Lista 1 e 2 de Energia - UFABC

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Energia - Lista 1
1 – No contexto da discussão feita em sala sobre as origens fundamentais da energia, considere as fontes de energia: carvão, vento, petróleo, solar térmica, solar fotovoltaica, biomassa, madeira, mares, nuclear, gás natural, rios (hidrelétricas), geotérmica
a) Selecione cinco fontes que tem sua origem fundamentada no Sol. Justifique.
Fósseis (Carvão, Petróleo, Gás Natural); Biomassa; 
 O Sol provê energia necessária a fotossíntese, tanto primária de toda energia química armazenada nos seres vivos em virtude da cadeia alimentar, sendo assim a biomassa, quantidade total de matéria viva existente, na energia da queima do material orgânico acumulado, bem como os combustíveis fósseis seus derivados, a queima de madeira tem sua origem no Sol.
Hidrelétricas
 É a partir da energia do Sol que se dá a evaporação, origem dos ciclos das águas que possibilita o represamento e a consequente geração de eletricidade.
Solar térmica; Fotovoltaica;
 Transformação irradiação solar direta em energia térmica subsequentemente em energia elétrica. Em contrapartida a energia fotovoltaica é energia obtida através da conversão direta da luz em eletricidade.
Marés
 A energia das marés é obtida a partir do movimento das ondas e das marés, que ocorre devido à força gravitacional entre a lua, a Terra e o Sol que causam as marés.
b) Indique pelo menos uma que não pode ser atribuída fundamentalmente ao Sol.
Nuclear
 Esta energia tem origem nos núcleos atômicos dos elementos.
Geotérmica
 De certo modo a origem não está associada ao Sol, pois tem a parcela com origem na energia potencial gravitacional liberada no processo de agregação de matéria que o planetasofre.
2 – Quando usamos uma dada fonte de energia, ela se degenera. Por exemplo, háligações químicas que se desfazem na combustão do álcool.
C2H5OH (l) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (líq.); −ΔHc = 1371 kJ/mol
Veja o que acontece com o vento quando este passa por uma turbina eólica:
Note que a “qualidade” do vento se degenera quando este passa pelas turbinas. Levando issoem conta, considera a seguinte situação: sabe-se que as marésestão relacionadas com as forças gravitacionais do sistema Terra/Lua. Se usarmos a energia das marés, significa que a Lua terá a tendência de “cair na Terra”? Justifique.
Primeiramente entendemos porque a lua não vai cair na Terra; Com nas leis de Newton, 1° Objeto permanece em movimento na ausência de forças externas, o mesmo para o repouso; 2° A força aplicada a um objeto é igual a massa do mesmo x a aceleração; 3° Para toda força exercida existe uma força de reação de mesma intensidade, direção e sentido oposto; através destas chegamos a lei de gravitação universal, dois corpos a uma distância d entre si, se atraem mutualmente com uma força que é proporcional à massa de cada um deles e inversamente proporcional ao quadrado da distância.
A lua descreve orbita elíptica e a Terra está em uma das forças e atrai através do campo gravitacional a lua.
A mesma não “cai” pois a força gravitacional do sistema Lua – Terra, gera aceleração centrípeta que aponta para o centro da Terra, essa muda a direção da velocidade da lua constante mantendo a tangente à orbita da Lua e é esta velocidade a responsável pela Lua permanecer em sua órbita.
Entendendo as marés: Como os campos gravitacionais atuam com F=G.(m1.m2)/d², a aceleração provocada pela lua têm intensidades diferentes entre pontos mais próximos e mais afastados, dessa forma as massas oceânicas mais próximas sofrem aceleração maior do eu as mais distantes, essa diferença provoca alteração da altura das massas de água da superfície da Terra.
Como a energia maremotriz vem principalmente da rotação terrestre e translação lunar, os efeitos do seu uso são a diminuição na velocidade de rotação da Terra e fretamento na rotação e translação do corpo lunar e uma mudança na distância entre Lua e Sol. A energia potencial retirada do sistema Lua – Terra – Sol nunca mais retorna e causa consequências irreversíveis na estabilidade dos movimentos lunáticos, solares e terrestres, podendo causar a tendência da lua “cair na Terra”. Porém em um período de tempo muito longo para que isso ocorra.
3 – O paraquedas e um dispositivo desenvolvido para gerar arraste. Ou seja, não permitir que aenergia potencial gravitacional do paraquedista seja toda transformada em cinética. O modeloa esquerda e nãomanobrável, muito comum no exército. Nesse modelo, velocidade terminal esegura. Já o modelo a direita e o menor paraquedas já utilizado até a aterrissagem. Suavelocidade terminal e bem maior.
Qual e a técnica usada pelo paraquedista para aterrissar sem ferimentos? Discuta em termosde conversão de energia.
O teorema da Energia Mecânica diz conforme o valor do trabalho realizado pelas forças conservativas que atuam no corpo, podemos ter decréscimo, manutenção ou acréscimo no valor inicial da Em. 
Em física, dissipar, significa transformar certa energia em outra, normalmente térmica.
