Ciência e Tecnologia
Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
20/02/2009
Existem certas palavras que empregamos cotidianamente e nem sempre sabemos qual é a sua origem ou o seu verdadeiro significado. Na época do carnaval, aparecem nas chamadas e reportagens veiculadas na televisão e no rádio frases como “a energia da escola de samba vai contagiar toda a avenida” ou “nessa festa não vai faltar energia para a galera”, entre outras. Chamo a atenção para a palavra “energia”. Nesse contexto, ela é utilizada como sinônimo de alegria, disposição, vigor, veemência ou vontade. Ter energia é participar com intensidade dessa festa popular.
O período do horário de verão – que se inicia em plena primavera – terminou no último dia 14 de fevereiro e teve como objetivo diminuir o consumo de energia, principalmente no horário de pico (das 18h às 20h). Durante o tempo em que vigora, esse tipo de medida normalmente gera uma economia equivalente ao desligamento de uma cidade de médio porte, embora pouco percebida no valor da nossa conta de energia elétrica, que é cobrada em kWh (quilowatt-hora).
Por outro lado, encontramos nas embalagens de alimentos o valor energético do produto em calorias ou joules. Muitos ficam preocupados com esses valores. Normalmente os alimentos mais energéticos costumam ser os mais desejados. Ninguém resiste a pudim que tem milhares de calorias. E se não gastamos toda a energia que ingerimos dos alimentos, ela fica armazenada geralmente na região do abdômen na forma de gordura.
Energia, em seu sentido estrito, é um termo muito comum ao nosso vocabulário e é empregado com muitos adjetivos: energia elétrica, energia nuclear, energia química, energia solar, entre outros. Mas talvez ele seja pouco compreendido pela maioria das pessoas. Afinal, sabemos realmente o que é energia?
Conceito científico central
O conceito de energia é um dos mais centrais das ciências naturais. Ele é empregado em praticamente todas as áreas, como a física, a química e a biologia. Em particular, os modelos e teorias da física são alicerçados nesse conceito. Contudo, o termo energia é relativamente recente no contexto em que ele é empregado nas teorias físicas, tendo aparecido apenas em meados do século 19.
O nosso universo é composto de dois elementos principais: matéria e energia. O primeiro é fácil de conceituar (pelo menos à primeira vista), pois a matéria é tangível e visível ao nosso olhar. Podemos tocá-la, senti-la e observá-la diretamente. Já a energia é algo abstrato, que somente percebemos quando está em um processo de transformação.
Ao utilizarmos um automóvel, por exemplo, a energia acumulada nas ligações químicas das moléculas que compõem o combustível é liberada devido a uma explosão que ocorre no interior do motor. Durante esse processo, parte dessa energia fará com que o automóvel se movimente, mas outra parte será transformada em calor e liberada para o meio ambiente.
A energia que absorvemos dos alimentos tem origem no Sol. Embora esteja a cerca de 150 milhões de quilômetros de distância, o astro-rei continua sendo a principal fonte energética de nosso planeta. Essa energia, que chega à Terra na forma de ondas eletromagnéticas, surge devido aos processos de fusão nuclear que ocorrem no interior do Sol.
Basicamente, o processo envolve quatro núcleos de átomos de hidrogênio que, após diversas reações de fusão nuclear, se transformam em um núcleo de hélio. Esse processo gera um saldo energético, que surge da transformação da matéria em energia, como postula a mais famosa equação da física, proposta por Albert Einstein (1879-1955): E=mc 2 , na qual E é a energia, m a massa e c a velocidade da luz.
Ao chegar aqui na Terra, a luz do Sol é utilizada pelas plantas no processo de fotossíntese e armazenada nas ligações químicas das moléculas resultantes, que posteriormente iremos ingerir ao nos alimentarmos.
Energia em transformação
Nos exemplos citados acima, podemos perceber também uma das características mais importantes da energia: o fato de ela se conservar, ou seja, durante os processos, ela pode adquirir diversas formas, mas a sua quantidade total ainda permanece constante.
Infelizmente, outra característica da transformação da energia é que nem sempre ela se transforma em outro tipo de energia útil. É o que acontece com o calor gerado na combustão, que se dissipa no motor do carro, ou o produzido pelo nosso próprio organismo, que é simplesmente liberado para o meio externo. Essa energia com “baixa qualidade” aumenta outra grandeza física importante, que denominamos entropia (conceito já abordado em coluna anterior).
A energia, enquanto grandeza física, é mensurável. Contudo, não podemos medi-la de maneira absoluta, apenas relativa. Sempre estamos medindo a sua variação. O valor que recebemos na conta de energia elétrica, por exemplo, expressa a potência (em watts) gasta durante certo intervalo de tempo (hora). A potência é definida como a taxa de transformação da energia por unidade de tempo. Por sua vez, a unidade de energia definida como padrão é o joule. O termo calorias, muito comum para quantificar a energia de alimentos e para formular dietas, equivale a 4,184 joules.
Podemos compreender a energia como algo que pode modificar a matéria e transformá-la nas mais diversas formas. Essas transformações ocorrem devido à ação das interações fundamentais da natureza, como a força gravitacional (que nos mantém presos sobre a superfície da Terra e faz com que as galáxias se movam através do espaço), a força eletromagnética (responsável pelas interações entre os átomos e moléculas, bem como pela existência da luz), a força nuclear forte (que confere estabilidade ao núcleo atômico) e a força nuclear fraca (que controla processos de decaimento radioativo).
Todos os processos conhecidos são controlados por essas forças, que levam a energia neles armazenada a se transformar. No caso da fusão nuclear no interior do Sol, é a força nuclear forte que atua. Já o processo de fotossíntese é conduzido pela força eletromagnética.
