Fisica Unidade0 Situacao Energetica

Situação energética mundial

Energia. O que é?

O termo “energia” é vulgarmente utilizado para exprimir força e intensidade ou para descrever, no sentido figurativo, relações de interação entre quantidades vagas ou abstratas.

Energia, em FísicaEnergia é um conceito de vasta aplicação em física.

• É uma grandeza física escalar que tradicionalmente se define

como a capacidade de corpos e sistemas para realizar um trabalho.

• A energia pode adotar diversas formas, podendo transformar-se de

uma noutra forma (transformação de energia), embora não se crie

nem se destrua (princípio da conservação da energia).

• A energia pode transferir-se (transferência de energia).

• A Unidade SI da energia é o joule (J).

• Outras unidades de energia: quilowatt-hora (kwh), caloria (cal),

eletrão-volt (eV), tonelada equivalente de petróleo (tep).

Conversão de unidades de energia para a unidade SI (J)

eV - Unidade de energia utilizada em física nuclear que corresponde à energia cinética adquirida por um eletrão sob uma diferença de potencial de um volt no vácuo.

Exercícios:

• 1 .Converte para joules: a) a energia eléctrica consumida numa casa

durante um ano, 12 × 103 kW h; b) a energia do primeiro estado excitado do

electrão no átomo de hidrogénio, 3,4 eV; c) a energia fornecida por 50 g de flocos de

cereais, 196 kcal.

O consumo de energia do lar médio português é de 4500 kWh/ano (2011) estando repartido, no seu uso final de acordo com o seguinte gráfico (Fonte: http://www.pordata.pt/Portugal/Ambiente):

• são os equipamentos de frio os responsáveis pela maior fatia do consumo numa casa (32%), seguido do aquecimento e da iluminação.

• A iluminação é responsável por 12% do consumo de eletricidade total da habitação, o que corresponde a uma emissão anual para a atmosfera de cerca de 450 Gg de CO2 equivalente (450.000.000.000 g).

Fontes de energia

O Sistema que fornece energia designa-se por fonte de energia e o Sistema que recebe energia é o recetor.

As fontes de energia:• devem satisfazer as necessidades energéticas da Humanidade;• não devem contribuir para o aumento da poluição ambiental.

Fontes de energia primárias (ou recursos energéticos):

- materiais aos quais se recorre para obtenção de energia (ocorrem na

natureza).

- o seu ritmo crescente de exploração levará a que se esgotem.

Fontes de energia Fontes de energia secundárias: objeto que transfere energia ou que

transforma energia num modo mais adequado à sua utilização.

Exemplo: gasolina.

Recursos Energéticos

Renováveis – recursos cujas reservas não se esgotam ou podem ser facilmente repostas.

Não Renováveis – recursos cujas reservas são esgotáveis, não havendo possibilidade da sua reposição nas condições normais (fósseis e minerais).

Recursos energéticos

Forma de energia renovável Fonte de energia

Energia solar Sol

Energia maremotriz Ondas e marés

Energia eólica Vento

Energia hidráulica Água

Energia de biomassa Lenha, resíduos industriais / sólidos urbanos, biogás (metano)

Energia geotérmica Fumarolas e géiseres

Fonte de energia não renovável

Combustíveis fósseis: Carvão, petróleo e gás natural.

Combustíveis nucleares: Urânio, plutónio.

Vantagens e desvantagens dos recursos - resumo

Recursos energéticos

Vantagens Desvantagens

Não renovável • Fáceis de utilizar• Elevada rentabilidade

• Reservas limitadas• Esgotáveis• Poluentes• Elevados custos de

distribuição / manutençãoRenováveis • Fácil captação

• Inesgotáveis• Baixos custos de

manutenção• Possibilidade de obtenção

em locais remotos

• Baixa rentabilidade / rentabilidade variável /produção variável

• Custo elevado na montagem da

infraestrutura• Alteração de paisagens e

condições climatéricas• Difícil armazenamento de

excedentes

Uso racional das fontes de energia

Os fatores que contribuem para o uso racional de energia serão:

• Redução do consumo, o que implica uma redução significativa

da poluição ambiental;

• Aproveitamento dos subprodutos;

• Reciclagem;

• Reutilização.

Degradação da energia

• As transformações de energia são sempre acompanhadas de uma transferência ou degradação de energia.

• Assim, a energia que é fornecida a uma máquina não é utilizada na sua totalidade – há uma parte que é utilizada para o fim que se pretende (energia útil) e outra que não é usada para esse fim (energia dissipada).

Energia fornecida Sistema Energia útil

Energia dissipada

Este fenómeno denomina-se degradação de energia.

Rendimento• Para saber se a energia que se aproveita é

muita ou pouca em relação à energia disponível, calcula-se o rendimento:

Assim, qualquer processo de transferência ou de transformação de energia tem um rendimento inferior a 100%.

Exercícios:

1. No transporte de energia elétrica há sempre perdas. Numa cidade são consumidos 100 GW h durante um ano mas, para efetuar esse abastecimento, foi necessário produzir 110 GW h. Calcule o rendimento do processo de transporte de energia elétrica.

2. Segundo dados da Eletricidade de Portugal, no ano 2000 perderam-se no transporte de energia elétrica 3700 GWh, tendo sido a produção de aproximadamente 40000 GWh.

a)Calcule o rendimento do processo de transporte da energia.