Ao contrário do Teorema, quando o trabalho das forças não consecutivas é inexistente, ou seja, negativo, ocorre diminuição em sua energia mecânica, quando isso ocorre chamamos o sistema de dissipativo.
Essa dissipação ocorre devido ao fato de existir forças não conservativas contrárias ao movimento realizado pelo corpo.
Quando uma pessoa aciona o paraquedas, após uma brusca redução de aceleração, a velocidade de queda é constante até o fim. Durante o período final de descida, ocorre diminuição de Em devido a resistência do ar realizar trabalho resistente.
Agora como a velocidade é constante e a altura diminui, há dissipação de Em com a perda de Epg.
4 – Questão sobre eficiência dos motores: Você pega seu carro pela manhã e vai ao trabalho.
Ao fim do dia você retorna a sua casa e estaciona seu carro novamente na garagem. Pergunta:Qual e a porcentagem da energia presente na gasolina utilizada no trajeto que foitransformada em calor, ruído e outras formas dissipativas?
100% é utilizado pois nesse trajeto não foi ganho energia mecânica nem potencial.
5 – Considere o rifle de Gauss (Gauss gun).Explique seu funcionamento. De onde vem a energia? (Dizer que vem da atraçãomagnéticaé somente uma parte da resposta, lembre-se de nossas discussões em sala). Porque não é possível gerar um moto perpetuo utilizando-se uma versão circular do rifle de Gauss?
Consiste de ímãs na configuração de um motor linear de indução que acelera um projétil ferromagnéticoou condutor em altas velocidades através de uma série de colisões elásticas sucessivas. A cada colisão a bolinha impulsionada é acelerada pelo campo magnético do imã seguinte. Assim sendo, a última bolinha a ser lançada apresenta alta velocidade.
Em condições ideia, se considerarmos somente as bolinhas, toda a Ec da primeira seria transferir para segunda miVi=mfVf ou (miVi)²/2=(mfVf)²/2. Mas como temos a presenças dos imãs, as bolinhas ganham energia do campo magnético ao serem atraídos. A bolinha parte do repouso ao colidir com o primeiro ímã ela possuirá certa energia cinética k1, que será transferida para a próxima bolinha, que se moverá até a próxima imã, resultante em uma energia k2x2k1. Na liberação da bolinha do campo magnético do imã anterior há uma perda de energia desprezível.
Assim a energia da última bolinha vem kn~nk1+ko onde n é o número de ímãs e ko é a energia inicial, ou seja vem das sucessivas colisões que transformam a Ec concentrada em magnética assim sucessivamente.
O movimento perpétuo em sistema fechado violaria a 1° lei da termodinâmica, que lida com a conservação de energia, e a 2°o calor flui espontaneamente do corpo com menor temperatura elevada para com o menor.
No caso de uma pista circular, esta não será um dispositivo perpétuo, pois suponha que tenhamos duas bolas após cada ímã. Quando a bola lançada encontra o ímã, encontra um ímã com duas bolas que precisam de energia para se mover de modo que não vai acrescentar aceleração ao sistema e sim subtrair. Em suma toda a energia acumulada será exploradae o movimento não pode continuar.
6 – O que e um volante de inercia (flywheel) e quais suas aplicações nos motores atuais?
É um sistema de armazenamento de energia mecânica. O volante continua o seu movimento por inércia quando o binário de forças é interrompido. Ele absorve e armazena energia ao sistema quando necessário ocasionando redução em sua velocidade de rotação.
O volante de inércia é a parte do motor que transferir o torque (ARMs) que ocorre na explosão no motor transmitido por virabrequim para a caixa de velocidades é cada torque durante as etapas do motor.
Também é responsável por absorver vibrações do motor e manter estável dificultando oscilações da marcha lenta.
7 – O que e o sistema KERS da formula 1 e qual a sua relação com a aplicação usual dosvolantes de inercia.
É um Sistema de Recuperação de Energia Cinética que recolhe energia cinética na desaceleração no carro. Ao acionaram os freios a energia do torque é transformado em eletricidade e levada a um capacitor, o qual alimenta o sistema propriamente dito e o qual é ligado no eixo de propulsão do motor, faz com que o carro ganhe potência. 
O método comum deu armazenamento é em baterias, outro é guardar a energia mecânica num sistema de volante de inércia, conhecido como Flybrid, a energia de frenagem de carro é armazenada pela sua própria rotação.
8 – O que e freio regenerativo (regenerativebrake)? Qual e a relação dessa tecnologia com a questão 4? Quais são as principais tecnologias e onde são aplicados?
Dispositivo mecânico que transforma a energia cinética liberada durante a frenagem em energia elétrica.
Sua relação com a gasolina e a dissipação de energia, consiste na sua contribuição para redução do consumo de gasolina. Pois estima-se que a cada 10L de gasolina 8 são perdidos. O freio regenerativo é o sistema de reaproveitamento energético que recupera parte da perda.
A tecnologia consiste no momento da frenagem, os motores elétricos de tração são chaveados para ativar como geradores de eletricidade acionados pelas rodas ou seus eixos. A energia é armazenada nas baterias.
