Energia
Formas fundamentais de energia
Formas fundamentais de energia
As diferentes designações atribuídas à energia
correspondem apenas a duas formas fundamentais de
energia:
 Energia cinética que está associada ao movimento.
Esta é a energia que associamos ao vento, à água em
movimento, à corrente eléctrica no circuito, ao som e à
agitação das partículas do ar junto de um aquecedor.
 Energia potencial que corresponde à energia armazenada
em condições de poder ser utilizada.
Esta é a energia acumulada numa bateria, nos alimentos e
nos combustíveis.
Energia cinética
O automóvel em movimento, a criança que corre e a
pedra a rolar têm energia cinética.
Qualquer corpo em movimento possui energia
cinética!
Energia potencial
O alpinista possui energia armazenada pelo facto de
estar a ser atraído pela Terra. Essa energia que não
se está a manifestar mas que pode vir a manifestar-se
se cair, designa-se por energia potencial gravítica.
Energia potencial
O boneco dentro da caixa tem energia armazenada.
Esta energia manifesta-se quando o boneco salta e
designa-se por energia potencial elástica.
Energia potencial
A mistura explosiva possui energia, mesmo antes de
explodir. Esta energia está relacionada com as forças
de ligação entre as partículas que constituem as
substâncias e designa-se por energia potencial química.
A energia cinética depende de quê?
Se duas pedras, com a mesma massa, forem
atiradas contra uma parede com velocidades
diferentes, qual provocará mais danos?
A pedra que provoca maior estrago é a que possui maior
velocidade porque tem uma energia cinética maior.
A energia cinética depende de quê?
Se duas pedras, de massas diferentes, forem
atiradas contra uma parede com a mesma
velocidade, qual provocará maior estrago?
A pedra que provoca maior estrago é a que possui
maior massa porque tem uma energia cinética maior.
A energia potencial gravítica depende
de quê?
Se deixarmos cair uma pedra, em qual dos três
níveis vai causar maior estrago?
A pedra produz mais estragos quando cai do nível 3
porque como cai de uma altura maior tem uma energia
potencial gravítica maior.
A energia potencial gravítica depende
de quê?
Se deixarmos cair duas pedras de massas
diferentes mas da mesma altura, qual vai causar
maior estrago?
A pedra de maior massa produz mais estragos porque
tem uma energia potencial gravítica maior.
Energia cinética e energia potencial
 A energia cinética depende da massa e da velocidade.
Maior massa
Maior energia cinética
Maior velocidade
 A energia potencial gravítica depende da massa e da altura.
Maior massa
Maior energia potencial gravítica
Maior altura
 A energia potencial elástica depende da deformação.
Maior deformação
Maior energia potencial elástica
Energia
Transferência de energia
Sistemas físicos
O que é um sistema físico?
Um sistema físico é uma porção do universo que
escolhemos para analisar e estudar.
Sistema
Fronteira
Sistema
Exterior
Fonte, receptor e transferência de
energia
O sistema em estudo é a água a ser
aquecida:
- Fonte de energia – álcool em combustão
- Receptor de energia - água
As fontes de energia fornecem energia
aos receptores de energia.
Fonte, receptor e transferência de
energia
Sempre que a energia passa de um sistema para outro
diz-se que ocorre uma transferência de energia:
Fonte
Receptor
Aqui a energia passou do álcool em combustão para
a água.
Fonte, receptor e transferência de
energia
- Fonte de energia –
pilha
- Receptor de energia – lâmpada
Unidade SI de energia
A energia que é cedida ou recebida em cada unidade
de tempo chama-se potência:
Energia
Potência 
Tempo
Potência
Energia
E
P
t
E  Pt
Unidade SI de energia
A unidade SI de energia chama-se
Joule, símbolo J, em homenagem ao
físico inglês James Prescott Joule.
A unidade SI de potência chama-se
Watt, símbolo W, em homenagem
ao inventor James Watt.
Unidade SI de energia
No sistema internacional de unidades:
E  Pt
J
W
1J  1W 1s
s
Outras unidades de energia
Quando queremos falar de energia eléctrica utilizamos
a unidade quilowatt-hora, kWh.
