BIOFÍSICA AULA 8 A ENERGIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES

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A ENERGIA E SUAS 
TRANSFORMAÇÕES
PROF. JEFFERSON PEREIRA
A ENERGIA E SUAS 
TRANSFORMAÇÕES
O tema Energia e suas
transformações pode ser visto
como um elo capaz de estreitar
os laços entre várias ciências.
A ENERGIA E SUAS 
TRANSFORMAÇÕES
Não é difícil encontrar
definições conceituais sobre os tipos
ou formas de energia, elas estão
presentes em várias referências tais
como nos livros didáticos, em sítios
da internet, em almanaques,
enciclopédias e etc.
ORIGENS DO TERMO ENERGIA
Ao longo da história da ciência,
o conceito de energia esteve
sempre presente. Grandes
pensadores buscaram identificar os
princípios científicos através dos
quais a Energia pudesse ser descrita
de maneira mais precisa.
ORIGENS DO TERMO ENERGIA
Os diversos usos para o termo
Energia, parecem ter se multiplicado
desde que Aristóteles, filósofo grego
do século III antes de Cristo, utilizou o
termo enérgeia para significar força
de expressão ou de manifestação.
ORIGENS DO TERMO ENERGIA
A civilização grega, desde cedo
percebeu a grande utilidade das
máquinas simples. Nestas máquinas a
fonte de energia é a própria força física
do homem (ou de animais).
Fazendo uso de máquinas simples,
os gregos imaginavam que “algo”
deveria estar sendo “transferido” do
homem para a máquina.
ORIGENS DO TERMO ENERGIA
Assim, pensaram em alguma
“substância”, algo que ao ser
transferido para a máquina, tornava
possível a sua manifestação.
ORIGENS DO TERMO ENERGIA
Buscando identificar esse algo os
gregos teorizaram e chegaram a um
conceito de “constância” muito similar
ao moderno conceito de energia.
Verificaram que em todos os
processos de transformação na
natureza, este “algo” se mantinha,
antes e depois dos processos.
ORIGENS DO TERMO ENERGIA
Este “algo” seria ao mesmo
tempo a causa e o efeito da
transformação.
Assim, desde os gregos, até
hoje, cada uma das áreas do
conhecimento foi se apropriando da
palavra Energia.
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
O termo Energia está presente
em várias áreas das ciências e cada
área usa esta palavra em um
contexto diferente, vejamos:
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
BIOLOGIA:
Energia está presente em todos os
processos da natureza. Energia é
essencial à vida.
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
HISTÓRIA:
O ser humano foi se apropriando das
formas de Energia presentes na
natureza e assim evoluiu intelectual e
socialmente.
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
GEOGRAFIA:
Os espaços geográficos e políticos
podem ser analisados segundo a
disponibilidade de recursos
energéticos.
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
ECOLOGIA:
O meio ambiente oferece Energia
para o ser humano, o qual deve
utilizá-la de maneira sustentável.
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
TECNOLOGIA:
A Energia deve ser utilizada e
transformada, da maneira mais
conveniente ao desenvolvimento do
homem moderno.
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
Aparentemente esses diversos usos
da palavra Energia, não têm nada em
comum. Parece que cada área
necessitando descrever algo, utilizou
uma palavra que, por coincidência, era
a mesma.
Mas ao analisarmos mais
profundamente, vemos que todas as
áreas se referem à manifestação de
algo. Esse algo é a Energia.
A PALAVRA ENERGIA EM 
DIFERENTES CONTEXTOS
A Energia é invisível para nós,
mas o trabalho pode ser visível.
Assim, na Física, dizemos que a
Energia é a capacidade daquele
sistema realizar um trabalho, ou seja,
o trabalho realizado terá como
causa, a energia contida ali, que se
transformou.
A ENERGIA E SUAS 
TRANSFORMAÇÕES
O quadro a seguir apresenta de
maneira sucinta as formas de energia
numa abrangência condizente às turmas
do ensino médio, uma definição a respeito
de cada uma delas, e alguns exemplos de
sua ocorrência.
Tipo de energia Conceito formal Ocorrências
Mecânica É a energia presente em sistemas
mecânicos e que pode ser transferida
por meio de força. A energia
mecânica total de um sistema é a
soma da energia cinética, relacionada
ao movimento de um corpo, com a
energia potencial, relacionada ao
armazenamento podendo esta ser
gravitacional ou elástica.
Sistemas mecânicos tais
como uma ponte em
equilíbrio estático, uma
bicicleta em movimento
e etc.
Química É a energia potencial das ligações
químicas entre os átomos.
Sua liberação é
percebida, por exemplo,
numa combustão.
Eletromagnética No estudo da Física, o
eletromagnetismo é o nome da teoria
unificada desenvolvida por James
Maxwell para explicar a relação entre
a eletricidade e o magnetismo. Esta
teoria baseia-se no conceito de
campo eletromagnético. Assim a
energia eletromagnética seria a
associada à correntes elétricas e à
variações temporais de fluxos
magnéticos.
A energia associada a
geradores elétricos que
funcionam baseados no
princípio da Indução
Eletromagnética de
Faraday, tais como os
geradores presentes nas
torres eólicas.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9tica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_potencial
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica
http://pt.wikipedia.org/wiki/James_Maxwell
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidade
http://pt.wikipedia.org/wiki/Magnetismo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_eletromagn%C3%A9tico
Luminosa É uma parcela limitada da energia
eletromagnética, conhecida como “luz visível”,
e está compreendida entre as freqüências do
vermelho e do violeta. É exatamente a
freqüência da “cor” que identifica o tipo ou a
quantidade de energia que um raio luminoso
possui.
O Sol é um ótimo
exemplo para ilustrar a
energia luminosa.
Térmica É uma forma de energia que está diretamente
associada à temperatura absoluta de um
sistema, e corresponde classicamente à soma
das energias cinéticas microscópicas 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 chama de um fogão é
um bom exemplo de
uma “fonte” de energia
térmica.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
http://pt.wikipedia.org/wiki/Transla%C3%A7%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Vibra%C3%A7%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Movimento_de_rota%C3%A7%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Referencial_inercial
http://pt.wikipedia.org/wiki/Centro_de_massa
http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema
Sonora É a energia associada à
propagação do som, em razão das
vibrações impostas ao ar ou a um
meio material.
Os sons emitidos pelos
instrumentos musicais
são bons exemplos
para ilustrar a energia
sonora.
Nuclear É a energia liberada em uma
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.
Uma usina nuclear é
um bom exemplo para
ilustrar este tipo de
energia.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_nuclear
http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleos_at%C3%B4micos
http://pt.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico
http://pt.wikipedia.org/wiki/Elemento_(qu%C3%ADmica)
FONTES DE ENERGIA
Outro tema que merece destaque é
o que geralmente denomina-se como
“Fontes” de Energia. O termo Fontes
aparece entre aspas para frisar que
entende-se não haver ali geração de
energia e sim, apenas um processo de
transformação da mesma.
CLASSIFICAÇÃO DAS FONTES 
DE ENERGIA
As fontes de energia renováveis utilizam-se 
de elementos sempre disponíveis na atureza
Fontes Renováveis.
As fontes renováveis de energia são
aquelas formas de produção de energia em
que suas fontes são capazes de manter-sedisponíveis durante um longo prazo,
contando com recursos que se regeneram
ou que se mantêm ativos
permanentemente.
Em outras palavras, fontes de energia
renováveis são aquelas que contam com
recursos não esgotáveis.
Existem vários tipos de fontes renováveis de
energia, das quais podemos citar a solar, a
eólica, a hídrica, a biomassa, a geotérmica,
a das ondas e a das marés.
Fonte:
http://www.brasilescola.com/geografia/font
es-renovaveis-energia.htm
http://www.brasilescola.com/geografia/fontes-renovaveis-energia.htm
CLASSIFICAÇÃO DAS FONTES 
DE ENERGIA
As fontes de energia não renováveis 
envolvem os combustíveis fósseis e os 
nucleares.
Fontes não renováveis.
As fontes não renováveis de energia são
aquelas que se utilizam de recursos
naturais esgotáveis, ou seja, que terão um
fim, seja em um futuro próximo, seja em
um período de médio ou longo prazo. Em
alguns casos, esse tipo de energia
costuma apresentar problemas de ordem
ambiental, além de disputas envolvendo
a extração e comercialização de suas
matérias-primas.
Os principais exemplos de fontes de
energia não renováveis são os
combustíveis fósseis (petróleo, carvão
mineral, gás natural e xisto betuminoso) e
os combustíveis nucleares.
Fonte:
http://www.brasilescola.com/geografia/f
ontes-renovaveis-energia.htm.
ALGUMAS FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA
Estação de captação de 
energia solar
Energia solar
Consiste no aproveitamento da
radiação solar emitida sobre a Terra.
Trata-se, portanto, de uma fonte de
energia que, além de inesgotável, é
altamente potente, pois uma grande
quantidade de radiação é emitida
sobre o planeta todos os dias. A sua
principal questão, todavia, não é a sua
disponibilidade na natureza, e sim as
formas de aproveitá-la para a geração
de eletricidade.
Existem duas formas de utilização da
energia solar, a fotovoltaica, em que
placas fotovoltaicas convertem a
radiação solar em energia elétrica, e a
térmica, que aquece a água e o
ambiente, sendo utilizada em casas ou
também em termoelétricas através da
conversão da água em vapor, este
responsável por movimentar as turbinas
que acionam os geradores.
Estação de 
“produção” de 
energia eólica
Energia eólica
Utiliza-se da força promovida
pelos ventos para a produção
de energia. Sua importância
vem crescendo na atualidade,
pois, assim como a energia
solar, ela não emite poluentes
na atmosfera.
As usinas eólicas utilizam-se
de grandes cataventos
instalados em áreas onde a
movimentação das massas de
ar é intensa e constante na
maior parte do ano.
Os ventos giram as hélices,
que, por sua vez, movem as
turbinas, acionando os
geradores.
Usina hidrelétrica de 
Itaipu, a segunda maior 
do mundo.