Aplicando primeiramente em bondes, bicicletas elétricas, carros elétricos e híbridos e na fórmula 1.
9 – Na visão cientifica dominante, a energia térmica de um gás e associada a energia cinética de suas partículas constituintes. Nesse sentido, a diferença entre uma bola que se desloca euma bola imóvel, porem aquecida, seria a forma (coerente ou estatística) em que a energia cinética de suas partículas se manifesta. Nesse contexto, considere o sistema formado por umcilindro-pistão que contém um gás. Explique a transformação de energia térmica em energia cinética quando o gás desse sistema e aquecido.
O pistão pode sofrer variação, subindo ou descendo, oscilando entre duas posições extremas, ou seja, um deslocamento repetitivo, realizando trabalho.
A máquina (o sistema) não são condutores de calor e funcionam segundo o Ciclo de Carnot. 
Expansão Isotérmica: O gás é posto em contato térmico, à uma temperatura Tq. Durante a expansão do volume Va para Vb, o gás recebe energia |Qq|, e realiza trabalho Wab para empurrar o pistão dessa forma aumenta o volume do cilindro.
Expansão Adiabática: Base substituída por outra não condutora, e o gás expande de forma adiabática, isto é, não entra nem sai do sistema energia de forma de calor. A temperatura diminui Tq-Tp e o gás realiza o trabalho Wbc ao empurrar o pistão.
Compressão Isotérmica: O gás é posto em contato térmico com uma fonte mias Tf e é comprimido isotermicamente. O pistão diminui a área dentro do cilindro, realizando trabalho Wcd sob o gás que é comprimido até Vo. Durante esse período o gás transfere energia sob forma de |Qf| para fonte fria.
Compressão adiabática: Base substituída por parede não condutora. O gás continua a ser comprimido pelo pistão que realiza trabalho, Wda, sob o gás, o qual aumenta sua temperatura até Tq sem que haja qualquer troca de calor no sistema.
10 – Considere as maquinas térmicas associadas aos ciclos de Carnot, Stirling, Rankine,Brayton, Otto, Diesel.Para cada uma especifique as seguintes características.
a) Combustão interna ou externa?
Carnot: Externa
Stirling: Externa
Rankine: Externa
Brayton: Interna
Otto: Interna
Diesel: Interna
b) O fluido de trabalho sobre uma transformação de fase durante o ciclo? Se sim, de qualtipo, física ou química (combustão).
Carnot: Transformações físicas (Isotérmicas e adiabáticos)
Stirling: Física (Isotérmica e Isórica)
Rankine: Transformações físicas (adiabáticos e isobárica)
Brayton: Física (adiabática e isentrópica) Química (combustível reage com comburente)
Otto: Química (Combustão com ignição por ) Física (adiabática e iométrica) 
Diesel:Química (Combustão com ignição por compressão) Física (Isentrópica e isobática)
c) Turbina ou pistão (ou ambos)?
Carnot: Pistão
Stirling: Pistão
Rankine: Turbina a Vapor
Brayton: Turbina a gás
Otto: Pistão
Diesel: Pistão
11 – Dos ciclos Diesel, Otto, Rankine, Brayton e Stirling,
a) Qual e o mais utilizado para a geração de energia elétrica? Por que?
Stirling: Não comum utilizado em autos pois é difícil variar e iniciar sua rotação, exceto em submarinos, aviões e híbridos, onde é utilizado por ter baixa vibração. Sua aplicação na energia se dá ao captar energia solar e maremotriz, sendo uma energia limpa e renovável.
Rankine: (Mais utilizado para energia) Gera 90% de toda energia elétrica produzida no mundo, incluindo solar, biomassa, carvão e nuclear. Porque esse sistema é baseado na transição de fase da água e pode utilizar diversas fontes de calor externa.
Brayton: Geração de energia com cogeração com o ciclo Rankine.
b) Qual, ou quais são os mais utilizados para veículos automotivos? Por que?
Brayton: Propulsão a jato – avião naval.
Otto: Por possuir ignição por faísca, e utilizar abundante fluido de trabalho o ar, gerando através do movimento retilíneo, o movimento rotativo.
Diesel: Para automóveis de grande porte por possuir ignição por compressa. Tem maior potência do que os motores a vapor, baixo consumo de combustível, mais compacto e versátil.
12 – Considere o ciclo de Otto
a) Faca um diagrama PV (Pressão em função do volume) do ciclo idealizado, identificandoas curvas das diferentes etapas do ciclo.
a1 – admissão
1-2 - compressão
2-3 - aquecimento
3-4 - combustão
4-1 – exaustão
b) Fala um diagrama PV do ciclo como medido em laboratório.
1° tempo: ab - admissão
2° tempo: bc - compressão
3° tempo: cd – explosão / def - expansão
4° tempo: fb – descarga / ba - exaustão
c) Discuta os possíveis fatores que acarretam nas diferenças encontradas entre os doisdiagramas.
