Energia, fenómenos térmicos e radiação

Física e Química A

2023/2024Professor Rui Foles

energia, fenómenos térmicos e radiação

Trabalho realizado por:Carolina Silva, nº4; Mariana Gonçalves, nº16 10ºA

ÍNDICE

1. Introdução

2. Energia Interna

3. Sistema termodinâmico

4. Equilíbrio térmico

6. Mecanismos de transferência de calor

6.1. Radiação

6.2. Condução

6.3. Convecção

7. Aplicações

7.1. Painéis Fotovoltaicos

7.2. Coletor solar

8. Conclusão

9. Bibliografia/ Webgrafia

• Neste trabalho iremos abordar temas dentro da energia, fenómenos térmicos e radiação. Iremos explicar como ocorrem as transferências, através da condução, radiação e convecção; exemplos de aplicações no dia a dia e o impacto que têm no ambiente.

Introdução

Fig.1: Efeito da temperatura na variação energia interna

Energia interna

• A energia interna define-se como sendo a soma da energia cinética das partículas constitiuintes do sistema com a energia potencial resultante das suas interações.

• A energia interna também é diretamente proporcional à temperatura do corpo. Quanto maior for a temperatura de um corpo, maior será a sua energia interna, portanto, maior será a agitação das suas partículas.

SIstema termodinâmico

Um sistema termodinâmico é um sistema onde a energia interna não é desprezável , ou seja é apreciável a sua variação. Sistema – É a parte do Universo que se pretende estudar. Exterior – Não faz parte do sistema. Vizinhança – É a parte do exterior que pode interagir com o sistema. Fronteira – Separa o sistema da vizinhança (e exterior).Estes sistemas podem ser: aberto, fechado ou isolado.

Imagem

Fig.3: Corpos com diferentes temperaturas atingem equilíbrio térmico

Equilíbrio térmico é uma condição termodinâmica na qual dois ou mais corpos encontram-se à mesma temperatura. Essa condição é atingida espontaneamente, uma vez que corpos em temperaturas diferentes trocam calor entre si até que as suas temperaturas equilibrem-se. Além disso, o calor flui sempre dos corpos com mais temperatura para os corpos de menor temperatura.

EQUILÍBRIO TÉRMICO

transferências de calor

• Alguns exemplos de transferências de calor são: quando o calor do sol é transferido para a Terra; quando numa lareira, o fogo emite calor, aquecendo o ambiente e as pessoas ao redor sem necessitar de contacto direto com o ar quente...
• O calor é uma forma de energia que se transfere entre corpos ou sistemas, devido à diferença de temperatura.
• Existem três tipos de transferências de calor:

Fig. 4: Radiação

radiação

• A radiação é a transferência de energia térmica na forma de ondas eletromagnéticas;
• Não necessita de um meio material para ocorrer;
• Pode ser transferido através do vácuo.

Fig.6: Condução

condução

• É um processo pelo qual o calor é transferido através de um material, de uma região de maior temperatura para uma região de menor temperatura;
• Não há transporte físico de massa envolvido;
• É transmitida através das vibrações das moléculas e dos átomos que compõem o material.

Fig.8: Convecção

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convecção

• Processo de transferência de calor que ocorre em fluidos (líquidos e gases) através do movimento desses fluidos;
• É gerado por diferenças de temperatura que causam variações na densidade do fluido, resultando em correntes de convecção.

Fig.10: Exemplificação de um painel fotovoltaico

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Painéis fotovoltaicos

• São um tipo de painel solar que produz energia elétrica a partir da luz solar (transferência de energia);
• A eletricidade gerada pelos painéis solares é aproveitada para os mais variados usos;
• O sistema solar fotovoltaico costuma incluir um inversor, que transforma a corrente contínua em corrente alternada, um gerador e um quadro elétrico.

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A luz solar que incide nas células do painel é composta por partículas minúsculas, os fotões, que possuem energia e criam tensão elétrica ao embater nos painéis. Os fotões transferem a sua energia para os eletrões presentes nos átomos de silício.O "efeito fotovoltaico" tem semelhanças com um jogo de snooker. Neste caso, os fotões da luz solar são a bola branca. Dando a primeira tacada, o impacto da bola branca dispersa as bolas coloridas, que dá início ao jogo. O impacto da bola branca permite que as bolas coloridas se dispersem, assim como os fotões estimulam o movimento dos eletrões.

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DESVANTAGENS dos painéis fotovoltaicos

VANTAGENS dos painéis fotovoltaicos

Fig.11: Exemplificação de um coletor solar

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• O coletor solar consiste num equipamento que capta a radiação solar transformando-a em energia térmica.

• Diferentemente dos painéis fotovoltaicos, o coletor solar não transforma os raios solares em eletricidade.

• Na realidade, é utilizado apenas para aquecer os líquidos utilizados num imóvel, como a água.

Coletor solar

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Resumo - vídeo

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• Com este trabalho pudemos perceber que a energia é fundamental em diversas formas, uma delas o calor, que apresenta uma definição mais complexa do que aquela que pensávamos no início do trabalho.

• Conseguimos entender o aproveitamento que somos capazes de retirar das energias renováveis,como é o caso dos painéis fotovoltaicos e do coletor solar. Onde utilizamos estas energias para o nosso interesse, utilizando as suas vantagens, vindo a preservar a durabilidade das mesmas para gerações futuras e reduzir a ultilização de combustíveis fósseis.

Conclusão

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Bibliografia/Webgrafia

• https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-interna.htm
• https://www.fq.pt/energia/sistema
• https://www.edp.pt/particulares/content-hub/como-funciona-um-painel-fotovoltaico/
• https://goldenergy.pt/blog/autoconsumo/tipos-de-estruturas-paineis-solares/
• https://goldenergy.pt/glossario/coletor-solar/
• RODRIGUES, Carla, SANTOS, Carla, MIGUELOTE, Lúcia, SANTOS, Paulo Rumo à Química – Física e Química A 10ºano areal editores

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Obrigada!

Fig.5: Estufa de plantas

• aquecimento das placas solares;
• estufas de plantas;
• aquecimento dos alimentos em fornos elétricos.

Exemplos de radiação

Fig.2: Tipos de sistemas

Fig.7: Aquecimento de uma colher que está a tocar numa panela

• aquecimento de uma colher de metal que está a tocar numa panela;
• arrefecimento dos líquidos e corpos em contato com gelo;
• aquecimento do cabo de uma panela que está no fogo.

Exemplos de condução

Fig.9: Ar condicionado e aquecedor

• aquecimento ou arrefecimento pelas correntes de ar atmosférico;
• lâmpada incandescente;
• correntes marítimas.

Exemplos de convecção