CREATIVE SUÍTE DIGITAL JUICE 4 praticando o conceito de energia. 6 como é que é? todos os tipos de en ergia. máquina do tempo 10 a história da energia. G R E N E E D O T I E C O CON istir a um pros s a ra a p o c u lo do em casa a g e h c r te e v e d a TV, nada de u o g li Você já e u q m e no momento , e ” a h n li te “ a n grama imagem. mu”, mas para co fo pi r so vi le te z cho que meu para acender a lu o Então pensou: “a im óx pr s ai m r . é o interrupto de energia elétrica provar isso vai at da na r, ho el m acender, ou e nos damos e nada da lâmpada falta energia, qu e qu em , ra ho a nos traz. É somente ness nefícios que ela be s do e a ci ân rt conta de sua impo s e todas as pessoa qu os am ns pe , ca de em energia elétri energia. Você po de po Quando falamos ti e ss de m ssso país dispõe 20 milhões de pe de s que moram em no ai m há l si ra ente as hoje só no B o meio rural, som N . não acreditar, m ca ri ét el a gi r acesso à ener proporcionados po os ci fí soas que não têm ne be s ao ades têm acesso 32% das propried gia. esse tipo de ener s os dias e utilizamos todo qu a gi er en sa Mas es uma das ações é somente tu si as rs ve di s nas mai a ouviu es. Ou você nunc nt te is ex as tr ou muitas ecânica? r, solar, eólica, m ea cl nu a gi er en falar em nte. s falaremos adia ai qu s da s ai m E outras icados ntes e com signif re fe di s to ex nt cábulo é utilizada em co to e o uso do vo ei nc A palavra energia co o , is ra alizar . Em termos ge ar trabalho ou re ut ec distintos também ex ra pa o at gnificado “ao potencial in apresenta um si lo energia refere-se bu cá vo e ss o científico de cíficos. uma ação”. O us não são tão espe os tr ou os já , finido bem preciso e de IA reações pode designar as m bé m ta a gi er como o O termo en ão de trabalho, iç nd co a ad in rm so mede uma dete ido por um proces uz od pr to en im ado por calor, o mov ao trabalho realiz as aç gr z, lu la or, uma cânico ou pe exemplo, um mot r po o, m co , na uma máqui uma lâmum alto-falante, , or ad er ig fr re caldeira, um um orgalos músculos de pe ou os nt ve s rmas de pada, pelo utilizam outras fo m bé m ta e qu o o uso nismo vivo de trabalho, com ão aç iz al re a ra novável energia pa rso natural não-re cu re um é e qu eo do petról de energia a principal fonte é e, ad lid ua at e que, na eta. utilizada no plan sica. s essenciais da Fí do um é a gi er conO conceito de en XIX e pode ser en lo cu sé no eu sc ica, Esse conceito na sica como: mecân Fí da s ea ár as ântica trado em todas smo, mecânica qu ti ne ag m ro et el ulartermodinâmica, sciplinas, partic di as tr ou em o etc., assim com a. mente na Químic um trastema ao realizar si um de l ta to ergia está A capacidade a interna. Essa en gi er en de a ad a, e balho é cham e formam o sistem qu as ul íc rt pa as a pode dividida entre que cada partícul em as rm fo as rs entre as dive armazená-la. pandie quando está ex qu do a rn te in a mola aior energi Um outro é uma ido, que possui m o. im ss pr di m to co ei s sp gá re m U cionado a solta. que pode ser men o pl em que se estivesse ex do um é or ai do m a rn te in tem uma energia comprimida, que energia interna O vapor, que tem estivesse na formaior do que se bateria carregama líquida e uma gia interna maior da, que tem ener e descarregada, do que se estivess os dessa energia, são bons exempl rna. chamada de inte UNIVERSAE ssui para trabalhar po ta on pr ja te es cia er coisa que re uma transferên or Portanto, qualqu oc o, ad iz al re A poo trabalho é ergia é perdida. en energia. Enquanto a um nh ne is gia. de energia, po dispensa de ener de ou transformação ou ho al ab tr gia. produção de transferida a ener é tência é a taxa de e qu m co de ia é a velocida Na Física, potênc 5 Como já falamos anteriormente, não existe apenas a energia elétrica, ela é apenas um tipo de energia. Há muitas outras como a potencial, a cinética, a química, a radiante e a nuclear e muitas outras. Nossa! Quantos nomes, não é mesmo? Mas para facilitar a compreensão desse tópico veremos as principais formas de energia com exemplos que você conhece e que fazem parte do seu cotidiano. Energia potencial É a energia que um objeto possui devido à sua posição. Um martelo levantado, uma mola enroscada, um arco esticado por uma flecha, todos esses objetos possuem energia potencial. Essa energia está pronta para ser transformada em outras formas de energia e, conseqüentemente, produzir trabalho. Quando o martelo cair afundará um prego. A mola fará andar os ponteiros de um relógio. O arco disparará a flecha. 