1. Perdas por bombeamento: No teorema a admissão e descarga são feitas a pressão constante, no real não.
2. Perdas por combustão não instantânea: No teorema calor induzido instantaneamente a pressão constante, no real ou não.
3. Perda por dissociação do combustível: No teorema não existe dissociação, no real o combustível se dissocia em CO2, H2, O, CO absorvendo calor.
4. Perdas devido a abertura antecipada da válvula: Na teoria abertura é instantânea, enquanto na real abre antes do ponto de ignição.
5. Perda de calor: Na teoria, as perdas são nulas, no real são sensíveis, devido refrigeração dos cilindros.
6. Perdas devido variação de calor específico do fluido: O c aumenta, a pressão constante e V constante e Temperatura aumenta.
13 – O que todos os ciclos termodinâmicos das questões 10 e 11 tem em comum?
A eficiência da conversão que nunca é 100% e em todos o objetivo é realizar trabalho através de repetidas transformações físicas que envolve calor.
Energia – Lista 2
Com relação à aula do Horus – Energia nuclear
1 – As usinas nucleares funcionam baseadas em qual ciclo termodinâmico? Qual é a função daenergia nuclear nesse ciclo (em que etapa ela é utilizada e como)?
Ciclo Rankine: o processo de fissão nuclear gera um enorme volume de energia que tem como subproduto o calor, esse é responsávelpor aquecer, na etapa 1-2 do cilho Rankine, grandes quantidades de água, o fluido pressurizado entra numa caldeira, onde é aquecido a P constante até tornar-se vapor superaquecido.
Energia Nuclear: transformação no núcleo do átomo {Fusão de dois núcleos de átomos de raio número atômico, formando um átomo mais pesado. Fissão de um núcleo pesado formando 2}
Liberação de energia de calor devido redução no produto / no reagente.
Reatores maus comumente usados: PWR – reatores angra dos reis, Há um circuito primário de circulação de água refrigerante a 50 atm que não de vaporiza no núcleo do reator e resfria os elementos combustíveis, passa por um trocador de calor, esse vapor a 60 atm passa pela turbina.
BWR – Japão Fukushima. Vapor geradoBWR no processo de resfriamento por varetas de combustível é expandido na turbina do gerador elétrico.
PWR
BWR
2 – No cenário tecnológico atual, qual é a utilização da fissão nuclear? E da fusão?
Fissão – bomba atômica, geração de energia e uso bélico.
Fusão – Bombas de hidrogênio, tipo de bomba nuclear.
3 – Qual é o combustível mais usado nas centrais energéticas nucleares? E nos reatores de fusão? Justifique.
Isótopo físsil ela fértil (aquele que pode ser convertido em físsil por ativação neutrônica): Uranio – 235,-233, plutônio – 232 ou misturas desses (MOX = óxidos de urânio e plutônio) Sendo o urânio mais utilizado nos de fusão pois libera grande quantidade de energia quando fissionado
O combustível mais usado é o hidrogênio. Pois, uma vez que os núcleos mais leves sofrem fusão mais facilmente do que os pesados, o hidrogênio é o mais leve H2 é o mais abundante.
4 – O que é uma reação em cadeia? As reações em cadeia são sempre nucleares? Justifique.
Reações cujos subprodutos disparam uma sequência de reações idênticas que se repetem até que sua matéria-prima se esgote. Estas reações podem ser auto mantidas em qualquer nível inicial ou ramificadas segundo uma progressão, por exemplo geométrica.
Não, podem ser do tipo não ramificada, como a união de hidrogênio com oxigênio, o átomo de hidrogênio se separa e se adiciona a um dos átomos da molécula, formando-se o radical OH. O segundo átomo livre de adiciona-se segundamente, em consequência do que formam um radical livre de OH e mais um átomo livre de H.
5 – Quais são os tipos de radiação associados às reações nucleares?
Radiação nuclear é um tipo de radiação originada no núcleo de determinados átomos de elementos químicos que não estão estáveis. As radiações nucleares podem ser de vários tipos, mas, principalmente: partículas alfa (α), partículas beta (β) e radiação gama (γ).
6 - Qual material é mais radioativo, o que possui meia vida de poucos anos ou o que possui meiavida de milhões de anos? Justifique.
Isótopos com meias-vidas curtas são perigosos pela simples razão que podem contaminar muito fortemente (e fatalmente) em um curto espaço de tempo. Esses isótopos têm sido as principais causas de envenenamento por radiação e morte após explosões acima do solo de armas nucleares. O iodo é um exemplo onde a absorção preferencial pelo corpo humano pode agravar ainda mais o perigo de isótopos de vida curta. Isótopos de longo prazo são mais complicados. Eles não contaminam tão fortemente, mas há muito mais questões do que apenas isso. Plutônio por exemplo, é relativamente longo, mas alguns de seus produtos de decaimento pode ser bastante desagradável. Além disso, plutônio passa a ser particularmente tóxico, devido à sua composição química, o que agrava o dano que ele pode trazer. O maior perigo de radioisótopos com médio a longa meias vidas é que eles podem manter toda uma região de terra radioativa por um tempo muito longo, por exemplo, centenas ou milhares ou até dezenas de milhares de anos. Essa é a principal razão pela qual a eliminação de resíduos de reatores, que muitas vezes contêm apenas esses isótopos, é uma questão tão controversa. Portanto materiais radiativos de longa meia vida são considerados mais perigosos.
