1. Introdução
Em geral, o conceito e uso da palavra energia se refere "ao potencial inato para
executar trabalho ou realizar uma ação", O termo energia também pode designar as
reações de uma determinada condição de trabalho, por exemplo, o calor, trabalho
mecânico (movimento) ou luz. Estes que podem ser realizados por uma fonte
inanimada (por exemplo, motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lâmpada, vento) ou
por um organismo vivo (por exemplo, os músculos, energia biológica).
O conceito de Energia é um dos conceitos essenciais da Física. Nascido no século
XIX pode ser encontrado em todas as disciplinas da Física (mecânica, termodinâmica,
eletromagnetismo, mecânica quântica, etc.) assim como em outras disciplinas,
particularmente na Química.
Energia mecânica
Energia mecânica é, resumidamente, a capacidade de um corpo produzir trabalho.
Energia mecânica é a energia que pode ser transferida por meio de força. A energia
mecânica total de um sistema é a soma da energia potencial com a energia cinética.
Se o sistema for conservativo, ou seja, apenas forças conservativas atuam nele, a
energia mecânica total conserva-se e é uma constante de movimento. A energia
mecânica "E" que um corpo possui é a soma da sua energia cinética "c" mais energia
potencial "p".
Uma força é classificada como sendo conservativa quando um trabalho realizado por
ela para movê-lo de um lugar a outro independentemente do percurso, isto é, do
caminho escolhido. Esclarecendo: para carregar um saco de batatas e transportá-lo
morro acima, o caminho escolhido pode ser mais longo, caminhando circularmente ou
um caminho mais curto e reto, mas através de uma ladeira íngreme. A força
gravitacional é um tipo de força conservativa. Um exemplo de força não conservativa é
a força de atrito que também é chamada força dissipativa.
Há uma lei fundamental da Física que é a da conservação da energia mecânica de um
corpo: E = K + U = constante, se um corpo está sob a ação somente de forças
conservativas. Isso equivale a dizer que se a energia cinética de um corpo aumenta, a
energia potencial deve diminuir e vice-versa de modo a manter E constante.
Considere que uma bola com massa m = 0,6 kg, na mão de uma pessoa está a uma
altura h = 4 m do chão. Sua energia potencial é U = mgh = 24 joules sendo g = 10
m/s², a aceleração da gravidade. Nesse lugar, como a bola está parada, sua

2. velocidade = 0 e, portanto sua energia cinética também é igual à zero: K = 1/2(mv²) =
0. Assim sua energia mecânica total é E = 24 J. Ao ser lançada, essa bola atinge o
solo e sua altura ficará igual à zero, e sua U = 0. Como há conservação de energia
mecânica, sua energia cinética ficará sendo K = 24 J. Deste valor podemos obter o
valor da velocidade instantes antes de atingir o solo: v = 8,94 m/s. Quanto maior a
altura de onde é lançada a bola, maior a velocidade atingida ao atingir o chão. Vale o
contrário, isto é, quanto maior a velocidade, maior a altura atingida.
Assim, se um atleta quer saltar uma boa altura h, é preciso correr muito para atingir
uma velocidade alta. É isso que fazem os atletas que praticam salto em altura, salto
tríplice, saltos com evoluções em ginástica olímpica. Também pode ser dividida em:
Energia Cinética, Energia Potencial Gravitacional e Energia Potencial Elástica. A
energia mecânica é a energia de movimento.
Onde:
K energia cinética
U energia potencial gravitacional
k constante elástica
m massa (kg)
g aceleração da gravidade (~9.8m/s²) (constante)
h altura(m)
v velocidade(metros por segundo)
Fórmulas
Energia Mecânica = Ec+ Ep
Para:
Energia Cinética = mv2
Energia Potencial Gravitacional(Epg) = mgh
Energia Potencial Elástica(Epe) = kx2

