Veja quais são os tipos de energia que existem e como elas conversam entre si.
Os tipos de energia são um dos conceitos físicos mais importantes, presentes em todas as atividades do nosso cotidiano.
Ao tomar café, tomar banho ou usar algum meio de transporte para ir à escola ou ao trabalho, estamos utilizando energia. Mesmo parados, nosso corpo permanece em funcionamento, consumindo energia.
Mas nós dependemos mais da nossa energia interna para viver. Nossa sociedade se mantém de pé através de vários tipos de energia.
Os animais obtêm energia se alimentando, seja de outros animais ou de plantas. A maioria das plantas consegue energia através da fotossíntese.
A natureza é responsável por fornecer a energia que não apenas nós fazemos uso, mas também nossas ferramentas tecnológicas. Segundo o princípio da conservação de energia, “A energia não pode ser criada, nem destruída, somente pode ser transformada”.
Veremos todas as formas em que ela se manifesta!
Conheça todos os tipos de energia
1) Energia mecânica
A energia mecânica pode aparecer de três formas distintas:
- energia cinética;
- energia potencial gravitacional;
- energia potencial.
Energia cinética (tipo de energia: mecânica)
A energia cinética está relacionada ao movimento.
Ao chutar uma bola, damos a ela certa quantidade de energia. Parte dela se transforma em energia cinética, através de um processo que explicaremos mais à frente.
Podemos pensar o mesmo de um carro ou um ônibus. Eles funcionam com a energia obtida na queima de combustível. Parte dessa energia é convertida em energia cinética.
Figura 2: Carro com energia cinética. Fonte: Wikimedia Commons.
Energia potencial (tipo de energia: mecânica)
A energia potencial é a energia armazenada em um corpo, associada à sua posição.
Ela serve como uma reserva que pode ser utilizada para a sua transformação em outra forma de energia.
Energia potencial gravitacional (tipo de energia: mecânica)
A energia potencial gravitacional está ligada à altura de um corpo com relação a um ponto de referência. Durante a queda, parte dessa energia é convertida em energia cinética (pense na montanha russa).
Já a energia potencial elástica é associada às molas e corpos elásticos comprimidos ou esticados.
Conceitos importantes sobre energia
Chamamos de forças dissipativas as forças capazes de dispersar a energia de um corpo total ou parcialmente.
Um sistema livre dessas forças é chamado de sistema conservativo.
Em um sistema conservativo, a energia mecânica não se perde. O que ocorre é a transformação de energia cinética em potencial e vice-versa.
2) Energia térmica
Todas as coisas à nossa volta estão em constante movimento, mesmo que de nossa perspectiva, não pareçam. Isso porque tudo é composto por átomos, os quais estão constantemente vibrando.
Essa vibração, chamada agitação térmica, nos dá a medida da energia térmica do corpo. Ela também nos dá a medida de temperatura desse mesmo corpo.
Dessa forma, quanto maior a temperatura, maior a energia térmica, que é um dos tipos de energia.
Quando dois corpos com temperaturas diferentes interagem entre si, eles tendem a atingir uma temperatura intermediária chamada de temperatura de equilíbrio.
Isso ocorre porque a energia térmica do corpo de maior temperatura flui espontaneamente para o corpo de menor temperatura, até que ambos atinjam o equilíbrio.
Conhecemos essa energia em trânsito como calor.
Um corpo que recebe calor terá um aumento na agitação de suas partículas, fazendo com que as mesmas se distanciem cada vez mais.
Assim, podemos associar o ganho de energia térmica à dilatação.
3) Energia química
O petróleo e seus derivados, a biomassa, o gás natural e o carvão mineral são combustíveis usados para movimentar máquinas.
Isso só é possível graças à grande quantidade de energia liberada por eles em uma transformação química chamada combustão. Essa energia liberada é advinda das ligações químicas dos átomos, moléculas ou íons da composição dos materiais.
Todo material possui energia química acumulada em sua estrutura. Na combustão, as ligações entre as partículas que os constituem são quebradas.
