Tipos de Energia

Tipos de Energia – Definição

Existem muitos tipos diferentes de energia, que se dividem em duas formas principais: cinética e potencial.

A energia pode se transformar de um tipo para outro, mas nunca pode ser destruída ou criada.

A Energia, em física, é a capacidade de realizar trabalho. Ela pode existir em formas potencial, cinética, térmica, elétrica, química, nuclear ou outras diversas. Além disso, existem calor e trabalho – ou seja, energia em processo de transferência de um corpo para outro. Após ser transferida, a energia é sempre designada de acordo com sua natureza. Portanto, o calor transferido pode se tornar energia térmica, enquanto o trabalho realizado pode se manifestar na forma de energia mecânica.

Todas as formas de energia estão associadas ao movimento. Por exemplo, qualquer corpo possui energia cinética se estiver em movimento. Um dispositivo tensionado, como um arco ou uma mola, embora em repouso, tem o potencial de criar movimento; ele contém energia potencial devido à sua configuração. Da mesma forma, a energia nuclear é energia potencial porque resulta da configuração de partículas subatômicas no núcleo de um átomo.

A energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas transformada de uma forma para outra. Este princípio é conhecido como conservação de energia ou a primeira lei da termodinâmica. Por exemplo, quando uma caixa desliza morro abaixo, a energia potencial que a caixa possui por estar localizada no alto da encosta é convertida em energia cinética, energia do movimento. À medida que a caixa desacelera até parar devido ao atrito, a energia cinética do movimento da caixa é convertida em energia térmica que aquece a caixa e a encosta.

A energia pode ser convertida de uma forma para outra de várias outras maneiras. A energia mecânica ou elétrica utilizável é, por exemplo, produzida por diversos tipos de dispositivos, incluindo motores térmicos a combustível, geradores, baterias, células de combustível e sistemas magneto-hidrodinâmicos.

No Sistema Internacional de Unidades, a energia é medida em joules. Um joule é igual ao trabalho realizado por uma força de um newton atuando a uma distância de um metro.

A energia é abordada em diversos artigos. Para o desenvolvimento do conceito de energia e do princípio da conservação de energia, veja princípios da ciência física; mecânica; termodinâmica; e conservação de energia.

Para as principais fontes de energia e os mecanismos pelos quais ocorre a transição de energia de uma forma para outra, veja carvão; energia solar; energia eólica; fissão nuclear; xisto betuminoso; petróleo; eletromagnetismo; e conversão de energia.

Tipos de Energia – Quais são

É claro que existem diferentes formas de classificar os tipos de energia, como por exemplo, quanto à sua origem, sejam renováveis, aquelas que provêm de recursos naturais e são quase inesgotáveis, ou não renováveis, aquelas que possuem reservas limitadas que diminuem com o consumo.

A energia potencial vem em formas armazenadas, incluindo química, gravitacional, mecânica e nuclear. A energia cinética é a energia em movimento e inclui energia elétrica, calor, luz e som.

Os tipos de energia podem ser classificados em duas grandes categorias: energia cinética (a energia de objetos em movimento) e energia potencial (energia armazenada). Essas são as duas formas básicas de energia.

Os diferentes tipos de energia incluem energia térmica, energia radiante, energia química, energia nuclear, energia elétrica, energia de movimento, energia sonora, energia elástica e energia gravitacional.

As formas de energia incluem a cinética (energia do movimento) e a potencial (energia armazenada), que podem ser categorizadas em tipos específicos, como mecânica (movimento/posição), térmica (calor), elétrica, química, radiante (luz), sonora e nuclear. Todas essas formas podem se transformar de uma para outra, e essa capacidade de realizar trabalho ou causar mudança é a definição fundamental de energia.

Tipos de Energia – Formas comuns

Energia Cinética: A energia que um objeto possui devido ao seu movimento. Por exemplo, uma bola rolando possui energia cinética.
Energia Potencial: Energia armazenada que um objeto possui devido à sua posição ou estado. Uma bola no topo de uma colina possui energia potencial.
Energia Mecânica: A energia total que um objeto possui devido ao seu movimento (cinética) e à sua posição (potencial).
Energia Térmica: A energia do calor, causada pelo movimento de átomos e moléculas dentro de uma substância.
Energia Elétrica: A energia gerada pelo fluxo de partículas eletricamente carregadas, também conhecidas como elétrons.
Energia Química: Energia armazenada nas ligações químicas de átomos e moléculas. Ela é liberada quando ocorrem reações químicas, como a queima de madeira.
Energia Radiante (Luminosa): A energia transportada pela radiação eletromagnética, que nossos olhos podem ver.
Energia Sonora: Energia produzida por vibrações que viajam como ondas através da matéria.
Energia Nuclear: Energia liberada do núcleo de um átomo, seja por divisão (fissão) ou combinação (fusão).

Tipos de Energia – Energia potencial

Energia potencial é a energia armazenada e a energia de posição.

Energia química é a energia armazenada nas ligações de átomos e moléculas. Baterias, biomassa, petróleo, gás natural e carvão são exemplos de energia química. Por exemplo, a energia química é convertida em energia térmica quando as pessoas queimam lenha em uma lareira ou gasolina no motor de um carro.

