Na física e na química, existem dois tipos básicos de energia: cinética e potencial.
A energia cinética é o energia associada ao movimento. Podemos vê-lo na natureza nas águas dos rios, nas ondas da praia, no vento ou no aquecimento de objetos.
A energia potencial, por sua vez, depende da condição de um corpo em relação a uma referência. Por exemplo, uma rocha no topo de uma montanha tem maior energia potencial do que a mesma rocha na base da montanha..
A energia cinética e potencial pode ocorrer de uma grande variedade de maneiras na natureza, como veremos a seguir.
A fonte de energia solar é fusão nuclear de hidrogênio. No Sol, quatro núcleos de hidrogênio (quatro prótons) se fundem em um núcleo de hélio, que tem menos massa do que os quatro núcleos de hidrogênio.
A energia do processo de fusão nuclear é convertida em energia radiante. Ele viaja pelo espaço como ondas eletromagnéticas ultravioleta (UV), luz visível e raios infravermelhos. A vida na Terra depende fundamentalmente da energia solar.
Radiações como luz, raios-X e calor são formas de energia que conhecemos como Energia radiante. Eles aparecem como ondas eletromagnéticas que se originam da vibração simultânea de elétrons em um campo elétrico e magnético. Essas ondas viajam pelo espaço à velocidade da luz 300.000 km / s.
O energia nuclear É aquele que está armazenado no núcleo do átomo, resultado das forças que mantêm os prótons e nêutrons juntos.
Em uma reação nuclear, um átomo é transformado em um átomo diferente com a liberação de energia, seja por decadência radioativa, fissão nuclear ou fusão nuclear..
Na fissão nuclear, um núcleo pesado recebe um nêutron que o torna instável, liberando energia e dois novos átomos.
Outra forma de energia potencial é aquela que obtemos entre os átomos que se unem. Esta é a energia química, isso depende da estrutura atômica e das forças de atração nas ligações de uma molécula. A energia química pode ser liberada através de reação química.
Por exemplo, a gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos que, ao passar por uma reação de combustão, libera sua energia química em energia térmica, que é utilizada para movimentar motores. A energia química da gasolina é liberada pela combustão dentro dos pistões, produzindo movimento.
A energia de ligação em química é o medida da força da ligação entre dois átomos. É calculado experimentalmente medindo o calor necessário para quebrar um mol de moléculas em seus átomos individuais. Quanto maior a energia de ligação, mais fortes e próximos os átomos ficarão unidos..
Por exemplo, na molécula de água HOH a energia de ligação é igual a 460 kiloJoule por mol (kJ / mol), o que é o mesmo que dizer que é a energia necessária para quebrar a ligação entre o oxigênio e os dois átomos de hidrogênio em um toupeira de água.
A energia elétrica é o produto da atração de partículas carregadas positiva e negativamente e do movimento das cargas elétricas que se manifestam no eletricidade. É uma forma de energia potencial e cinética.
Nos átomos, os elétrons com carga negativa podem se mover livremente em certos materiais chamados condutores. O movimento ou fluxo desses elétrons é o que conhecemos como corrente elétrica.
A eletricidade é o motor da civilização moderna como a conhecemos hoje. A energia elétrica está em equipamentos elétricos e eletrônicos, em nossos meios de transporte, em nosso entretenimento e em muitas outras atividades humanas..
A energia potencial gravitacional é uma das formas de energia potencial. Neste caso, usamos como corpo de referência a Terra ao qual um campo gravitacional está associado. A Terra exerce uma força atrativa sobre os objetos em direção ao seu centro. É por isso que dizemos que as coisas "caem".
A energia de dissociação da ligação ou entalpia de ligação é utilizada em química para definir a mudança na energia total do sistema quando uma ligação covalente se rompe por homólise, ou seja, na separação dos átomos os elétrons são divididos igualmente. Por exemplo, em etano (CdoisH6) a energia de dissociação de uma das ligações C-H será de 423 kJ / mol.
Cada ligação em uma molécula terá sua própria energia de dissociação, portanto, uma molécula com quatro ligações precisará de mais energia para quebrar do que uma molécula com apenas uma ligação..
Em química, o termo "energia de ativação" é usado para designar o quantidade de energia necessária para que uma reação ocorra. Muitas reações químicas em seres vivos não ocorrem espontaneamente, portanto, é necessário um "empurrão" de energia para que ocorram. A fonte da energia de ativação é geralmente a energia térmica dos arredores.
A energia potencial elástica é uma forma de energia potencial no que se refere a uma condição inicial de um objeto que pode ser esticado, comprimido ou torcido. Conforme um elástico é esticado, sua energia potencial aumenta para que o trabalho possa ser realizado. Este é o princípio de funcionamento de flechas e catapultas.
