Energia e suas formas

Energia é, por definição, a capacidade de um sistema realizar trabalho ou executar uma ação.

Há várias formas de energia, sendo as principais a potencial, a cinética e a radiante. (Imagem: Pixabay)

Imagine-se um homem exercendo uma força sobre uma bola de boliche ao longo de um pequeno percurso. O trabalho realizado por ele é que fará com que a bola role na pista.

É possível dizer que, com o trabalho do homem, a bola passou a ter energia. Assim, trabalho pode ser definido como o resultado da ação de uma força ou do consumo de energia que causará deslocamento de matéria. Há várias formas de energia, sendo as principais a potencial, a cinética e a radiante.

A potencial gravitacional é relativa à posição de um objeto no campo gravitacional terrestre. Quanto mais distante do centro da Terra, maior a energia potencial do objeto. Por exemplo, uma parcela de ar que está a 1 km de altura tem energia potencial gravitacional maior do que uma parcela de ar de mesma massa que está a 100 m de altura.

A cinética, por sua vez, é relativa ao movimento de um objeto. Assim, quanto maior a velocidade de um objeto de massa constante, maior sua energia cinética. As moléculas e átomos que compõem o ar, por exemplo, estão em constante movimento, em todas as direções e com diferentes velocidades.

A energia total das partículas que compõem uma parcela de ar, devido a esses movimentos aleatórios, é chamada de energia térmica. A medida da energia cinética média dos átomos e moléculas é definida como temperatura. Partículas que se movem mais rápido têm maior energia cinética, ou seja, quanto maior a temperatura de um material, mais rápido se movem as partículas.

A térmica é, na realidade, energia cinética, e a distinção de nomenclatura deve-se à escala dos objetos em estudo: a energia cinética está associada aos corpos macroscópicos, e a energia térmica, aos microscópicos. Não pode ser criada ou destruída, mas pode ser transformada, isto é, pode haver conversão entre suas diversas formas, como ilustrado na Fig. 2.1, que mostra um exemplo de conversão de energia potencial em cinética numa montanha russa. Assim, a energia total de um sistema é conservada.

Imagem retirada do livro Meteorologia: noções básicas. (Todos os direitos reservados à Oficina de Textos)

No Brasil, costuma-se usar a escala de temperatura grau Celsius (°C), denominada assim em homenagem ao astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744), que foi o primeiro a propô-la, em 1742. Essa escala de temperatura possui dois pontos importantes: o ponto de congelamento da água pura, que corresponde ao valor zero, e o ponto de ebulição, que equivale ao valor 100, observados a uma pressão atmosférica padrão ao nível médio do mar (NMM), também chamada de pressão normal.

Entretanto, em Ciências, utiliza-se a escala de temperatura absoluta Kelvin (K), designada como tal em homenagem ao cientista inglês Lord Kelvin (1824-1907). Conforme descrito anteriormente, as partículas de uma parcela de ar na atmosfera terrestre têm movimentos aleatórios, deslocando-se com diferentes velocidades.

Caso se resfrie uma parcela de ar, as velocidades das partículas diminuirão até que, em teoria, pararão de se movimentar quando atingirem a temperatura de –273,15 °C, a mínima temperatura possível, denominada zero absoluto ou ponto de partida da escala absoluta Kelvin: 0 K. Essa escala não contém números negativos e a conversão das escalas é obtida por: K = °C+273,15


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