3. Atenção: podem ocorrer as duas energias potenciais, então a fórmula será:
Energia Mecânica = Ec+ Epe+ Epg
(exemplo de
energia
mecânica)
Energia química
É a energia que
está
armazenada
num átomo ou
numa molécula.
Existem várias
formas de
energia, mas os
seres vivos só
utilizam a
energia química.
A Energia Química está presente nas ligações químicas. Existem
ligações pobres e ricas em energia. A água é um exemplo de molécula com ligações
pobres em energia. A glicose é uma substância com ligações ricas em energia.
Os seres vivos utilizam a glicose como principal combustível (fonte de energia
química); entretanto, esta molécula não pode ser utilizada diretamente, pois sua
quebra direta libera muito mais energia que o necessário para o trabalho celular. Por
isso, a natureza selecionou mecanismos de transferência da energia química da
glicose para moleculas tipo ATP (adenosina trifosfato). Os primeiros seres vivos
criaram o primeiro destes mecanismos: a fermentação. A fermentação anaeróbia, além
do ATP, gera também etanol e dióxido de carbono (CO2). A presença de CO2 na
atmosfera possibilitou o surgimento da fotossíntese. Este processo fez surgir o O2
(oxigênio) na atmosfera. Com o oxigênio, outros seres vivos puderam desenvolver um
novo mecanismo de transferência de energia química da glicose para o ATP: a
respiração aeróbica.
As reacções químicas geralmente produzem também calor: um fogo a arder é um
exemplo. A energia química também pode ser transformada em qualquer forma de
energia, por exemplo em electricidade (numa bateria) e em energia cinética (nos
músculos ou nos motores a gasolina).

4. Energia química é a energia potencial das ligações químicas entre os átomos. Sua
liberação é percebida, por exemplo, numa combustão.
A energia potencial química (dos alimentos) é quando nós comemos e não usamos a
energia, ou seja, ela está armazenada (não está em uso). A energia química (dos
alimentos) é a energia que está em uso, sendo uma parte transformada e a outra
sendo liberada para a natureza em forma de calor.
A variação de energia em reações químicas sendo endoenergéticas e exoenergéticas
ou seja vindo de dentro ou de fora (respectivamente, absorvem ou libertam energia)
está relacionada com a ruptura e formação destas ligações químicas entre os átomos
das moléculas.
A título de exemplo, tome-se o caso da combustão de hidrogênio com oxigênio. Pelos
devidos cálculos, pode-se concluir que esta reação liberta 235 kJ por mol de água
formada. Rever os procedimentos abaixo.
kJ mol-1 ( mil Joule por cada mol de partículas/átomos/moléculas - neste caso falamos
em mol de molécula
A ruptura da ligação simples de uma molécula de hidrogênio (H-H em H2) consome
436 kJ mol-1.
H-H E= 436 kJ mol-1
A ruptura da ligação dupla de uma molécula de oxigênio (O=O em O2) consome 499
kJ mol-1.
O=O E= 499 kJ mol-1
A formação das duas ligações simples numa molécula de água (H-O em H2O) liberta
2*460 kJ mol-1.
H-O E= 460 kJ mol-1
(a energia de dissociação de HO-H e H-O é diferente, pelo que este valor é a média de
ambos)
Tomando a equação química com as devidas estequiometrias:
H2 + 1/2O2 --> H2O

5. Pode-se concluir (subtraindo a energia libertada e somando a energia consumida ou
absorvida) que a variação energética é:
( 436 +499/2 -2*460 ) kJ mol-1 = - 235 kJ mol-1
ou seja, o sistema liberta 235 kJ por cada mol de água formada.
(exemplo de energia quimica)
Energia térmica
Energia térmica ET é uma forma de
energia que está diretamente
associada à temperatura absoluta T
de um sistema, e corresponde à soma
das energias cinéticas Eci que suas
partículas constituintes possuem em
virtude de seus movimentos de
translação, vibração ou rotação.
Assume-se um referencial inercial sob
o centro de massa do sistema. A
energia térmica de um corpo
macroscópico corresponde à soma das energias cinéticas de seus constituintes
microscópicos. À transferência de energia térmica de um sistema termodinâmico a
outro se dá o nome de calor.
Na maioria das reações químicas expontâneas exoenergéticas a energia inicialmente
armazenada na forma de energia potencial elétrica na distribuição eletrônica dos
elétrons na estrutura dos reagentes é convertida em energia térmica armazenada nas
partículas dos produtos, o que martém a energia interna do sistema formado pelos
reagentes e/ou produtos constante em obediência à lei da conservação da energia
mas leva a um considerável aumento na temperatura absoluta do sistema como um
todo. Esta sistema aquecido é então utilizado como a fonte quente (fonte de calor) em
uma máquina térmica que tenha por função transformar a energia térmica da fonte
quente em trabalho. No processo energia térmica acaba renegada à fonte fria.
O calor na verdade é o fluxo de energia que se dá entre dois sistemas devido
exclusivamente à diferença de temperatura entre esses sistemas ou corpos.
A energia térmica (e o calor) medem-se em unidade de energia: o Joule no sistema SI,
ou de forma habitual a caloria.
A definição de caloria é a quantidade de calor (energia) necessária para elevar em 1
grama de água de 14,5 graus Celsius (oC) para 15,5oC.

