Energia
Keywords: Energia, Arco, Arma nuclear, Automóvel, Bateria, Caldeira, Calor
[[Imagem:KSC-69PC-442.jpg|thumb|260px|right|Um foguetão espacial possui uma grande quantidade de energia química (no combustível) pronta a ser utilizada enquanto espera na rampa. Quando o combustível é queimado, esta energia é transformada em calor, uma forma de energia cinética. Os gases de escape produzidos impelem o foguetão para cima.]] Energia designa tudo o que pode ser transformado em calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz graças a uma máquina (por exemplo motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lâmpada) ou a um organismo vivo (por exemplo os músculos). A etimologia tem suas raízes na palavra grega εργοs (ergos), que significa "trabalho".
Qualquer coisa que esteja a trabalhar - por exemplo, a mover outro objecto, a aquecê-lo ou a fazê-lo ser atravessado por uma corrente eléctrica - está a gastar energia (na verdade ocorre uma "transferencia", pois nenhuma energia é perdida, e sim transformada ou transferida a outro corpo). Portanto, qualquer coisa que esteja pronta a trabalhar possui energia. Enquanto o trabalho é realizado, ocorre uma transferência de energia, parecendo que o sujeito energizado está a perder energia. Na verdade, a energia está a ser transferida para outro objecto, sobre o qual o trabalho é realizado.
O conceito de Energia é um dos conceitos essenciais da Física. Nascido no século XIX, pode ser encontrado em todas as disciplinas da Física (mecânica, termodinâmica, eletromagnetismo, mecânica quântica, etc.), assim como em outras disciplinas, particularmente na Química.
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Formas de energia
As civilizações humanas dependem cada vez mais de um elevado consumo energético a sua subsistência. Para isso foram sendo desenvolvidos ao longo da história diversos processos de produção, transporte e armazenamentos de energia. As principais formas de produção de energia são:
Energia potencial
- Ver artigo principal: Energia potencial
É a energia que um objecto possui devido à sua posição. Um martelo levantado , uma mola enroscada e um arco esticado de um atirador, todos possuem energia potencial. Esta energia está pronta a ser modificada noutras formas de energia e, consequentemente, a produzir trabalho: quando o martelo cair, pregará um prego; a mola, quando solta, fará andar os ponteiros de um relógio; o arco disparará um seta. Assim que ocorrer algum movimento, a energia potencial da fonte diminui, enquanto se modifica em energia do movimento (energia cinética). Levantar o martelo, enrolar a mola e esticar o arco faz, por sua vez, uso da energia cinética e produz um ganho de energia potencial. Generalizando, quanto mais alto e mais pesado um objecto está, mais energia potencial terá.
Energia cinética
[[Imagem:Oebb298205.jpg|thumb|260px|Uma velha locomotiva a vapor transforma energia química em energia cinética. A queima de madeira ou carvão na caldeira é uma reacção química que produz calor, obtendo vapor que dá energia à locomotiva.]]
- Ver artigo principal: Energia cinética
É possuída por qualquer coisa em movimento; quanto mais depressa um objecto se move, maior a sua energia cinética. Além disso, quanto mais pesado é um objecto, maior é a sua energia cinética (apenas quando está em movimento). As máquinas mecânicas - automóveis, tornos, bate-estacas ou quaisquer outras máquinas motorizadas - produzem energia cinética, e esta espécie de energia é muitas vezes chamada de energia mecânica.
Energia química
- Ver artigo principal: Energia química
É a energia que está armazenada num átomo ou numa molécula; reorganizando os átomos, ocorrem reacções químicas e a energia pode ser produzida ou aproveitada. As reacções químicas geralmente produzem também calor; um fogo a arder é um exemplo. A energia química também pode ser transformada em electricidade numa bateria e em energia cinética nos músculos, por exemplo.
Energia eléctrica
- Ver artigo principal: Energia eléctrica
É a energia que é dada a um objecto fazendo passar uma corrente eléctrica através dele ou dando-le uma carga eléctrica. É convertida em energia mecânica num motor eléctrico ou em energia calorífica num aquecedor eléctrico.
Energia radiante
- Ver artigo principal: Energia radiante
É a energia que pode atravessar o espaço. Inclui a luz, as ondas de rádio e os raios de calor. O calor radiante não é o mesmo que a variante de energia cinética chamada de «energia térmica», mas quando os raios de calor atingem um objecto fazem com que as suas moléculas se movam mais depressa, ganhando então energia térmica. Os raios de luz e de calor são produzidos tornando os objectos tão quentes que brilham, como no caso do filamento de uma lâmpada eléctrica.
Energia nuclear
[[Imagem:Nuclear powerplant-01.jpg|thumb|260px|right|Um reactor nuclear produz calor modificando os átomos do seu combustível, transformando urânio ou plutónio noutros elementos. As máquinas que utilizam energia química modificam as moléculas do seu combustível e os elementos mantêm-se inalterados.]]
- Ver artigo principal: Energia nuclear
É a energia produzida pela mutação de átomos dentro de uma substância; aparece sobretudo como calor, quer sob controlo num reactor nuclear quer numa explosão de uma arma nuclear. O Sol produz o seu calor e a sua luz por reacção nuclear. Curiosamente, toda a vida na Terra depende desta energia e, no entanto, perante a existência das armas nucleares, está também ameaçada por esta forma de energia.
Outros tipos de energia
Energia, Trabalho e Potência
A energia e o trabalho são basicamente semelhantes, visto que o trabalho é o gasto de energia. São portanto, ambos medidos pelas mesmas unidades, a unidade SI, sendo o Joule, assim chamado em homenagem a James Prescott Joule, que demonstrou que é possível a conversão entre diferentes tipos de energia. A potência é a taxa a que se produz trabalho ou a que é dispensada energia.
Um fonte de energia que pode produzir mais trabalho em dado tempo - fazer qualquer coisa mover-se mais depressa ou aquecê-la mais rapidamente, por exemplo - será mais poderosa que outra. A unidade SO de força motriz é o Watt, assim chamada em homenagem a James Watt, o inventor da primeira máquina a vapor.
Assim, a relação pode exprimir-se como: um Watt de energia (E) é produzido enquanto um Joule de trabalho (W) é efectuado em um segundo (δt).
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