Capítulo 1 - O que é a energia?

Tudo o que acontece à nossa volta é provocado pela energia. Olha por uma janela. Se for de dia, o sol dá-nos luz e calor; se for de noite, as lâmpadas usam a energia eléctrica para produzir luz. O carro que te leva para a escola ou para casa é abastecido com gasolina, um derivado do petróleo.
Os alimentos que comemos constituem energia que usamos para brincar ou estudar.
Como podes ver a energia faz com que tudo aconteça.

Existem dois grandes tipos de energia, dependendo se ela está em movimento ou armazenada.
- A energia em movimento chama-se energia cinética ou dinâmica;
- A energia armazenada chama-se energia potencial.
O seguinte exemplo ajuda-te a perceber a diferença entre estes dois tipos de energia.
Põe uma caneta na ponta da tua escrivaninha e empurra-a para o chão. A caneta em movimento usa a energia cinética. Agora, pousa-a novamente em cima da secretária. Tu usaste a tua própria energia armazenada para levantar e mover a caneta; à medida que a afastas do chão ela vai adquirindo cada vez mais energia, pois quanto mais alta estiver maior é a queda. Quando a pousas na secretária ela contém energia potencial armazenada.

A energia pode ser medida de várias maneiras. Uma delas é o Btu (British Thermal Unit), medida britânica que mede a energia calorífica. Um Btu é a quantidade de energia necessária para elevar um grau Fahrenheit a temperatura de 0,454 litros de água. Um Btu corresponde a um fósforo aceso. Por exemplo, para fazer uma cafeteira de café são necessários 2000 Btus.

A energia também pode ser medida em joules. São necessários mil joules para igualar um Btu, por isso:
1000 Joules = 1 Btu
Assim, seriam necessários dois milhões de joules para fazer a mesma cafeteira de café.

O nome Joule vem de um físico Inglês que se chamava James Prescott Joule. Ele descobriu que o calor é um tipo de energia.
Um joule é quantidade de energia necessária para levantar 454 gramas do chão a uma altura de nove polegadas (é aproximadamente 22,86 centímetros).

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Na generalidade os cientistas preferem medir a energia em joules do que em Btus; por outro lado, o sistema de medição métrica, metros e quilogramas, é mais usado do que o sistema britânico de "pés" e "polegadas".
Como no sistema métrico mil significa quilo então temos:
1000 joules = 1 Kilojoule = 1 Btu

Uma torrada barrada com manteiga contém cerca de 315 kilojoules; com esta energia tu poderias:
        - caminhar lentamente durante 15 minutos;
        - andar depressa durante 6 minutos;
        - andar de bicicleta durante 10 minutos;
        - dormir durante 1-1/2 horas;
        - conduzir um carro durante 60 segundos a 80 quilómetros por hora:
        - manter uma lâmpada acesa de 60 watts durante 1-1/2 horas.

Algumas alterações na forma de energia

A energia não pode ser criada nem destruída, mas podemos mudar a sua forma.
A energia armazenada nas pilhas das lanternas transforma-se em luz quando as acendemos.
A comida ingerida é armazenada no nosso corpo como energia potencial química; quando a usamos para trabalhar, o que implica movimento, ela constitui energia cinética.
Se comeres demasiado a energia é armazenada em forma de gordura.
Quando falas ao telefone a tua voz transforma-se em energia eléctrica, ao mesmo tempo o telefone transforma essa energia eléctrica em som.

A energia calorífica

O calor é uma forma de energia usada em muitas circunstâncias, por exemplo, serve para aquecer as casas ou cozinhar a comida.
A energia calorífica apresenta-se e move-se de três maneiras;
1. Condução
2. Transmissão
3. Radiação
A condução de calor acontece quando a energia passa directamente de um sítio para o outro. Se mexeres uma panela de sopa ao lume com uma concha metálica esta aquece. Isto acontece porque o calor é conduzido da parte quente da panela para a zona fria da concha.
Os metais são excelentes condutores do calor, por isso, os tachos e panelas que a tua mãe usa para cozinhar são feitos de metal. Outros materiais como o plástico ou a madeira são maus condutores de calor e a eles chamamos isoladores.

A transmissão é o movimento de gases ou líquidos de um sítio frio para outro mais quente. Se a tal panela de sopa fosse feita de vidro poderíamos ver as deslocações ocorridas dentro da panela. De facto a sopa quente do fundo da panela move-se para cima onde está mais frio, e em sentido inverso, a sopa que está no cimo da panela desloca-se para o fundo onde está mais quente. Desta maneira gera-se um movimento circular corrente (tal como vês na figura).

O vento é muitas vezes causado por transmissões de calor. Durante o dia, o ar frio vindo do mar desloca-se de forma a substituir o ar quente da terra; à noite a direcção do vento inverte pois, a água está mais quente relativamente à terra.

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A radiação é a última forma de movimento da energia calorífica. A luz do sol e seu calor não chegam à terra por condução ou transmissão porque o espaço celeste é quase vazio. Os raios solares são emitidos em linha rectas e o seu movimento chama-se radiação.

Quando os raios solares atingem a terra a sua radiação é absorvida ou reflectida. As superfícies escuras absorvem mais a radiação e as claras reflectem-na. Assim, durante o Verão andas mais fresco se usares roupas claras.

Revisão da matéria dada

1. A energia é a força do movimento.
2. Existem dois tipos diferentes de energia. A energia cinética, em movimento e a energia potencial armazenada.
3. A energia é medida em unidades, duas das quais são o Btu e o Joule.
4. A energia não pode ser criada ou destruída, apenas pode mudar a sua forma.
5. A energia calorífica move-se de três formas: a condução, a transmissão e a radiação.

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(Texto - traduzido e adaptado - e imagens extraídos do site "Energy Quest")