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 fazem uso da energia cinética e produzem um ganho de energia potencial. Generalizando, quanto mais alto e mais pesado um objeto está, mais energia potencial terá. Existem dois tipos de energia potencial: a elástica e a gravitacional. A energia potencial gravitacional está relacionada com uma altura de um corpo em relação a um nível de referência. A energia potencial elástica está associada a uma mola ou a um corpo elástico. A energia cinética está presente em qualquer objeto em movimento. Quanto mais rapidamente ele se mover, maior será a sua energia cinética. Além disso, quanto mais massa esse objeto tiver, maior será sua energia cinética. As máquinas mecânicas como automóveis, tornos, bateestacas ou quaisquer outras máquinas motorizadas produzem energia cinética, e essa, por sua vez, é também chamada de energia mecânica. UNIVERSAE Uma velha locomotiva a vapor transforma energia química em energia cinética. A combustão de madeira ou carvão, na caldeira, é uma reação química que produz calor, fervendo água que se transforma em vapor, que dá energia à locomotiva. 7 Energia química É a energia que está armazenada num átomo ou numa molécula. Existem várias formas de energia, mas os seres vivos só utilizam a energia química para gerar trabalho biológico. Esse tipo de energia está presente nas ligações químicas e há ligações pobres e ricas em energia. A água é um exemplo de molécula com ligações pobres. A glicose é uma substância com ligações ricas em energia. Os seres vivos utilizam a glicose como principal combustível, fonte de energia química. Energia radiante As reações químicas, geralmente, também produzem calor. O fogo é um exemplo disso. A energia química também pode ser transformada em eletricidade como a encontrada na pilha ou na bateria, e ainda em energia cinética nos músculos, por exemplo. É a energia que pode atravessar o espaço. Inclui a luz, as ondas de rádio e os raios de calor. Os raios de luz e de calor são produzidos e tornam os objetos tão quentes que brilham, como no caso do filamento de uma lâmpada elétrica. 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 objeto fazem com que as suas moléculas se movam mais depressa, ganhando então energia térmica. UNIVERSAE Energia nuclear 8 É a energia produzida pela fissão, ou seja, pela ruptura de um núcleo atômico mediante bombardeio com nêutrons, acompanhada da liberação de grande quantidade de energia e também pela fusão de átomos. Aparece, sobretudo, no calor, sob controle em um reator ou na explosão de uma arma nuclear. O Sol produz o seu calor e a sua luz por uma reação nuclear de fusão de átomos de hidrogênio em hélio. Curiosamente, toda a vida na Terra depende dessa energia e, no entanto, perante a existência das armas nucleares, Um reator nuclear produz calor, está também ameaçada pela mesma forma de energia. modificando os átomos do seu combustível e transforma urânio ou plutônio em outros elementos. As máquinas que utilizam energia Gerador eólico química modificam as moléculas do seu combustível, mantendo os elementos que as compõem inalterados. O consumo de energia térmica, no mundo, está resumido, em sua maioria, às fontes tradicionais fósseis, como petróleo, carvão mineral e gás natural. São fontes poluentes e não-renováveis que no futuro serão substituídas por outras. Sanções, como as previstas no Protocolo de Kioto, que cobra de países industriais um menor nível de poluentes expelidos para a atmosfera, e a utilização de energias alternativas, limpas e renováveis como da biomassa, eólica ou maremotriz, apontam um novo modelo de produção, mais econômico e saudável para o meio ambiente. 10 UNIVERSAE As civilizações humanas, ao longo da História, dependeram cada vez mais de um elevado consumo energético para sua subsistência. Para isso, foram desenvolvidos, ao longo do tempo, diversos processos de produção, transporte e armazenamento de energia elétrica. CREATIVE SUITE Energia elétrica é o tipo de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos. Com a transformação adequada, é possível obter energias finais de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, conforme os elementos de transformação que se empreguem. A geração de energia elétrica leva em conta diferentes tecnologias e as principais aproveitam um movimento rotatório a fim de gerar corrente alternada em um alternador. CREATIVE SUITE O movimento rotatório pode vir de uma fonte de energia mecânica direta, como de uma queda d’água do vento ou de um ciclo termodinâmico. Em um ciclo termodinâmico se esquenta um fluido, a partir disso consegue-se que seja realizado um circuito que move um motor ou uma turbina. O calor desse processo é obtido pela queima de combustíveis fósseis, de reações nucleares ou de outros processos. A eletricidade pode ser produzida em grandes quantidades a partir de diversas fontes de energia e origens, por meio de um equipamento. UNIVERSAE Veja as principais: 13 Thomas Alva Edison foi um inventor e empresário dos Estados Unidos que desenvolveu muitos dispositivos importantes. Ele era conhecido como o mago de Menlo Park (“The Wizard of Menlo Park”) e foi um dos primeiros inventores a aplicar os princípios da produção maciça ao processo da invenção. Entre as suas contribuições encontramse a lâmpada elétrica incandescente, o gramofone, o cinetoscópio, o ditafone e o microfone de grânulos de carvão para o telefone. TOMASZ SIENICKI UNIVERSAE Edison é um dos precursores da tecnologia do século XX e muitos o consideram o maior inventor de todos os tempos, pois registrou 1 093 patentes em seu nome. Grande parte dessas invenções não era completamente original, mas melhorias de patentes feitas, realmente, por seus numerosos empregados. Desde criança, Thomas Edison demonstrou poder de observação e muita curiosidade. Em 1854, a família dele mudouse para Port Huron no estado de Michigan. No sótão de casa, ele instalou um laboratório de química, onde realizava experiências. Além disso, ele aprendeu o código Morse e começou a construir telégrafos artesanais. 15 Thomas trabalhou como vendedor de livros e como telegrafista. Em 1868, patenteou seu primeiro invento, um contador automático de votos. Dois anos depois, fundou sua empresa em Newark e inventou um equipamento eletromecânico que transmitia telegraficamente as cotações da bolsa de valores, ficando muito rico com a comercialização dessa invenção. Depois disso, produziu muitos inventos que não tiveram resultado comercial. DIGITAL JUICE Após algum tempo, Edison inventou um aparelho que agilizava as transmissões em código Morse. Era uma pena elétrica que simplificava a duplicação em mimeógrafo. O microfone de carvão, outro invento, proporcionou as transmissões telefônicas. Lâmpadas UNIVERSAE Thomas mudou-se para Menlo Park em Nova Jersey, diversificou suas pesquisas e abordou as mais diversas tecnologias. Lá iniciou pesquisas em telefonia, aperfeiçoou o fonógrafo e criou a primeira lâmpada incandescente com filamento de carvão. Conta-se que até filamentos de fios de barba e cabelos de seus empregados teriam sido utilizados como experimentos, antes do carvão de fibras de algodão empregado na primeira lâmpada. 16 Edison, na época, contava com uma grande equipe de cientistas profissionais. Foi ele também que construiu o primeiro dínamo de alta potência e patenteou diversas invenções, que deram origem ao gerador de alto vácuo para a fabricação de lâmpadas, o medidor de consumo elétrico, além de o regulador de corrente para máquina de solda elétrica. Em outubro de 1879, a Edison Electric Light Company era uma potência econômica que dominava a geração de eletricidade nos Estados Unidos. Nessa época, ele patenteou a lâmpada incandescente de filamento fino de carvão a alto vácuo. Esse produto, devido à nova tecnologia, teve aumento substancial de sua vida útil. Em 1883, após ter descoberto o efeito, Edison patenteou o primeiro dispositivo termiônico, um diodo termiônico ou válvula de Edison, que foi precursora das válvulas de rádio. Em 1888, a Edison General Electric foi fundada, iniciando um dos maiores conglomerados industriais do planeta, fabricando todos os tipos de dispositivos elétricos como geradores, motores, eletrodomésticos e gigantescas válvulas solenóides. A empresa se transformou num dos maiores fabricantes multinacionais. Durante a Primeira Guerra Mundial, a General Electric (GE) entrou no campo de metalurgia naval, produzindo gigantescas máquinas e equipamentos que vieram a incorporar os novos navios que estavam sendo produzidos nos mais diversos estaleiros dos Estados Unidos. Finalmente, a GE entrou para o ramo da indústria química e aperfeiçoou métodos de fabricação de novos produtos e substâncias. Referências: 1. Novo Dicionário Básico da Lingua Portuguesa – FOLHA / AURÉLIO. Editora Nova Fronteira, 1995. 2. Dicionário da Língua Portuguesa On-Line – PRIBERAM Informática. Disponível em: <http://www. priberam.pt/dlpo/dlpo.aspx>. Acesso em: 16.ago.2006. 3. Wikimedia Foundation. Disponível em: <http://pt.wiktionary.org/wiki/>. Acesso em: 16.ago.2006. 4. Enciclopédia Encarta. 5. Wikimedia Foundation. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki>. Acesso em: 16.ago.2006. 6. Enciclopédia Larousse. 7. Feira de Ciências. Disponível em: <http://www.feiradeciencias.com.br>. Acesso em: 16.ago.2006. 8. Aventura na Ciência – Força e Movimento. Editora Globo, 1994. 19 UNIVERSAE