Sobre o restante do conteúdo:
7 – Por que os líquidos se resfriam no processo de evaporação? Essa pergunta estáintimamente relacionada com a razão pela qual sentimos frio quando nos molhamos, ou pelasensação gelada resultante da evaporação de um solvente em nossa pele.
A evaporação esfria um líquido porque são as moléculas que se movem mais rapidamente as que escapam mais facilmente, deixando no líquido as moléculas menos velozes. 
Como essas moléculas se movem mais devagar, elas possuem menor energia cinética, e a temperatura do líquido se torna menor. A evaporação sempre esfria o líquido exceto se lhe for dado calor adicional.
8 - Explique com suas palavras as 4 leis da termodinâmica.
A lei zero é a que define a temperatura:se A e B são dois corpos em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico um com o outro, ou seja, a temperatura desses sistemas é a mesma.
A primeira lei da termodinâmica (calor, trabalho mecânico e energia interna) é a do princípio da conservação da energia:A primeira lei da termodinâmica pode ser enunciada também a partir do conceito de energia interna, entendida como a energia associada aos átomos e moléculas em seus movimentos e interações internas ao sistema. Essa energia não envolve outras energias cinéticas e potenciais, que o sistema como um todo apresenta em suas relações com o exterior.
A segunda lei define entropia e fornece regras para conversão de energia térmica em trabalho mecânico:se o sistema está inicialmente num estado de baixa entropia (organizado), tenderá espontaneamente a um estado de entropia máxima (desordem). Por exemplo, se dois blocos de metal a diferentes temperaturas são postos em contato térmico, a desigual distribuição de temperatura rapidamente dá lugar a um estado de temperatura uniforme à medida que a energia flui do bloco mais quente para o mais frio. Ao atingir esse estado, o sistema está em equilíbrio.
E a terceira lei aponta limitações para a obtenção do zero absoluto de temperatura:é impossível reduzir qualquer sistema à temperatura do zero absoluto mediante um número finito de operações. De acordo com esse princípio, também conhecido como teorema de Nernst, a entropia de todos os corpos tende a zero quando a temperatura tende ao zero absoluto.
9 - A segunda lei pode ser abordada tanto do ponto de vista da termodinâmica quanto damecânica estatística. Explique os conceitos de entropia e da segunda lei de acordo com essasduas abordagens, destacando as semelhanças e as diferenças.
10 - Porque a energia elétrica é transportada em fios de alta tensão? Baseie sua resposta emtermos de potência elétrica e dissipação Joule.
Após a geração da energia, usa-se as linhas de transmissões para transportá-las. Como os condutores não são ideais, há uma resistência aparente contra a passagem desta energia. Como a resistência está ali, e não é possível torná-la zero, a solução é reduzir a corrente que passa nos condutores, visto que a potência dissipada num resistor (neste caso, os condutores) é igual a R.I². Na fonte, este aumento de tensão não acarreta nenhuma mudança: o transformador continua fornecendo a mesma potência, pois pela fórmula, a relação de proporção (que é a potência), continua sendo a mesma.
Quando uma corrente elétrica passa por um resistor, este converte energia elétrica em energia térmica. O resistor dissipa a energia em forma de calor. Assim a potência total do sistema diminuiu, o aquecimento de um resistor por passagem de uma corrente é chamado de efeito Joule.
11 – Um motor elétrico pode ser considerado como o reverso de um gerador elétrico.Justifique essa afirmação com o auxílio de desenhos esquemáticos contextualizados por meioda lei de indução de Faraday e força de Lorentz. Como isso está relacionado com o freioregenerativo de automóveis híbridos? Qual é o outro meio de transporte que utiliza dessaforma de freio regenerativo?
12 - O que é um transformador elétrico? Faça um desenho esquemático indicando suasprincipais partes. Expliqueseu funcionamento. Se quisermos projetar um transformador queconverta a tensão de 220 V para 110 V, qual deve ser a relação entre o número de espiras nosenrolamentos primários e secundários?
Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, induzindo tensões, correntes e/ou de modificar os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico.
13 - Explique, com suas palavras, o que são materiais diamagnéticos, paramagnéticos eferromagnéticos (quais são as diferenças).
Paramagnéticos - são materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, quando na presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são fracamente atraídos pelos ímãs. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc. 
Diamagnéticos – são materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um campo magnético na substância que possui sentido contrário ao campo aplicado. São substâncias diamagnéticas: o bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc. 
Ferromagnéticos – as substâncias que compõem esse grupo apresentam características bem diferentes das características dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos. Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético. É possível verificar, experimentalmente, que a presença de um material ferromagnético altera fortemente o valor da intensidade do campo magnético. São substâncias ferromagnéticas somente o ferro, o cobalto, o níquel e as ligas que são formadas por essas substâncias. Os materiais ferromagnéticos são muito utilizados quando se deseja obter campos magnéticos de altas intensidades. 