Isso altera as suas naturezas e libera uma grande quantidade de energia. Por se tratar de uma energia armazenada no material, ela também é conhecida como energia potencial química, e é é um dos tipos de energia.
4) Energia elétrica
Já sabemos que toda matéria é composta por átomos. Esses átomos, por sua vez, são compostos por outras partículas ainda menores.
As principais são os prótons, os nêutrons e os elétrons. Existe uma propriedade da matéria chamada de carga elétrica, que surge devido aos prótons e aos elétrons.
Os prótons são conhecidos por serem carregados positivamente, enquanto os elétrons são carregados negativamente.
No estudo da eletrostática, aprendemos o princípio da atração e repulsão. Entre duas cargas elétricas, sempre surge uma força de atração ou de repulsão, dependendo do sinal das cargas. Se separarmos duas cargas de sinais opostos, elas tendem a se atrair mutuamente.
A energia que damos a elas na separação fica armazenada no formato de energia potencial elétrica, enquanto forem mantidas assim.
A energia elétrica é um dos tipos de energia e pode ser encontrada nas baterias e nas pilhas onde a energia química é transformada em energia elétrica. Essa transformação ocorre quando os terminais de alimentação do equipamento são ligados a essas fontes energéticas.
Também é encontrada nas usinas elétricas, onde diferentes formas de energia são transformadas em energia elétrica.
É preciso tomar cuidado quando falamos que a energia elétrica é transportada pelos cabos elétricos. Afinal, sabemos que a corrente elétrica é o movimento ordenado de elétrons.
Por conseguinte, a energia elétrica precisa ser convertida em energia cinética dos elétrons durante o transporte.
Além disso, nem toda energia potencial elétrica é convertida em cinética dos elétrons. Parte dela é dissipada em energia térmica no aquecimento dos fios (efeito Joule).
5) Energia solar
Toda estrela mantém seu brilho através da queima do combustível em seu núcleo. No caso do Sol, este combustível é o hidrogênio, que se encontra em estado de plasma.
Através do processo de fusão nuclear do hidrogênio em hélio, o Sol produz energia continuamente.
A energia solar é um dos tipos de energia e viaja pelo espaço na forma de radiação, de forma que parte dela chega até nós. Porém, cerca de 30% do que nos atinge é refletido de volta ao espaço.
O restante é bem usado pela natureza:
- cerca de 47% dessa energia é convertida em calor, aquecendo os continentes e os oceanos;
- aproximadamente 23% dela é responsável pela evaporação das águas que formam as chuvas;
- 0,2% provoca o deslocamento do ar atmosférico, gerando as brisas marítimas e terrestres, as quais causam as ondas no mar.
Nós ainda fazemos uso dessa energia por intermédio das chamadas células fotovoltaicas (as placas solares).
Elas captam a energia proveniente do Sol e a convertem em energia elétrica para o nosso uso. No entanto, devido ao alto custo, a energia solar não é tão viável para nós como a hidrelétrica, por exemplo.
6) Energia luminosa
No tópico passado, vimos que o Sol gera energia que é transmitida em forma da radiação.
Ao chegar na Terra, ela é filtrada pela atmosfera, onde a maior parte da radiação prejudicial a nós é refletida.
A parte que passa por ela vem na forma de luz visível, raios infravermelhos, raios ultravioletas e outras radiações. A energia luminosa será proveniente apenas da radiação na faixa do visível.
Observe-a na figura abaixo, que mostra o espectro eletromagnético:
A energia luminosa não é limitada à luz que vem do Sol.
Lâmpadas, LEDs, telas de eletrônicos, entre outros são capazes de fornecer energia luminosa, que é um dos tipos de energia. Mas nesse caso, o que ocorre é a conversão de parte da energia elétrica em energia luminosa.
7) Energia sonora
Já notou que grandes alto-falantes fazem com que partículas à frente deles se mexam quando reproduzem alguma música?
Sempre que produzimos um som, por qualquer meio que seja, provocam vibrações nas moléculas do ar.