A energia mecânica combina energia potencial e energia cinética, ou seja, movimento e posição de um objeto se unem para fazer o trabalho. Por exemplo, o carrossel de uma montanha-russa possui energia mecânica que é a soma de sua energia potencial quando está no topo da montanha e a energia cinética quando ganha velocidade. Em todos os momentos a energia mecânica será a mesma, as energias potencial e cinética irão variar, dependendo da altura e velocidade do carrinho.
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A energia do som é o energia que obtemos no som. É refletido como ondas que vibram através de meios físicos, como água, ar e materiais sólidos. É uma forma de energia mecânica que envolve a vibração das partículas e a distância que elas percorrem.
A energia do som é usada em:
Uma forma pela qual a energia cinética é apresentada é na energia térmica ou energia interna. Isto é energia cinética porque é derivada das vibrações ou movimento das moléculas e átomos que constituem os corpos. Podemos medir essa energia com o termômetro, pois a temperatura é um reflexo desse movimento. Um corpo com temperatura de 50ºC terá mais energia térmica do que um mesmo corpo a 0ºC..
O calor é o fluxo de energia térmica entre os corpos. Este processo pode ser devido a três fenômenos:
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A energia geotérmica corresponde a Calor da terra, uma fonte de energia que fica abaixo da superfície. Embora se pense que a energia geotérmica se manifesta em fontes termais e gêiseres, ela vai além. O potencial de energia armazenado dentro da Terra pode ser aproveitado através de poços geotérmicos.
Um dos usos mais antigos da energia geotérmica era o aquecimento de ambientes, recreação e terapia, com o uso de águas termais. A Islândia é um dos países que mais se beneficia da energia geotérmica
O energia magnética É o produto energético da atração e posição dos corpos em um campo de força magnética capaz de funcionar. O exemplo clássico que obtemos em dois ímãs quando os mantemos separados. Neste ponto, sua energia potencial magnética é maior do que quando eles estão juntos..
Cada ímã possui um campo magnético que é a área de ação onde a atração é sentida, e duas regiões opostas positivas e negativas, chamadas de pólos magnéticos. O pólo positivo atrai o pólo negativo, enquanto os pólos semelhantes se repelem.
Maglevs são ferrovias que se movem graças à energia magnética. Estes levitam ou flutuam em uma plataforma magnetizada em intervalos que produzem movimento. É também um exemplo de como a energia magnética é transformada em energia cinética..
Quando o ar entra em movimento É o que conhecemos como vento. A energia cinética do vento tem sido usada desde os tempos antigos para realizar uma variedade de trabalhos, como velejar, moer grãos (moinhos de vento) e, mais recentemente, para gerar eletricidade por turbinas eólicas.
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A energia cinética das correntes marinhas aproveita a ascensão e queda da água do mar produzida pelas forças gravitacionais do Sol e da Lua na forma de Energia da água do mar.
O energia do oceano é conhecido como energia azul e inclui:
O oceano é uma das fontes de energia mais abundantes da Terra, mas provavelmente a menos explorada. Teoricamente, os oceanos poderiam fornecer energia para todo o planeta sem poluir de forma mais confiável e previsível do que o Sol e o vento..
A energia escura é um energia permeando o espaço, na verdade, representa aproximadamente 70% dos componentes do Universo. O termo "energia escura" foi cunhado pelo cosmólogo Michael Turner em 1998 para dar nome à constante cosmológica proposta por Einstein no início do século XX..
No final do século 20, dois grupos de astrônomos estudaram o brilho de um tipo específico de supernova, a supernova Ia. Estas são estrelas anãs brancas que explodem com tal intensidade e brilho que parecem um bilhão de sóis..
Ambos os grupos descobriram que o brilho das supernovas era menos intenso do que o esperado, ou seja, estavam mais distantes do que a estimativa inicial obtida apenas para um universo de matéria. Esta expansão acelerada do Universo é explicada por um componente com uma pressão fortemente negativa chamada energia escura..
Em 1905, Albert Einstein apresentou a "Teoria da Relatividade Especial", de onde derivou sua famosa equação E = mcdois, às vezes chamada de lei da equivalência massa-energia. Esta fórmula indica que a massa de um corpo (m) é uma medida do conteúdo de energia (E) e a velocidade da luz no vácuo (c) é uma constante igual a aproximadamente 300 milhões de metros por segundo.
Elementos radioativos convertem parte de sua massa em energia. Com esta fórmula você pode calcular a energia que é liberada em uma reação nuclear, que é a energia de ligação que mantém o núcleo do átomo compacto.
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