As substâncias ferromagnéticas são fortemente atraídas pelos ímãs. Já as substâncias paramagnéticas e diamagnéticas são, na maioria das vezes, denominadas de substâncias não magnéticas, pois seus efeitos são muito pequenos quando sobre a influência de um campo magnético.
14 - Porque os materiais magnéticos, principalmente os ferromagnéticos, são importantes paraa tecnologia de máquinas elétricas?
Os materiais ferromagnéticos são muito utilizados quando se deseja obter campos magnéticos de altas intensidades. 
15 - Porque as lâmpadas fluorescentes são mais eficientes do que as incandescentes?
A lâmpada incandescente são tecnologias térmicas, portanto pois o filamento de tungstênio é aquecido a alta temperatura a ponto de brilhar, esse é um comportamento de um corpo negro que emite/absorve radiação eletromagnética conforme a sua temperatura e não a sua composição,de modo que podem ser modelado como um corpo negro, sendo assim o espectro do corpo negro (desenhar) nos mostra que pouca parte do mesmo se encontra no espectro de ondas visíveis a maior parte está contida no espectro das ondas infra-vermelha, por isso essa lâmpada é menos eficiente.
Em contra partida a lâmpada florescente não é uma tecnologia térmica, e sim, uma tecnologia baseada no decaimento dos níveis quânticos e esses estão todos contidos no espectro de luz visível.
16 – Defina o que é um corpo negro dentro do contexto de radiação térmica.
Um corpo negro é aquele que absorve toda a radiação eletromagnética que nele incide: nenhuma luz o atravessa (somente em casos específicos) nem é refletida. Um corpo com essa propriedade, em princípio, não pode ser visto, daí o nome corpo negro. Apesar do nome, corpos negros produzem radiação, o que permite determinar qual a sua temperatura. Em equilíbrio termodinâmico, ou seja, à temperatura constante, um corpo negro ideal irradia energia na mesma taxa que a absorve, sendo essa uma das propriedades que o tornam uma fonte ideal de radiação térmica. Na natureza não existem corpos negros perfeitos, já que nenhum objeto consegue ter absorção e emissão perfeitas.
17 – Um filamento de tungstênio é aquecido a T = 2000 K. Qual é a sua cor? Depois foiaquecido a T = 3000 K. Estime o aumento da potência irradiada pelo filamento O queaconteceu com sua cor?
18 - O modelo do corpo negro formulado por Max Planck em 1900 trouxe uma hipóteseinovadora. Que hipótese foi essa?
Planck verificou que uma nova forma de encarar o modo como as partículas da caixa geravam a radiação eletromagnética seria necessária para explicar o comportamento da radiação emitida por corpos negros. Classicamente espera-se que as partículas da caixa oscilem com qualquer energia (permitida para uma dada temperatura), e assim emitissem radiação a qualquer comprimento de onda ou frequência. No entanto, para que Planck obtivesse sua fórmula, as partículas oscilando só poderiam emitir a radiação por pacotes, e a energia destes seria proporcional à frequência na forma E = h f. A constante h ficou conhecida como constante de Planck. Assim, a energia emitida seria discreteada, ou, quantizada.
A hipótese da discretizacao das energias de partículas vibrando, por parte de Planck, não encontrava nenhum análogo na época. Era tão radical que, mesmo reproduzindo exatamente uma observação experimental, não foi aceita até que viesse a ser adotada por Einstein em 1905. Também é uma primeira indicação de que as regras que valem para nosso mundo macroscópico não valem para o nível atômico. É inclusive um exemplo de como a natureza mostra surpresas que fogem a nossa previsão conforme a investigamos em maiores detalhes.
Levaria ainda cerca de 20 anos para que uma teoria quântica consistente fosse elaborada, e que sua incrível capacidade de explicar e prever fenômenos físicos a levasse a ser aceita pela comunidade científica.
19 – Sabendo que a potência da radiação solar na Terra (incidência direta, depois daatmosfera) é de 1120 W/m2, calcule a potência total recebida pela Terra da radiação solar.Calcule a fração usada para fotossíntese, sabendo que apenas cerca de 0,03% dessa energia éaproveitada para esse fim (base da cadeia alimentar). Resposta (~43 TW).
20 - A dieta de um ser humano compreende cerca de 2500 Kcal/dia. Procure informações dequantos habitantes possui a Terra hoje em dia. Calcule o consumo diário de energia dahumanidade na forma de alimentos. Converta esse consumo para Watts. Compare com aresposta do item anterior. Compare com a potência de Itaipu.
21 – A Tsar Bomba foi o maior artefato nuclear construído pelo homem a ser detonado, eliberou cerca de 210 Petajoules de energia (210x1015 J). Qual é a quantidade de massa, em Kgque foi transformada em energia? Resposta ~2,24 Kg.
22 – A terra recebe energia do Sol. Existe também uma relação entrópica entre os dois. Paracada fóton que a Terra recebe do Sol, 20 são emitidos de volta ao espaço pela Terra. Discutade forma mais aprofundada a relação energética e entrópica entre a Terra e o Sol.