6. Em linguagem matemática a energia térmica é definida como:
Etermica = Σi Ec_i
Para sistemas onde vale o princípio da equipartição da energia, o que corresponde à
maioria dos sistemas termodinâmicos, ela pode ser expressa por:
Etermica
onde KB corresponde à constante de Boltzmann, N corresponde ao número de
partículas no sistema, T corresponde à temperatura absoluta do sistema e r
corresponde ao número de graus de liberdade por partícula do sistema, podendo r
assumir valores entre r=9 (três graus de translação, três de rotação e três de vibração)
para sistemas compostos por partículas mais complexas e r=3 nos sistemas
tridimensionais mais simples (compostos por partículas puntuais com três graus de
translação apenas).
(exemplo de energia térmica)
(exemplo de energia térmica – estufa)
Energia solar
Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa
(e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do Sol, e posterior transformação
dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para
aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou mecânica.

7. No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m² de
energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo reto) com o Sol. Disso,
aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é refletido pelas nuvens. ‘
Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz
visível e luz ultravioleta.
As plantas utilizam diretamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós
usamos essa energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem
técnicas experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em
uma reação química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença
destes organismos.
Tipos
Os métodos de captura da energia solar classificam-se em directos ou indirectos:
Directo significa que há apenas uma transformação para fazer da energia solar um tipo
de energia utilizável pelo homem. Exemplos:
o A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade. (A conversão a
partir de células fotovoltaicas é classificada como directa, apesar de que a energia
elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia luminosa ou mecânica, por
exemplo - para se fazer útil.)
o A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor, que aquecerá
uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito utilizado em
aquecedores solares.
Indirecto significa que precisará haver mais de uma transformação para que surja
energia utilizável. Exemplo: Sistemas que controlam automaticamente cortinas, de
acordo com a disponibilidade de luz do Sol.
Também se classificam em passivos e activos:
Sistemas passivos são geralmente directos, apesar de envolverem (algumas vezes)
fluxos em convecção, que é tecnicamente uma conversão de calor em energia
mecânica.
Sistemas activos são sistemas que apelam ao auxílio de dispositivos elétricos,
mecânicos ou químicos para aumentar a efectividade da coleta. Sistemas indirectos
são quase sempre também activos.
Vantagens e desvantagens

8. Vantagens
A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos
equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente
controlável utilizando as formas de controles existentes atualmente.
As centrais necessitam de manutenção mínima.
Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem
decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente
viável.
A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua
instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de
transmissão.
Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em
praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética,
sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a
perda de energia que ocorreria na transmissão.
Desvantagens
Um painel solar consome uma quantidade enorme de energia para ser fabricado. A
energia para a fabricação de um painel solar pode ser maior do que a energia gerada
por ele.
Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia.
Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica
(chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga
a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais
onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da
Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de inverno
devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura
de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo
com o grau de nebulosidade.
As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando
comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia
hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja).

9. À semelhança de outros países do mundo, em Portugal desde Abril de 2008 um
particular pode produzir e vender energia eléctrica à rede eléctrica nacional, desde que
produzida a partir de fontes renováveis. Um sistema de microprodução ocupa cerca de
30 metros quadrados e permite ao particular receber perto de 4 mil euros ano.
(exemplo de energia solar –
placas)
(exemplo de energia solar – como ocorre)
Energia nuclear
Energia nuclear é a energia liberada numa
reação nuclear, ou seja, em processos de
transformação de núcleos atômicos. Alguns
isótopos de certos elementos apresentam a
capacidade de se transformar em outros
isótopos ou elementos através de reações
nucleares, emitindo energia durante esse
processo. Baseia-se no
princípio da equivalência de
energia e massa (observado
por Albert Einstein), segundo
a qual durante reações
nucleares ocorre
transformação de massa em
energia. Foi descoberta por
Hahn, Straßmann e Meitner
com a observação de uma
fissão nuclear depois da
irradiação de urânio com
nêutrons.
A tecnologia nuclear tem a finalidade de aproveitar a energia nuclear, convertendo o
calor emitido na reação em energia elétrica. Isso pode acontecer controladamente em
reator nuclear ou descontroladamente em bomba atômica. Em outras aplicações
aproveita-se da radiação ionizante emitida.
Tipos de reacoes nucleares
A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento,
podendo transformar-se em outro ou outros elementos. Esse processo ocorre
espontaneamente em alguns elementos. O caso mais interessante é a possibilidade