Diante da variedade de formas que a energia pode assumir, podemos chegar a uma simples conclusão sobre sua definição. Embora esse termo que tanto utilizamos tenha diferentes significados, em sua essência ele indica sempre a mesma coisa: um processo de transformação.
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A coluna Física sem Mistério é publicada na terceira sexta-feira do mês pelo físico Adilson J. A. de Oliveira, professor da UFSCar
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Ciência e Tecnologia
A energia em nossas vidas
Coluna Física sem mistério
Publicada no Ciência Hoje On-line
20/02/2009
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Por outro lado, encontramos nas embalagens de alimentos o valor energético do produto em calorias ou joules. Muitos ficam preocupados com esses valores. Normalmente os alimentos mais energéticos costumam ser os mais desejados. Ninguém resiste a pudim que tem milhares de calorias. E se não gastamos toda a energia que ingerimos dos alimentos, ela fica armazenada geralmente na região do abdômen na forma de gordura.
Energia, em seu sentido estrito, é um termo muito comum ao nosso vocabulário e é empregado com muitos adjetivos: energia elétrica, energia nuclear, energia química, energia solar, entre outros. Mas talvez ele seja pouco compreendido pela maioria das pessoas. Afinal, sabemos realmente o que é energia?
Conceito científico central
O conceito de energia é um dos mais centrais das ciências naturais. Ele é empregado em praticamente todas as áreas, como a física, a química e a biologia. Em particular, os modelos e teorias da física são alicerçados nesse conceito. Contudo, o termo energia é relativamente recente no contexto em que ele é empregado nas teorias físicas, tendo aparecido apenas em meados do século 19.
O nosso universo é composto de dois elementos principais: matéria e energia. O primeiro é fácil de conceituar (pelo menos à primeira vista), pois a matéria é tangível e visível ao nosso olhar. Podemos tocá-la, senti-la e observá-la diretamente. Já a energia é algo abstrato, que somente percebemos quando está em um processo de transformação.
Ao utilizarmos um automóvel, por exemplo, a energia acumulada nas ligações químicas das moléculas que compõem o combustível é liberada devido a uma explosão que ocorre no interior do motor. Durante esse processo, parte dessa energia fará com que o automóvel se movimente, mas outra parte será transformada em calor e liberada para o meio ambiente.
A energia que absorvemos dos alimentos tem origem no Sol. Embora esteja a cerca de 150 milhões de quilômetros de distância, o astro-rei continua sendo a principal fonte energética de nosso planeta. Essa energia, que chega à Terra na forma de ondas eletromagnéticas, surge devido aos processos de fusão nuclear que ocorrem no interior do Sol.
Basicamente, o processo envolve quatro núcleos de átomos de hidrogênio que, após diversas reações de fusão nuclear, se transformam em um núcleo de hélio. Esse processo gera um saldo energético, que surge da transformação da matéria em energia, como postula a mais famosa equação da física, proposta por Albert Einstein (1879-1955): E=mc 2 , na qual E é a energia, m a massa e c a velocidade da luz.
Ao chegar aqui na Terra, a luz do Sol é utilizada pelas plantas no processo de fotossíntese e armazenada nas ligações químicas das moléculas resultantes, que posteriormente iremos ingerir ao nos alimentarmos.
Energia em transformação
Nos exemplos citados acima, podemos perceber também uma das características mais importantes da energia: o fato de ela se conservar, ou seja, durante os processos, ela pode adquirir diversas formas, mas a sua quantidade total ainda permanece constante.
Infelizmente, outra característica da transformação da energia é que nem sempre ela se transforma em outro tipo de energia útil. É o que acontece com o calor gerado na combustão, que se dissipa no motor do carro, ou o produzido pelo nosso próprio organismo, que é simplesmente liberado para o meio externo. Essa energia com “baixa qualidade” aumenta outra grandeza física importante, que denominamos entropia (conceito já abordado em coluna anterior).
A energia, enquanto grandeza física, é mensurável. Contudo, não podemos medi-la de maneira absoluta, apenas relativa. Sempre estamos medindo a sua variação. O valor que recebemos na conta de energia elétrica, por exemplo, expressa a potência (em watts) gasta durante certo intervalo de tempo (hora). A potência é definida como a taxa de transformação da energia por unidade de tempo. Por sua vez, a unidade de energia definida como padrão é o joule. O termo calorias, muito comum para quantificar a energia de alimentos e para formular dietas, equivale a 4,184 joules.
Podemos compreender a energia como algo que pode modificar a matéria e transformá-la nas mais diversas formas. Essas transformações ocorrem devido à ação das interações fundamentais da natureza, como a força gravitacional (que nos mantém presos sobre a superfície da Terra e faz com que as galáxias se movam através do espaço), a força eletromagnética (responsável pelas interações entre os átomos e moléculas, bem como pela existência da luz), a força nuclear forte (que confere estabilidade ao núcleo atômico) e a força nuclear fraca (que controla processos de decaimento radioativo).
Todos os processos conhecidos são controlados por essas forças, que levam a energia neles armazenada a se transformar. No caso da fusão nuclear no interior do Sol, é a força nuclear forte que atua. Já o processo de fotossíntese é conduzido pela força eletromagnética.
Diante da variedade de formas que a energia pode assumir, podemos chegar a uma simples conclusão sobre sua definição. Embora esse termo que tanto utilizamos tenha diferentes significados, em sua essência ele indica sempre a mesma coisa: um processo de transformação.
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- O Sol Nasce Para Todos
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