23 - Qual é a diferença entre a química orgânica e a química inorgânica? Como a fotossíntesese relaciona com essa divisão?
A Química orgânica estuda os compostos derivados de carbono, o qual tem a capacidade de unir-se um com outro, formando moléculas enormes.Os compostos orgânicos podem ser gasosos, líquidos ou sólidos. 
Já a Química inorgânica estuda os demais compostos, como os minerais, os metais, ametais e gases nobres.
A planta retira água e algumas moléculas inorgânicas (compostos que não apresentam o carbono como elemento principal de sua estrutura, salvo algumas exceções) do solo por meio da raiz e, juntamente ao gás carbônico (dióxido de carbono – CO2) absorvido pelas plantas e à presença de luz, são, então, produzidas moléculas orgânicas (estruturas que contêm o carbono como elemento principal).
24 - Por que a maior parte dos vegetais possui folhas com coloração verde?
O principal pigmento das plantas é a clorofila, cuja estrutura é mostrada a seguir. Sua estrutura é complexa, com um íon Mg2+ coordenado na cavidade central, e é esse pigmentoque é responsável pela cor verde das plantas, porque ele absorvebem os comprimentos de ondas das cores vermelha, laranja, azul e violeta, mas reflete grande parte da luz verde.
25 - Por que a cana de açúcar é a cultura mais utilizada para a produção de etanol?
O etanol pode ser obtido através da cana-de-açúcar, milho, beterraba, mandioca, batata, etc. A matéria-prima é submetida a uma fermentação alcoólica, com atuação do micro-organismo Sacchromycescerevisiae. Porém, a cana é a mais utilizada, pois apresenta maior produtividade. Após ser processado, o etanol pode ser utilizado puro (em motores adaptados) ou misturado com gasolina, como combustível.
26 - Em que região se concentra a produção de cana-de-açúcar no mundo? Qual a relaçãodisso com sua eficiência energética?
No brasil. 
27 - Quimicamente, o hidrogênio pode ser utilizado como combustível para um automóvel,cujo produto da combustão, ou reação química, é a água, resultando em um processo semgeração de poluentes. Porém, diz-se que o hidrogênio não é uma fonte de energia, mas sim,um portador de energia. Justifique essa afirmativa e pesquise sobre as tecnologias envolvidasna utilização do hidrogênio como combustível (químico, não nuclear).
Energia – Lista 3
1 – Qual é o consumo energético total mundial atual e em 1980? Identifique oconsumo separadamente nas principais fontes de energia (petróleo, gás, carvão,hidrelétrica, nuclear, renováveis e outros). Elabore a resposta em termos deunidades energéticas (Terawatt hora - TWh) e em consumo relativo (%).
2 – Em qual região do mundo ocorreu a maior taxa de aumento de consumo deenergia nas últimas décadas? Justifique.
3 – A taxa de crescimento do uso das fontes de energia nuclear diminuiu durantea década de 80. A que podemos atribuir tal fato?
4 – Quais são os 10 maiores países produtores de petróleo? Quais são os 10maiores países exportadores de petróleo? Por que há essa distinção?
Produtores:Arábia Saudita, Rússia, Estados Unidos, China, Canadá, Irã, Emirados Árabes, Kuwait, Iraque, México.
Exportadores: Arábia Saudita, Rússia, Emirados Árabes Unidos, Kuwait, Nigéria, Iraque, Irã, Catar, Angola, Venezuela.
Os países com menos tecnologia e recursos para o refino do petróleo exportam seu petróleo.
5 – Quais são os 10 países que mais produzem energia eólica?
China, Estados Unidos, Alemanha, Espanha, Índia, França, Itália, Reino Unido, Canadá, Portugal.
6 – Como fica a questão 1 aplicado ao cenário brasileiro?
7 – Qual é a evolução do consumo de energia elétrica nas últimas décadas noBrasil? Note que há um soluço em 2001. O que ocorreu?
8 – O que foram as crises do petróleo de 1973 e 1979? Essas crises têm relaçãocom os atuais conflitos no oriente médio?
9 – Como as crises do petróleo estão relacionadas com o programa pró-álcoolbrasileiro? E porque esse programa quase se extinguiu na década de 90? Qualfoi a tecnologia que permitiu a volta do álcool combustível (etanol) nomercado brasileiro?
10 – Compare a distribuição do uso final da energia (indústria, transporte,residencial, comércio etc) nos EUA e Brasil.
11 – Quais são os 10 países com maior produção de energia elétrica anual?Qual é a produção de cada país?
12 - Quais são os 10 países com maior produção de energia elétrica a partir defontes renováveis? Qual é a produção de cada país?
13 – Quais são os utensílios domésticos que mais consomem energia em umacasa típica? Qual é a potência típica de cada um deles? Porque alguns, apesarde não terem alta potência, acabam sendo preponderantes no consumo deenergia?
Cooktop (68,55 kWh por mês); Geladeira de duas portas frost-free (56,88 kWh por mês); Lavadora de louças (30,86 kWh por mês); Geladeira de uma porta (25,2 kWh por mês); Forno elétrico (15 kWh por mês); Micro-ondas (13,98 kWh por mês); Ferro elétrico a vapor (7,2 kWh por mês); Lavadora de roupas com tampa superior, de 10,1 a 16 kg  (de 0,15 a 0,47 kWh por ciclo de lavagem); Lavadora de roupas com frontal, de 7 a 14 kg (de 0,13 a 0,38 kWh por ciclo de lavagem); Tanquinho, de 5,1 a 10 kg (de 0,02 a 0,15 kWh por ciclo de lavagem).
Alguns deles consomem mais energia pelo uso equivocado.
14 – O que é pegada de carbono (Carbonfootprint)?
Pegada é aquilo que demonstra o caminho de alguém, de onde veio e qual seu potencial destino. A definição de pegada de carbono é simples. Ela é uma equação que aponta as emissões desse gás causador do efeito estufa, o CO2, em diversas áreas, ou seja, o que aquela determinada atividade foi responsável por emitir, desde sua ascensão até seu declínio. Essa pegada mede tudo. No caso de um produto, mede a emissão de CO2 na extração da natureza, transporte de matéria prima, produção, entrega, descarte. Tudo que envolve o produto é um meio para saber sua pegada de carbono. É preciso afirmar que todas as pessoas e instituições emitem CO2, umas mais, outras menos. Mas ninguém deixa de emitir CO2.
15 – Calcule a sua pegada de carbono e analise formas de reduzi-la.
1825 kg CO2 por pessoa/ano.
A principal ação para a redução da pegada de carbono é a diminuição da dependência de combustíveis fósseis, os quais emitem toneladas de CO2 na atmosfera. Esses combustíveis podem ser utilizados em linha de produção e, principalmente em automóveis. Para isso existem algumas ações que devem e podem ser realizadas para que o uso do automóvel seja reduzido. Uma delas é resolver problemas através do telefone, ao invés de pessoalmente, evitando reuniões presenciais. O uso do Skype ou e-mail é outra opção. Ainda trabalhando para a redução de deslocamento de automóveis, estimule seus funcionários a almoçar próximo ao local de trabalho, para não ter de utilizar o carro. Caso necessário, estimule o programa “carona solidária” que pode inclusive ser útil para o deslocamento diário até o trabalho. A empresa também pode optar por carros flex para sua frota, isso possibilita a utilização de Etanol, que é menos poluente. Desligue equipamentos eletrônicos quando não estiver utilizando e também apague as luzes. Isso evita o consumo desnecessário de energia quando determinado espaço ou equipamento não estiver em funcionamento. Outra forma de diminuir o consumo de energia e, consequentemente, obter a redução da emissão CO2 e sua pegada de carbono é desabilitando a proteção de tela do computador, que também consome muita energia.
Neutralizando a emissão de CO2 de um site é uma das iniciativas mais importante que uma empresa pode realizar. É fácil e ajuda a Natureza. Os datacenters, grandes espaços nos quais os servidores ficam ligados 24 por dia para manter os sites pelo mesmo período no ar, consomem muita energia, causando alta emissão de CO2. Como uma empresa não pode ficar sem site, principalmente no cenário atual, é preciso encontrar uma forma de preservar o planeta. Essa forma é a neutralização da emissão de CO2, a qual inclusive é feita com o plantio de árvores nativas da Mata Atlântica. Cuidado com a quantidade de impressões que são realizadas na empresa. Estimule a utilização de ambos os lados da folha. Prefira também a utilização de folhas recicladas ou ecoeficientes. Desenvolva projetos de sustentabilidade juntamente com seus funcionários. A melhor forma de fazer com que a pegada de carbono da empresa seja reduzida é estimular todos, trazendo os colaboradores para o conceito real que se está trabalhando.
16 – Por que uma dieta rica em carne aumenta a pegada de carbono de umapessoa?
De acordo com o relatório, o consumo global de carne tende a aumentar na medida em que a população cresce e em que a sua renda melhore. No entanto, essa tendência agrava ainda mais o impacto da pecuária na pegada de carbono da agricultura em geral – entre 50% e 70% das emissões diretas da agricultura estão relacionadas com a pecuária. O relatório aponta que a adoção de um padrão alimentar de 90 gramas de proteínas por dia poderia reduzir as emissões do setor e cerca de 2,15 bilhões de toneladas equivalentes de CO2 anualmente até 2030.
17 – Por que o automóvel contribui tantopara a pegada de carbono?
Pela alta emissão de CO2.
18 – Quantos Km/l (quilômetros por litro) faz um avião de passageiros típico?Por que a aviação tem um alto impacto na pegada de carbono?
16,4 km/L. Pelo combustível utilizado
19 – O que você pode dizer sobre o impacto do comércio marítimo na pegada decarbono?
O transporte marítimo é responsável por cerca de 4% das emissões mundiais antropogénicas de CO2, o que faz com que a sua pegada de carbono seja aproximadamente tão elevada como a da Alemanha.