10. de provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras
particulas.
Existem duas formas de reações nucleares: a fissão nuclear, onde o núcleo atômico
subdivide-se em duas ou mais partículas; e a fusão nuclear, na qual ao menos dois
núcleos atômicos se unem para formar um novo núcleo.
História
Ernest Rutherford, o descobridor do núcleo atômico, já sabia que esses poderiam ser
modificados através de bombardeamento com partículas rápidas. Com a descoberta
do nêutron ficou claro que deveriam existir muitas possibilidades dessas modificações.
Enrico Fermi suspeitava que o núcleo ficaria cada vez maior acrescentando neutrons.
Ida Noddack foi a primeira a suspeitar que "durante o bombardeamento de núcleos
pesados com nêutrons, esses poderiam quebrar em pedaços grandes, que são
isótopos de elementos conhecidos, mas não vizinhos dos originais na tabela periódica"
A fissão nuclear foi descoberta por Otto Hahn e Fritz Straßmann em Berlim-1938 e
explicada por Lise Meitner e Otto Frisch (ambos em exílio na Suéçia) logo depois, com
a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons.
A primeira reação em cadeia foi realizada em dezembro de 1942 em um reator de
grafite de nome Chicago Pile 1 (CP-1), no contexto do projeto "Manhattan" com a
finalidade de construir a primeira bomba atômica, sob a supervisão de Enrico Fermi na
Universidade de Chicago.
Vantagens e desvantagens
A principal vantagem da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de
combustíveis fósseis. Considerada como vilâ no passado, a Energia Nuclear passou
gradativamente a ser defendida por ecologistas de renome como James E. Lovelock
por não gerarem gases de efeito estufa. Estes ecologistas defendem uma virada
radical em direção à energia nuclear como forma de combater o aquecimento global.
Desvantagens:
Residuos radioativos (pop.: Lixo atômico)
Considere-se que já uma quantidade de 300 gramas de Plutônio 239 finamente
espalhada pelo globo terreste levaria a extinção da população humana ao longo prazo.
Em um ano, um reator nuclear de 1200 MW produz 265 kg desse material, que tem
meia-vida é de 24.000 anos.

11. Acidentes
O acidente no reator de Chernobyl (ex-URSS) contaminou radioativamente uma área
de aproximadamente 150.000 km² (corresponde mais de três vezes o tamanho do
estado do Rio de Janeiro), sendo que 4.300 km² possuem accesso interditado
indefinitamente. Até 180 quilómetros distantes do reator situam-se áreas com uma
contaminação de mais de 1,5 milliões de Becquerel por km², o que deixá-las de fato
inabitáveis por milhares de anos.
Segurança
A Organisação Mundial de Energia Nuclear alerta que terroristas podiam comprar
residuos radioativos, por exemplo de países da ex-USSR ou de países com ditaturas
que usam tecnologias nucleares como Irã ou Coreia-Norte e construir uma assím
chamada "bomba suja".
Quanto fácil é desviar materiais altamente radioativos mostra o exemplo do acidente
radiológico de Goiânia no Brasil em 1987 onde foi furtado uma pedra de sal de de
cloreto de Césio-137, um isótopo radioativo, de um hospital abandonado.
Gases de estufa
A produção de gases de estufa de uma usina núclear comum está de 3 a 6 vezes
maior comparada com a energia hídrica e éolica, considerando o processo todo
necessário para operá-la. (A produção de gases de estufa de uma usina de carvão
tem um fator de 80.)
(exemplo de energia nuclear - Bomba
atômica)
(simbolo usado para indentificar algo como
nuclear)

12. Conclusão
A utilização de energia tem sido crucial para o desenvolvimento da sociedade humana
ao ajudá-la a controlar e a adaptar-se ao meio ambiente. Gerir o uso da energia é
inevitável em qualquer sociedade funcional. No mundo industrializado o
desenvolvimento de recursos energéticos tem se tornado essencial à agricultura,
transportes, recolha de desperdícios, tecnologia da informação, telecomunicações que
são hoje pré-requisitos de uma sociedade desenvolvida. O uso crescente de energia
desde a Revolução Industrial trouxe consigo um número de problemas sérios, alguns
dos quais, como o aquecimento global, apresentam riscos potencialmente graves para
o mundo. Existem varios tipos de energia cada um com um objetivo, com um cargo.