ENERGIAS UTILIZADAS PELO HOMEM Professor Paulo Christakis, M.Sc. Professor de Ciências – Física 04-05-2015 1 Energia hidráulica O movimento ou a queda da água contém energia cinética que pode ser aproveitada como fonte de energia. A corrente de água é utilizada, atualmente, para produzir energia elétrica. Para isso, normalmente constroem-se barragens que param o curso da água, mas obrigam-na a passar por uma turbina de forma a produzir eletricidade. 04-05-2015 2 Quando se abrem as comportas, a água presa passa pelas lâminas da turbina, fazendo-a girar devido à sua força. A partir do movimento de rotação da turbina, o gerador ligado a ela transforma energia mecânica em energia elétrica. 3 Umas das turbina da Usina Hidrelétrica de Itaipu 4 Combustíveis fósseis: petróleo, carvão e gás natural Há três grandes tipos de combustíveis fósseis: o carvão, o petróleo e o gás natural. Eles recebem o nome “fóssil” pelo fato de terem sido formados há milhões de anos, na época dos dinossauros. 04-05-2015 5 Os combustíveis fósseis são resultado do processo de decomposição de plantas e animais. Foram necessários cerca de 2 milhões de anos para que essas camadas de matéria orgânica se transformassem em um líquido negro, o petróleo, ou, ainda, em gás natural. 04-05-2015 6 Cada um dos combustíveis fósseis é extraído de maneira diferente. O carvão é retirado de minas profundas por meio da escavação. As companhias petrolíferas extraem o petróleo de poços profundos, assim como o gás natural. Contudo, antes de ser utilizado, o petróleo é refinado em outros produtos nas refinarias. 04-05-2015 7 Existem muitos produtos que derivam do petróleo, como fertilizantes, roupas, creme dental, garrafas, canetas de plástico etc. Quase todos os plásticos têm origem no petróleo. Nas refinarias, o petróleo bruto é separado em vários produtos por meio do aquecimento desse espesso combustível. Entre eles, estão a gasolina, o combustível dos aviões, os óleos minerais etc. 04-05-2015 8 Energia nuclear: fissão A energia nuclear é aquela contida no núcleo de cada átomo. O famoso cientista Albert Einstein desenvolveu a seguinte fórmula matemática para obter energia de um átomo a partir da desintegração da matéria: E = m.c². Isso significa que a energia (E) é igual à massa (m) multiplicada pela velocidade da luz (c) ao quadrado. 04-05-2015 9 Os cientistas usaram a fórmula de Einstein para descobrir a energia nuclear e construir bombas atômicas. 04-05-2015 10 Fissão nuclear Urânio-235 O núcleo de um átomo pode ser dividido. A essa ação dá-se o nome de fissão nuclear. Quando isso ocorre, há uma gigantesca reação química que libera uma imensa quantidade de energia luminosa e calorífica. Se o núcleo do átomo for dividido lentamente, a energia gerada pode ser transformada em energia elétrica. Entretanto, se a fissão nuclear for brusca, dá-se uma explosão, criando-se, assim, a bomba atômica. 04-05-2015 11 04-05-2015 12 04-05-2015 13 04-05-2015 14 Essa reação também gera radiação nuclear, a qual é letal para a vida humana. Por esse motivo, o reator é isolado com uma espessa camada de concreto. A energia térmica resultante da divisão nuclear pode ser usada para aquecer água e, também, para produzir eletricidade, sendo transformada em energia elétrica. A água quente é canalizada para outra seção responsável por aquecer tubos cheios de água, de forma a produzir vapor. O vapor fornece potência à turbina que, ligada ao gerador, origina energia elétrica. 04-05-2015 15 Energia do mar Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: por meio das ondas, das marés ou do deslocamento das águas e das diferenças de temperatura dos oceanos. A energia cinética do movimento das ondas pode ser usada para colocar uma turbina em funcionamento. 04-05-2015 16 A elevação da onda em direção a uma câmara de ar posicionada em sua direção provoca a saída do ar contido nesse espaço. O movimento desse ar faz girar uma turbina, sendo a energia mecânica da turbina, então, transformada em energia elétrica por meio de um gerador. Quando a onda se desfaz e a água recua, o ar desloca-se em sentido contrário, passando novamente pela turbina e entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas. 04-05-2015 17 A energia proveniente do deslocamento das águas do mar é outra fonte de energia. Para utilizá-la, são construídos diques que envolvem toda uma praia e que armazenam a água no momento em que a maré sobe. Ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem e, a partir desse ponto, o processo é semelhante ao de uma usina hidrelétrica. 04-05-2015 18 O último tipo de energia oceânica é obtido por meio das diferenças de temperatura do mar. Ao mergulhar no oceano, por exemplo, é possível notar que a água torna-se mais fria à medida que o mergulho for mais profundo. Isso ocorre porque a água do mar é mais quente na superfície, pelo fato de estar exposta aos raios solares. É por isso que os mergulhadores vestem roupas próprias para mergulho em zonas profundas. Essas roupas colam-se ao corpo, mantendo-o quente. 04-05-2015 19 Energia eólica A energia cinética do vento também é uma fonte de energia e pode ser transformada em energia mecânica e elétrica. Um barco a vela, por exemplo, usa a energia dos ventos para se deslocar na água. Essa é uma forma de produzir força por intermédio do vento. 04-05-2015 20 Atualmente, o vento é usado para produzir eletricidade. O vento forte pode rodar as lâminas de uma turbina adaptada para esse fenômeno (em vez do vapor ou da água, é o vento que faz girar a turbina). A ventoinha da turbina está ligada a um eixo central que contém um eixo rotativo. Esse eixo chega até uma caixa de transmissão na qual a velocidade de rotação é aumentada. O gerador, ligado ao transmissor, produz, então, energia elétrica. 04-05-2015 21 04-05-2015 22 Energia Solar Células fotovoltaicas 04-05-2015 23 Energia Geotérmica: energia obtida a partir do calor vindo do interior da Terra. 04-05-2015 24 Energia da biomassa: quantidade de matéria orgânica Contida nos organismos. 04-05-2015 25 Referências Os fundamentos da física. Disponível <http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/>. Acesso em: 01/05/2015. em: Desenhos e charges. Disponíveis na internet. Acesso em: 01/05/2015. 04-05-2015 26