COLÉGIO ESTADUAL ETELVINA SCHOTTZ
PROFESSOR: JOABE
DISCIPLINA: FÍSICA
DATA: 23/07/2014
TURMA: 2001
USINAS ELÉTRICAS
As usinas elétricas geram eletricidade em grande escala.
Elas funcionam de modos diferentes, mas todas
aproveitam uma fonte de energia e a usam para alimentar
geradores elétricos gigantes.
USINA HIDRELÉTRICA
Numa usina hidrelétrica, a energia da água em queda é usada para gerar
eletricidade. Constrói-se uma barragem num rio, formando uma grande
represa. A água é liberada por um cano ou comporta para criar um fluxo de
alta pressão, que gira uma turbina mais abaixo. As turbinas movidas pela
água têm lâminas em forma de taça, diferente do formato de asa das
turbinas a gás ou vapor.
CAPACIDADE DE PRODUÇÃO
Resumo da Hidreletricidade no Brasil
Usinas
Potência
Localização
(Mw)
(Região)
Tucuruí
3980
Norte
Balbina
250
Norte
Paulo Afonso
2460
Nordeste
Sobradinho
1050
Nordeste
Moxotó
439,2
Nordeste
Itaparica
1500
Nordeste
Xingó
3000
Nordeste
São Simão
1715
Sudeste
Nova Ponte
Água Vermelha
Três irmãos
Emborcação
Ilha solteira
Porto Primavera
Jaguará
Três Marias
510
1380
808
1192
3230
1854
425,6
387,6
Sudeste
Sudeste
Sudeste
Sudeste
Sudeste
Sudeste
Sudeste
Sudeste
Foz do areia
Capivara
Itaipu
Parigot de Souza
Itaúba
Salto Osório
Ilha Solteira
Itumbiara
Jupiá
2511
640
12600
246,96
625
1050
3230
2080
1411,2
Sul
Sul
Sul
Sul
Sudeste
Sudeste
Centro Oeste
Centro Oeste
Centro Oeste
Hidreletricidade no mundo:
Cerca de 20% da energia elétrica gerada no mundo todo é proveniente
de hidrelétricas. Três Gargantas, sendo construída na China será a maior
do mundo e terá uma capacidade de produzir 85 bilhões de KWh.
CONSTRUÇÃO
É necessário estudar muito bem o regime de um rio antes de começar a edificação de uma
usina.
Se uma usina hidrelétrica for projetada para trabalhar com a vazão mínima, nas cheias ela se
inundará e desperdiçará muita água; se, ao contrário, for projetada para aproveitar as
cheias, suas turbinas ficarão quase paralisadas no período das secas.
Os rios mais adequados para a construção de hidrelétricas são os dotados de maiores
desvios, mas são justamente estes os mais sujeitos a grandes variações da vazão.
A regularização do regime de um rio só é possível com a construção de barragens sólidas, de
modo a poder fechar o leito do rio.
A montagem e a utilização das barragens devem atender a cálculos e precauções
excepcionais.
Ao construir-se uma represa, são colocados em seu corpo diversos termômetros, que medem
a temperatura a distância.
PRODUÇÃO
A energia hidrelétrica é a obtenção através do aproveitamento do potencial hidráulico
de um rio. Para que esse processo seja realizado é necessária a construção de
usinas em rios que possuam elevado volume de água e que apresentem
desníveis em seu curso.
A força da água em movimento é conhecida como energia potencial gravitacional,
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 gravitacional (energia da água) em energia
mecânica, cinética, (movimento das turbinas). As turbinas em movimento estão
conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energia
mecânica em energia elétrica.
Normalmente as usinas hidrelétricas são construídas em locais distantes dos centros
consumidores, esse fato eleva os valores do transporte de energia, que é
transmitida por fios até as cidades.
A eficiência energética das hidrelétricas é muito alta, em torno de 95%. O
investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo do
combustível (água) é nulo.
IMPACTOS AMBIENTAIS
Os impactos ambientais provocados pela construção de uma usina
hidrelétrica são irreversíveis. Apesar das usinas hidrelétricas
utilizarem um recurso natural renovável e de custo zero que é a
água, "não poluem" o ambiente, porém alteram a paisagem,
ocorrem grandes desmatamentos provocam prejuízos à fauna e
à flora, inundam áreas verdes, além do que muitas famílias são
deslocadas de suas residências, para darem lugar à construção
dessa fonte de energia.
Durante a construção de uma usina hidrelétrica muitas árvores de
madeira de lei são derrubadas, outras são submersas,
apodrecendo debaixo d'água permitindo a proliferação de
mosquitos causadores de doenças. Muitos animais silvestres
morrem, por não haver a possibilidade de resgatá-los. Tudo isso
em nome do desenvolvimento e conforto. Uma usina hidrelétrica
leva em média 10 anos para ser construída e tem vida útil em
média de 50 anos.
ASPECTOS
POSITIVOS
NEGATIVOS
É uma energia limpa, ou seja, não emite gases
poluentes da queima de combustível
Para fazer uma hidrelétrica é necessário fazer um lago artificial, o que
inunda grandes áreas de biomas naturais (florestas, savanas…)
Não há gasto com combustível
Pode aumentar o nível do rio por causa do represamento.
