental da dinâmica vem que:
Multiplicando ambos os lados da equação teremos que:

Nessa última igualdade,
parcelas
é o trabalho da força resultante entre os pontos A e B; as
representam uma grandeza escalar chamada energia cinética.
ENERGIAS POTENCIAIS EM MECÂNICA
Em Mecânica consideramos duas energias potenciais: a associada ao trabalho do peso,
chamada de energia potencial gravitacional; e a associada ao trabalho da força elástica,
chamada energia potencial elástica.
Energia potencial gravitacional (sendo m, a massa do corpo, g é a aceleração da
gravidade e h é altura).
Energia potencial elástica. (Sendo k a constante elástica da mola e x é a deformação
da mola).
ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
Imagine uma pessoa que segura uma pedra de massa m a uma altura h do solo. Sabemos que
se essa pedra for abandonada, o peso realiza um trabalho que pode ser calculado através da
equação T = mgh e o corpo adquire energia cinética, ou seja, ocorre transformação da energia.
Antes de ser solta, a pedra possuía uma energia armazenada, ou seja, ainda não transformada.
Essa energia é denominada energia potencial gravitacional e pode ser medida através do
trabalho realizado pela força peso. Dessa forma, a energia potencial é calculada pela equação
já fornecida anteriormente:
ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
A energia potencial, assim como a energia potencial gravitacional, está relacionada à posição
que o corpo ocupa. Imagine um bloco de massa m preso a uma mola de constante elástica k.
Para deformar a mola é necessário realizar um trabalho que é calculado da seguinte maneira:
T = kx2/2.
Se o bloco for abandonado ele adquire energia cinética, no entanto enquanto estava preso ele
possuía energia armazenada, ou seja, que ainda não havia sido transformada em energia útil
(energia cinética). Essa energia armazenada é denominada energia potencial elástica e pode
ser calculada através do trabalho realizado pela força elástica, de forma que fica da seguinte
maneira, já enunciada anteriormente:
GERADORES DE ENERGIA
Há muitas formas de se gerar energia (gerar energia elétrica a partir de outra forma de energia
da natureza). A mais comum no Brasil (cerca de 95% do total) é proveniente das usinas
hidrelétricas. O Brasil é um dos poucos países do mundo que possui as condições naturais
necessárias (como relevo) para a construção de hidrelétricas.
A força da água em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa por
tubulações da usina com muita força e velocidade, realizando a movimentação das turbinas.
Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (energia da água) em energia
mecânica (movimento das turbinas). As turbinas em movimento estão conectadas a um
gerador, que é responsável pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.
Itaipu, a maior hidrelétrica do mundo até agora.