Energia hídrica ou 
hidroelétrica
Por sua vez, a energia
hidroelétrica utiliza-se do
movimento das águas dos
rios para a produção de
eletricidade. Em países
como Brasil, Rússia, China e
Estados Unidos, ela é
bastante aproveitada pelas
usinas que transformam a
energia hidráulica e
cinética em eletricidade.
http://www.brasilescola.com/geografia/energia-hidreletrica.htm
A biomassa é utilizada 
como fonte de 
eletricidade e também 
como biocombustível.
Energia da biomassa
A biomassa corresponde a
toda e qualquer matéria
orgânica não fóssil. Assim,
pode-se utilizar esse material
para a queima e produção de
energia, por isso ela é
considerada uma fonte
renovável.
Sua importância está no
aproveitamento de materiais
que, em tese, seriam
descartáveis, como restos
agrícolas (principalmente o
bagaço da cana-de-açúcar),
e também na possibilidade de
cultivo. Existem três tipos de
biomassa utilizados como
fonte de energia: os sólidos, os
líquidos e os gasosos.
http://www.brasilescola.com/geografia/biomassa.htm
Usina de energia 
geotérmica
Energia geotérmica
A energia geotérmica corresponde
ao calor interno da Terra. Em casos
em que esse calor se manifesta em
áreas próximas à superfície, as
elevadas temperaturas do subsolo
são utilizadas para a produção de
eletricidade. Basicamente, as
usinas geotérmicas injetam água
no subsolo por meio de dutos
especificamente elaborados para
esse fim. Essa água evapora e é
conduzida pelos mesmos tubos até
as turbinas, que se movimentam e
acionam o gerador de
eletricidade. Para o
reaproveitamento da água, o
vapor é novamente transportado
para áreas em que retorna à sua
forma líquida, reiniciando o
processo.
http://www.brasilescola.com/geografia/energia-geotermica-1.htm
ALGUMAS FONTES NÃO RENOVÁVEIS DE ENERGIA
Plataforma de 
extração de 
petróleo
Petróleo
O Petróleo é, ainda nos dias atuais, a
principal matéria-prima e uma das
principais fontes de energia do
mundo. Assim sendo, sua extração e
utilização foram e ainda são alvos de
conflitos envolvendo potências
imperialistas e países produtores e
refinadores. Trata-se, assim, de um
recurso natural de caráter
estratégico, pois é amplamente
utilizado por veículos, constituindo-se
como um elemento importante nos
meios de transporte, além de
também poder ser utilizado na
fabricação de produtos derivados,
notadamente o plástico.
http://www.brasilescola.com/geografia/petroleo.htm
Área de extração de 
carvão mineral, uma 
das fontes de energia 
mais utilizadas no 
planeta.
Carvão Mineral
O carvão mineral passou a
ser amplamente utilizado a
partir das revoluções
industriais resultantes do
capitalismo, sendo ainda
hoje uma fonte de energia
bastante utilizada em todo o
mundo, perdendo somente
para o petróleo. No total, ele
corresponde a de 6% da
energia produzida no Brasil.
http://www.brasilescola.com/geografia/carvao-mineral.htm
Usina de 
produção de gás 
natural
Gás natural
O gás natural nada mais é do
que a mistura de
hidrocarbonetos leves na forma
gasosa, tais como o metano,
etano, propano, butano e outros.
Suas reservas encontram-se
quase sempre disponibilizadas
nas áreas onde se extrai o
petróleo, passando pelo mesmo
processo de constituição. No
entanto, ao contrário do
petróleo e do carvão mineral, o
gás natural é menos poluente,
embora a sua combustão ainda
sim apresente alguns níveis de
poluição que causam danos à
atmosfera.
http://www.brasilescola.com/geografia/fontes-gas-natural.htm
Rocha de onde é 
extraído o óleo de 
xisto.
Xisto betuminoso
O xisto betuminoso é um
recurso natural fóssil também
encontrado em áreas de
rochas sedimentares, em que
um material de origem
orgânica, sob determinadas
condições de pressão e
temperatura, forma-se e
agrega-se por entre essas
rochas. Assim, ao aquecê-las
a mais ou menos 500ºC,
obtém-se o chamado óleo
de xisto, o que é,
literalmente, um ato de “tirar
óleo de pedra”.
http://www.brasilescola.com/geografia/xisto-betuminoso.htm
Imagem externa de 
uma usina nuclear.
Energia nuclear
A energia nuclear é obtida a
partir do processo de fissão
nuclear de átomos de urânio,
que é considerado uma fonte
esgotável de energia.
Quando ocorre a fissão do
núcleo desse material, libera-
se uma grande quantidade
de energia, que é utilizada
para a produção,
principalmente, de
eletricidade.
http://www.brasilescola.com/geografia/energia-nuclear.htm
http://www.brasilescola.com/fisica/fissao-nuclear.htm
A MATRIZ ENERGÉTICA 
BRASILEIRA
A MATRIZ ENERGÉTICA 
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A MATRIZ ENERGÉTICA 
BRASILEIRA
A MATRIZ ENERGÉTICA 
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FIM!