Energia mecânica é a energia armazenada em objetos por meio de tensão. Molas comprimidas e elásticos esticados são exemplos de energia mecânica armazenada.

Energia nuclear é a energia armazenada no núcleo de um átomo – a energia que mantém o núcleo unido. Grandes quantidades de energia podem ser liberadas quando os núcleos são combinados ou separados.

Energia gravitacional é a energia armazenada na altura de um objeto. Quanto mais alto e pesado o objeto, mais energia gravitacional é armazenada. Quando uma pessoa desce uma ladeira íngreme de bicicleta e ganha velocidade, a energia gravitacional é convertida em energia de movimento. A energia hidrelétrica é outro exemplo de energia gravitacional, em que a gravidade força a água para baixo através de uma turbina hidrelétrica para produzir eletricidade.

Tipos de Energia – Energia cinética

Uma forma de energia que analisaremos é a energia cinética, a energia de um objeto devido ao seu movimento. Assim, quanto maior a velocidade de um jogador maior a sua energia cinética. Para um jogador variar sua velocidade, por conseguinte sua energia, vimos que é necessário a aplicação de uma força. Este é apenas um exemplo de uma propriedade geral de que as variações de energia ocorrem quando há a aplicação de forças.

No futebol, aparelhos e máquinas é importante saber com que rapidez ocorrem tais variações ou transformações da energia.

É a potência (P) que nos informa de quanto é a variação da energia por unidade de tempo:

A unidade de energia no SI é o Joule, J, sendo então a unidade de potência dada por J/s, que é conhecido como Watt, W.

A variação de energia de um objeto é definida como a grandeza trabalho. Por exemplo, supomos o caso de um motorista tentando parar um carro com uma certa velocidade (energia). Ele poderia utilizar o sistema de freios ou usar o freio-motor, deixando o carro engatado, ou ainda deixar o carro desengatado e esperar até o carro parar. Desta situação podemos concluir que quanto maior a força que for aplicada para frear o carro, menor será a distância que ele percorrerá até parar. Nas três situações comentadas a variação da energia ou trabalho, é a mesma, pois nos três casos o carro pára.

Matematicamente esta idéia é expressa por:

onde T é o trabalho realizado pela força F durante a distância d e é o ângulo entre a direção de aplicação da força e a direção da distância. A quantidade de movimento e a energia cinética são dois conceitos semelhantes, que dependem da massa m e da velocidade v.

Há duas formas de energia cinética: uma devida à velocidade translacional e outra devida à velocidade rotacional.

A expressão matemática para a energia cinética translacional é dada por:

A energia cinética rotacional é dada por:

Onde I é o momento de inércia ou inércia rotacional e é o equivalente à massa para movimentos de rotação, é a velocidade angular. Sendo a unidade SI de energia o Joule, J.

Outra forma de energia importante, e que não está relacionada diretamente com o movimento, é a energia que um objeto pode acumular devido à força gravitacional. Por exemplo, sabemos que um objeto parado que é deixado cair do 1o andar de um edifício chega com menos velocidade (energia) do que um objeto que é deixado cair do 5o andar.

Esta energia que o objeto parado tinha é chamada de energia potencial e matematicamente é definida por:

onde g é a aceleração da gravidade e h é a altura em que se encontra o objeto em relação à superfície da Terra.

Inúmeros outros sistemas também acumulam energia.

Por exemplo, uma mola ou o músculo podem armazenar um certo tipo de energia chamada energia elástica, devido a uma força elástica, com intensidade dada por: F= K x onde F é o módulo da força elástica, K é uma constante associada à rigidez da mola denominada constante elástica e x indica quanto o sistema (por exemplo, a mola) foi esticado ou comprimido.

A energia elástica, armazenada pelo sistema em forma de energia potencial, é dada por:

As moléculas do ar ou de um corpo estão em constante movimento, sendo responsável pela energia térmica que é uma outra forma de energia. Microscopicamente podemos dizer que a energia térmica é a energia cinética do mundo microscópico. Quando a energia térmica estiver em trânsito ela é definida como calor. Quando a temperatura de um corpo se mantém constante, sua energia térmica não varia.

Existe uma unidade de energia térmica que é chamada caloria (cal) e sua relação com o joule é: 1 cal = 4,186 J. Como os alimentos contêm energia, ela pode ser medida em quilocaloria (1 kcal = 1000 cal). Por exemplo, 1 grama de gordura contém 9,3 kcal de energia, enquanto que 1 grama de proteína, 4,1 kcal.

A energia gasta pelo corpo para realizar atividades é também, em geral, medida em calorias. Mesmo dormindo, o coração continua batendo, assim como a respiração etc., além da necessidade de manter a temperatura do corpo e o gasto de energia de cerca de 1,2 kcal por minuto. Imagine, então jogando futebol! Gasta-se por minuto cerca de 11 kcal.

Fonte: Colégio São Francisco/solarschools.net/www.eia.gov/futebol.incubadora.fapesp.br/www.britannica.com