É uma fonte de energia barata.
Altera levemente alguns detalhes no ambiente como a umidade e o ciclo
das chuvas o que pode causar problemas ao ecossistema local.
No Brasil, por exemplo, é uma boa opção por
causa da quantidade de recursos fluviais
disponíveis com grande vazão e por causa dos
vários
acidentes
geográficos
(montanhas,
cachoeiras…).
É necessária a mudança de local das pessoas que moram nos territórios
que sediarão a usina. No Brasil mais de 330 mil pessoas já saíram de
suas casas por esse motivo.
É uma energia renovável, ela se renova
eternamente, assim não há preocupações com o
seu esgotamento.
Em alguns casos é necessário mudar o curso natural do rio o que pode
prejudicar ecossistemas.
Devido à decomposição da vegetação submersa são emitidas
consideráveis quantidades de metano que contribui 21 vezes mais com o
aquecimento global que o metano.
MAIORES PRODUTORES
USINAS TERMELÉTRICAS
É o tipo mais comum de usina de energia elétrica, sua fonte de energia é um
combustível fóssil, em geral gás natural, carvão ou petróleo. O calor liberado
na queima do combustível ferve a água e gera vapor. Sob grande pressão, o
vapor passa pela turbina e faz girar. A rotação é transmitida ao gerador
• A energia térmica começou a ser utilizada para o preparo de alimentos,
utilizando-se a madeira para a queima.
• Novos conhecimentos sobre energia surgiram, e o carvão passou a ser
utilizado como combustível.
• O petróleo foi em seguida descoberto, e seus derivados passaram a
substituir o carvão mineral como combustível.
• Hoje, outras técnicas, como a queima de hidrocarboneto, são utilizadas
para a produção da energia.
• Novas técnicas não poluentes estão sendo buscadas.
CAPACIDADE DE PRODUÇÃO
Termeletricidade no mundo:
As usinas térmicas não são propriamente eficientes, em algarismos sua produção global é
cerca de 38%, isto é, apenas aproximadamente 38% da energia térmica colocada na usina
pelo combustível torna-se aproveitável.
CONSTRUÇÃO
•
As termelétricas são de construção relativamente fácil, pois ao contrário das
hidrelétricas, não necessitam de um rio com desnível nem alagar territórios.
•
Podem ser construídas somente onde são necessárias, diminuindo a perda de
energia nas linhas de transmissão.
•
Necessitam ser construídas próximas às fontes de combustível utilizado.
•
No Brasil apenas RS e SC possuem jazidas de carvão. Portanto, os outros
estados necessitam utilizar um dos outros combustíveis para a produção de
energia.
•
Existem 4 tipos desta usina, de acordo com o combustível utilizado:
•
A OLÉO, a CARVÃO, NUCLEAR e a GÁS.
PRODUÇÃO
• O combustível utilizado é extraído
da sua fonte, transportado até a
usina e armazenado.
• Na usina, uma caldeira com água é
aquecida com a queima do combustível.
• A água se transforma em vapor sob
forte pressão dentro da caldeira.
• O vapor move uma turbina e depois é liberado na atmosfera ou
reaproveitado através do condensador.
• A turbina move um eixo que pertence à um gerador.
• O gerador produz a energia elétrica.
• A energia passa por um transformador e é conduzido aos consumidores
através de linhas de transmissão.
IMPACTOS AMBIENTAIS
•
A liberação do CO2 aumenta o efeito estufa. Também contribui para o aumento
das ocorrências de chuvas ácidas.
•
O calor extraído da usina é liberado em rios ou mares, aumentando a
temperatura das águas.
•
Cinzas liberadas pelas chaminés acabam caindo e poluindo águas, florestas e
cidades das redondezas.
•
Nas termelétricas movidas à energia nuclear, há o problema do lixo/resíduo
atômico.
ASPECTOS
POSITIVOS
Construção fácil e
apenas onde é
necessária, diminuindo
a perda de energia.
Possibilidade do uso do
gás natural, que é
menos poluente.
Não depende das
condições climáticas
para a produção.
NEGATIVOS
Impactos ambientais.
Alto custo do
combustível.
Combustível não
renovável que um dia
se esgotará.
RAZÕES ECONÔMICAS
Necessidade de mais energia, sem a
possibilidade de uma hidrelétrica.
Baixo custo de construção.
Mesmo sem escassez de energia, o Estado pode
construir a usina e vender essa energia à
países vizinhos.
A produção de energia pode ser a partir de um
combustível do qual a região é rica, não sendo
necessário comprar fora.
MAIORES PRODUTORES
Brasil e América do Sul:
Termo Rio – Duque de Caxias / RJ
capacidade 1040Mw (movida a gás natural)
No mundo:
Xinhua – Zhejiang / China
capacidade 4000Mw (movida a carvão)
ENERGIA MECÂNICA NA NATUREZA
Energia é a capacidade de executar um trabalho.
Energia mecânica (EM) é aquela que acontece devido ao
movimento dos corpos ou armazenada nos sistemas físicos.
Na natureza existem 7 tipos de (EM):
Potencial... deriva da posição de uma partícula.
Cinética... deriva do movimento de uma partícula.
Mecânica... soma das duas anteriores.
Química... deriva da ligação entre os átomos.
Nuclear... da formação dos átomos.
Eletromagnética... associada ao magnetismo.
Radiante... que se irradia como a solar.
POTENCIAL
Energia Potencial (Ep) é a energia que pode ser armazenada em um sistema físico e tem a
capacidade de ser transformada em energia cinética.
Conforme o corpo perde energia potencial ganha energia cinética ou vice-versa. Subdivide-
se em 2:
Energia Potencial Gravitacional (Epg);
É a energia que corresponde ao trabalho que a força Peso realiza.
Epg = P.h = m.g.h
Energia Potencial Elástica (Epel);
Corresponde ao trabalho que a força Elástica realiza.
Epel = k.x²
2
CINÉTICA
É a energia ligada ao movimento dos corpos.
Resulta da transferência de energia do
sistema que põe o corpo em movimento.
Ec = m.v²
2
ENERGIA MECÂNICA
A energia mecânica de um corpo é igual a soma das energias
potenciais e cinética dele.
Em = Ep + Ec
A energia mecânica inicial é igual a energia mecânica final
Emi = Emf
ENERGIA QUÍMICA
A energia química é uma energia baseada na força de
atração e repulsão nas ligações químicas, presente na
matéria que forma tudo que esta à nossa a volta,
inclusive o nosso corpo.
Para que se haja a utilização da energia química, é
preciso que haja uma interferência externa forte o
suficiente para que se rompam essas ligações.
Quando acontece esse rompimento, a energia liberada
pode se manifestar de várias formas diferentes. Elas
podem ser liberadas em forma de calor, luz e ainda
muitas outras formas.
NUCLEAR
A energia nuclear é a energia presa dentro do núcleo de cada átomo. Uma
O cientista Albert Einstein criou a seguinte fórmula matemática: E=mc²,
significa que a energia (E) é igual á massa (m) vezes a velocidade da
luz (c) ao quadrado. Os cientistas usaram a fórmula de Einstein para
descobrir a energia nuclear e construir bombas atômicas.
A fissão nuclear consiste em separar o núcleo de um átomo.
A separação do núcleo gera energia luminosa e calorífica.
A fusão nuclear significa juntar vários núcleos para formar um só.
O sol usa a fusão nuclear do hidrogênio para obter o hélio; neste
processo liberta-se luz e calor.
Por todo o mundo, cientistas têm tentado controlar a fusão nuclear de
forma a que esta constitua uma fonte de energia menos dispendiosa.
ELETROMAGNÉTICA
Está associada aos fenômenos eletromagnéticos: a
eletricidade, o magnetismo e a radiação
eletromagnética (luz).
ENERGIA RADIANTE
É a energia associada à radiação eletromagnética: luz, as ondas
de rádio e os raios de calor (infravermelhos). O calor radiante
não é o mesmo que a variante de energia cinética chamada de
«energia térmica», mas quando os raios infravermelhos atingem
um objeto fazem com que as suas moléculas se movam mais
depressa, convertendo-se energia térmica.
TRANSFORMAÇÕES DE ENERGIA
Energia elétrica em térmica: quando usamos o
chuveiro elétrico, água é aquecida, ou quando
usamos o ferro elétrico ou no uso de aquecedores.
Energia elétrica em luminosa: quando acendemos
uma lâmpada ou quem sabe a luz que está sendo
refletida aí na tela do seu computador;
Energia química em mecânica: esta
transformação é vista quando corremos ou andamos
ou qualquer contração muscular;
Energia química em elétrica: acontece quando por
exemplo acionamos a bateria de uma carro, ou o que
acontece com o peixe poraquê (Electrophorus electricus),
este peixe pode emitir até 200 volts de energia elétrica.
Energia química em luminosa: essa conversão é vista
em alguns peixes de águas profundas, algas e nos vagalumes.
Energia cinética em elétrica: na queda d’água a
energia faz girar as turbinas nas usinas hidrelétricas.
CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
A energia conserva-se num sistema isolado (Não sofre influência externa).
DISSIPAÇÃO DE ENERGIA
Nas transferências de energia entre dois sistemas, há sempre ou quase
sempre "perdas" de energia, embora estas sejam, por vezes, tão
pequenas que são desprezadas.
Ao longo dos anos tem-se verificado uma contínua degradação da
energia, ou seja, um aumento da quantidade de energia dissipada,
embora, cada vez mais, se procurem formas de minimizar essas
perdas.
Contudo, a energia nunca desaparece, seja qual for a transformação
que ocorra. A energia não é destruída nem criada pelos sistemas,
apenas se transforma e/ou transfere entre sistemas.
BIBLIOGRAFIA
www.ambientes.ambientebrasil.com.br/energia/html
www.wikipedia.org/wiki/Usina_termoelétrica
www.infoescola.com.br
www.sobiologia.com.br