E  Pt
kWh
kW
h
A quantos joules corresponde 1 quilowatt-hora?
1 kWh = 1 kW x 1 h
1 kWh = 1000 W x 3600 s
1 kWh = 3 600 000 J
Outras unidades de energia
Quando queremos falar em valores energéticos de
alimentos utilizamos a caloria.
Sobremesa
Quantidade
Caloria
Gelado
2 bolas
199 cal
Gelatina
dose individual
97 cal
Leite Creme
dose individual
140 cal
Mousse Chocolate
dose individual
193 cal
Pudim Flan
dose individual
142 cal
Salada de Frutas
dose individual
98 cal
Tarte de Maçã
fatia média
112 cal
A caloria relaciona-se com o Joule da seguinte forma:
1 cal = 4,18 J
1 kcal = 4 180 J
1 kcal = 4,18 kJ
Exercício:
1. Um secador de cabelo de potência
1200W funciona durante 20 s.
Calcula a energia recebida pelo
secador.
2. Se a energia recebida pelo secador for de 30 kJ,
durante quanto tempo esteve a funcionar o secador?
Será que alguma energia se perde ao ser
transferida de um sistema para outro?
Exemplo 1:
Energia utilizada para
o movimento
Energia armazenada
no motor
Energia dissipada no
aquecimento das
peças do motor, etc.
Será que alguma energia se perde ao ser
transferida de um sistema para outro?
Exemplo 2:
Energia utilizada
para aquecer o
ambiente
Energia
armazenada
na lenha
Energia dissipada
sob a forma de luz
Energia dissipada
pela chaminé
Será que alguma energia se perde ao ser
transferida de um sistema para outro?
Num diagrama de energia devemos representar a:
 Energia útil que é a energia que durante a transferência
é realmente utilizada.
 Energia dissipada que é a energia que durante a
transferência é “perdida”.
Energia útil
Energia
fornecida
Sistema
Energia dissipada
Princípio da Conservação da Energia
Podemos concluir que numa transferência de energia:
E fornecida  Eútil  Edissipada
Esta expressão traduz o Princípio da Conservação de
Energia:
“a quantidade de energia que temos no final de um
processo é sempre igual à quantidade de energia que
temos no início desse mesmo processo”.
Ou seja, a energia não se cria nem se destrói; apenas
se transfere. A energia total do Universo é sempre
constante.
Exercício
Completa o diagrama de energia para uma lâmpada de incandescência
em funcionamento:
Energia
eléctrica
Energia dissipada sob
a forma de calor
Energia
radiante
Se fornecermos ao sistema 50 J de energia e se a lâmpada tiver uma
perda de 15 J, qual será o valor da energia útil?
Conclusões
 A energia, que é só uma, pode ser qualificada de acordo com os
efeitos que produz, com os fenómenos a que está associada ou de
acordo com a fonte de onde provém.
 Na Natureza há apenas duas formas de energia:
 Energia cinética – que está associada ao movimento
 Energia potencial – que esta armazenada em condições de poder
vir a ser utilizada.
 A energia pode transferir-se de fontes para receptores.
 Um sistema físico é uma porção do universo que escolhemos para
analisar ou estudar.
Conclusões
 Qualquer fonte ou receptor de energia pode ser considerado um
sistema físico.
 Chama-se potência à energia transferida por unidade de tempo.
 Energia e potência são grandezas físicas que se relacionam
através de:
E  Pt
Energia
Potência
Tempo
 A unidade SI de energia é o Joule, J, e a de potência é o
Watt, W.
 O quilowatt-hora, kWh, e a caloria, cal, são unidades práticas
de energia.
Conclusões
 Quando ocorre uma transferência de energia, nem toda a energia
recebida é aproveitada para o que pretendemos: alguma energia
degrada-se.
E fornecida  Eútil  Edissipada
 Princípio da conservação de energia: sempre que ocorre uma
transferência de energia, a quantidade de energia total do Universo
não se altera: é a mesma antes e depois da transferência.