Transformações de energia são processos que convertem energia de um tipo (por exemplo, cinética, potencial gravitacional, energia química) em outro tipo. Qualquer tipo de utilização de energia deve envolver algum tipo de transformação de energia.
A energia deve obedecer às leis da termodinâmica.
Termodinâmica é o estudo de como a energia muda de um tipo para outro. As leis da termodinâmica aplicam-se às conversões de energia e energia.
A primeira lei da termodinâmica:
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A energia não pode ser criada ou destruída (a que se chama conservação de energia); contudo, pode ser transformada de um tipo para outro. Na realidade, cada processo útil transforma a energia de uma forma para outra. Existem muitas formas ou tipos diferentes de energia. Alguns exemplos de transformações diárias de energia são:
| Conversões de energia envolvidas | |
|---|---|
| Rubbing hands together to make them warm | Kinetic energy to thermal energy |
| Using a battery-lanterna eléctrica | Energia química à energia eléctrica (na bateria) Energia eléctrica à energia radiante (na lâmpada) |
| Um objecto com velocidade up as it falls | Energia potencial gravitacional para energia cinética |
A segunda lei da termodinâmica:
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Algumas formas de energia são mais úteis do que outras. A utilização de energia torna-a sempre menos útil, mesmo que nenhuma energia seja realmente destruída.
A energia cinética e a electricidade são as formas mais úteis. Estas são de “alta qualidade” porque podem ser transformadas quase completamente em qualquer outro tipo de energia. A electricidade, por exemplo, pode ser facilmente utilizada para gerar calor (energia térmica) ou luz (energia radiante), quebrar ligações químicas (energia química), mover objectos (energia cinética), ou elevar objectos (energia potencial gravitacional).
A forma menos útil de energia é a energia térmica a baixa temperatura. Ainda pode ser convertida de volta a uma forma de maior qualidade, mas a energia útil perde-se sempre neste processo. Converter a energia para uma forma menos útil e depois tentar trabalhar para trás nunca recebe 100% da energia útil de volta.
Por exemplo, quando um carro funciona, o motor vai ficar quente (energia térmica). O calor do motor não faz nada para ajudar o carro a mover-se ou a andar mais depressa. Esta energia desperdiçada é um subproduto inevitável da conversão do combustível do automóvel (energia química) em movimento (“energia cinética de alta qualidade”), contudo pode potencialmente ser utilizada para aquecer a cabina do automóvel para aumentar ligeiramente a eficiência energética global. É um desafio para todas as formas de geração de energia minimizar o desperdício de energia e ser o mais eficiente possível.
PhET: Formulários e Mudanças de Energia
A Universidade do Colorado permitiu-nos graciosamente utilizar a seguinte simulação de PhET. Clique para executar uma simulação interactiva para explorar as transformações entre os tipos de energia. Especificamente, esta simulação trata de conversões entre formas de energia mecânica, eléctrica, química e luminosa.
Para Leitura Adicional
- Segunda lei da termodinâmica
- Conservação da energia
- Eficiência
- Cogeração
- Eficiência de Carnot
- Realizar uma página aleatória