Isso acontece porque o som é uma onda longitudinal que, para se propagar, necessita da vibração das moléculas no meio em que se encontra.
Lembra que a energia associada ao movimento é a energia cinética?
Quando o alto-falante faz com que as partículas à frente dele se movam, o que ocorre é a conversão de energia sonora em energia cinética.
Já viu aqueles desafios de quebrar uma taça com a voz? Isso é possível graças à conversão de nossa energia química em energia sonora.
Esta energia sonora, por sua vez, faz com que a taça vibre e quebre caso atinja a frequência certa.
8) Energia nuclear
A energia nuclear é um dos tipos de energia tem sua origem na fissão ou na fusão nuclear. Isso mesmo, a energia que mantém as estrelas brilhando é nuclear. O processo de fissão nuclear ocorre em átomos instáveis.
Eles sofrem uma divisão que gera dois novos núcleos e libera grandes quantidades de energia. Esse método é usado nas usinas nucleares, com a fissão de átomos de urânio.
Parte da energia gerada no processo é convertida em energia elétrica.
Já a fusão nuclear ocorre nas estrelas.
Assim como o Sol funde átomos de hidrogênio, originando átomos de hélio, outras estrelas também realizam o processo de fusão, originando outros átomos.
Outros tipos de energia
Você deve estar se perguntando: mas e as outras energias?
Eólica, hidrelétrica e maremotriz? Bom, acontece que elas são formas de energias mecânicas.
A energia eólica consiste na energia cinética das massas de ar que são capazes de girar os grandes cata-ventos dos aerogeradores.
A energia hidrelétrica constitui-se de energia potencial da água armazenada na represa, que é convertida em energia cinética na abertura das comportas e, por fim, convertida em energia elétrica.
Vale ressaltar que a conversão não é integral.
Parte da energia mecânica inicial é perdida ao longo do processo. Essa energia “perdida” é encontrada de outras formas: energia sonora e energia térmica.
A energia maremotriz é bem parecida com a energia eólica. Ela funciona com base nos desníveis das marés.
As massas de água possuem energia cinética, já que estão em movimento e parte dessa energia é transformada em energia elétrica após girar as turbinas.
Transformação e relação entre os tipos de energia
De acordo com o princípio de conservação da energia, “A energia não pode ser criada, nem destruída, somente pode ser transformada”. A grandeza que mensura a transformação de dos tipos de energia é o trabalho.
Dessa forma, um corpo que possui alguma das formas de energia citadas anteriormente será capaz de realizar trabalho. Ou seja, sua energia pode ser convertida em outros tipos.
Você acompanha esse processo de transformação todos os dias, em atividades comuns do cotidiano.
Podemos pensar no caso do chuveiro elétrico. O principal responsável pelo aquecimento da água é o resistor.
Ele converte parte da energia elétrica em energia térmica, aquecendo a água. Além disso, ele persiste fazendo um barulho constante.
Esse barulho surge por causa da ebulição da água nas proximidades do resistor. Assim, concluímos que parte da energia elétrica também é convertida em energia sonora.
Ao aquecer a comida no micro-ondas, também temos várias transformações de tipos de energia ocorrendo.
No cabo de alimentação do aparelho, parte da energia elétrica é convertida em energia cinética dos elétrons e parte é dissipada em energia térmica (efeito Joule).
Ao chegar ao micro-ondas, a energia cinética é convertida novamente em energia elétrica. Essa energia elétrica, por conseguinte, é convertida parte em energia térmica – aquecendo a comida – e parte em energia sonora – provocando aquele som do aparelho.
Nós também podemos fornecer converter nossa própria energia em outras formas. Por exemplo, ao empurrar um móvel, estamos convertendo energia química em energia mecânica.
Ao esfregar as mãos, transformamos energia química em energia mecânica (movimento das mãos) e em energia térmica (aquecimento das mãos). Em suma, em quaisquer atividades, estamos realizando transformações de energia!
Veja mais sobre a transformação e relação entre os tipos de energia:
