Energia
Energia
(Transformações de energia – Conteúdo muito solicitado no ENEM - Confira pelos exercícios)
Assim, um corpo ou sistema qualquer que realiza ou é capaz de realizar trabalho, possui energia.
Exemplos:
Esses diferentes tipos de energia podem ser transformados de uma modalidade em outra, por meio de processos naturais ou artificiais e que obedecem a um dos princípios mais importantes da Física e que é válido sempre 
o princípio da conservação da energia.
Tipos de Energia
Energia Mecânica é composta da energia cinética e da energia potencial.
Energia Cinética 
é a energia que um corpo possui quando está em movimento, pois nesse
caso é capaz de realizar trabalho, efetuando um deslocamento ou produzindo uma deformação em outro corpo.
Energia Potencial é a energia que um corpo possui armazenada quando se encontra numa determinada posição e que pode ser liberada transformando-se em outro tipo de energia.
Assim, quando um corpo se encontra em determinada altura ele possui energia potencial
gravitacional armazenada e que liberada, pode adquirir energia cinética ao cair e entrar em movimento.
Um corpo preso a uma mola comprimida possui energia potencial elástica armazenada e que pode se transformar em energia cinética quando a mola for distendida e fizer o corpo entrar em movimento.
Energia elétrica Como toda energia é a propriedade que um sistema possui de realizar trabalho, podemos definir energia elétrica como a capacidade de uma corrente elétrica de realizar trabalho, como por exemplo, um carrinho se deslocando através de um motor elétrico
(energia elétrica em mecânica), uma lâmpada sendo acesa ao ser percorrida por uma corrente elétrica (energia elétrica e luminosa e térmica) ou uma corrente elétrica percorrendo a resistência d
e um chuveiro (energia elétrica em térmica), etc.
Energia Térmica 
trata-se de uma forma de energia que está associada à temperatura de um corpo onde seus átomos estão em constante movimento de agitação, ao qual denominamos vibração térmica, que é responsável pela energia térmica do corpo.
Quanto maior a agitação térmica, maior será o movimento vibratório dos átomos e consequentemente maior será sua temperatura que é o que ocorre, por exemplo, com a resistência
elétrica de um chuveiro que, ao ser percorrida por uma corrente elétrica, aumenta o movimento vibratório de seus átomos, ficando incandescente e liberando calor (energia elétrica em térmica).
Energia Química é aquela que é liberada numa reação química, proveniente da quebra de ligações entre átomos.
Assim, quando ligamos o motor de um carro, a energia química da bateria se transforma em energia elétrica, que produzirá trabalho fazendo girar o motor.
Após o carro entrar em movimento, parte da energia potencial química da gasolina se transformará
em energia cinética e moverá os pistões que fazem as rodas girarem, colocando o carro em
movimento e parte será dissipada sob forma de térmica e sonora.
Energia Sonora é transmitida através das ondas sonoras que são ondas mecânicas
(necessitam de um meio material para se propagar) longitudinais (a direção de vibração coincide com a direção de propagação). Não se propagam no vácuo.
São produzidas por qualquer movimento vibratório e expandem-se no espaço (três dimensões) por meio de compressões e rarefações, até chegarem aos nossos ouvidos, onde os tímpanos, por
ressonância, são induzidos a vibrar com a mesma frequência da fonte e nos causam a sensação fisiológica do som.
A faixa média de frequências audíveis para um ouvido humano normal varia de 20Hz até 20.000Hz.
Ondas com frequências inferiores a 20Hz são os infrassons e superiores a 20.000Hz são os ultrassons.
As ondas infrassônicas e ultrassônicas não são audíveis pelo ouvido humano.
Os ultrassons podem ser ouvidos por certos animais como morcego e o cão e também utilizados na medicina (ecocardiografia, ultrassonografia obstétrica, etc.)
O que você deve saber, informações e dicas
“A energia não pode ser criada ou destruída, somente transformada”
A quantidade total de energia antes das transformações é sempre igual à quantidade total de energia depois das transformações.
Observe atentamente o esquema abaixo que mostra, por processos naturais e artificiais de que maneira a energia solar se transforma em energia elétrica. Assunto muito solicitado pelo ENEM.
1. A energia solar aquece as águas do oceano
2. A energia solar se transforma em térmica, aquecendo as águas do mar que se vaporizam.
3. O vapor de água sobe
4. O vapor de água esfria, se condensa na forma de gotículas e forma as nuvens
5. O vapor de água sob a forma de nuvens, é transportado para o continente se condensa, as gotas ficam pesadas e caem sob a forma de chuva.
6. Certa quantidade das águas da chuva é coletada pelo solo aumentando o volume dos rios e lagos. O resto retorna ao oceano pelos rios.
7. Barragens que represam as águas dos rios formando lagos artificiais que, através de desníveis hidráulicos naturais ou artificiais efetuam a captação e condução da água até a turbina.
8. Na central elétrica a água faz a turbina girar, que por sua vez aciona o gerador, produzindo assim, energia elétrica. Essa energia elétrica, através da torre de transmissão é transportada pelas linhas de transmissão até o consumidor.
Exercícios do ENEM sobre energia e suas transformações
01- (ENEM - MEC)
O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade.
A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.
De acordo com este diagrama, uma das modalidades de produção de energia elétrica envolve combustíveis fosseis.
A modalidade de produção, o combustível e a escala de tempo típica associada à formação desse combustível são, respectivamente,
a) hidroelétricas – chuvas – um dia
b) hidroelétricas – aquecimento do solo – um mês
c) termoelétricas – petróleo – 200 anos
d) termoelétricas – aquecimento do solo – um milhão de anos
e) termoelétricas – petróleo – 500 milhões de anos
Resolução:
Combustíveis fósseis são substâncias compostas por carbono, usadas como fonte de energia
Como por exemplo, carvão mineral, petróleo e gás natural, derivados de plantas e vegetais mortos, soterrados com os sólidos que formam as rochas sedimentares e são responsáveis por cerca de 85% da energia produzida no mundo.
Nas usinas termoelétricas, é comum o uso do petróleo, combustível fóssil cujo período de formação é elevadíssimo (milhões de anos).
R- E
02- (ENEM - MEC)
O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade.
A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.
No diagrama estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas.
No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas
I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas.
II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios.
III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas.
Das três afirmações lidas, somente
a) I está correta.
b) II está correta.
c) III está correta.
d) I e II estão corretas.
e) II e III estão corretas.
Resolução:
I. correta como o Brasil possui as mais imensas, abundantes e extensas quantidades de bacias hidrográficas do planeta Terra, essas devem ser aproveitadas com a construção de usinas hidrelétricas, pois essa imensa quantidade de água constitui fontes renováveis.
II. Falsa o represamento de água no curso normal dos rios, provocado pelas grandes hidrelétricas apresenta impactos ambientais inunda áreas florestais prejudicando a flora e a fauna terrestres com a perda de vegetação, acidifica as águas, etc.
III. Falsa a evaporação da água de uma represa é muito pequena para provocar chuvas.
R- A
03- (ENEM - MEC)
O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade.
A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.
De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a:
R- B
04- (ENEM - MEC)
A tabela a seguir apresenta alguns exemplos de processos, fenômenos ou objetos em que ocorrem transformações de energia.
Nessa tabela, aparecem as direções de transformação de energia.
Por exemplo, o termopar é um dispositivo onde energia térmica se transforma em energia elétrica.
Dentre os processos indicados na tabela, ocorre conservação de energia
a) em todos os processos.
b) somente nos processos que envolvem transformações de energia sem dissipação de calor.
c) somente nos processos que envolvem transformações de energia mecânica.
d) somente nos processos que não envolvem energia química.
e) somente nos processos que não envolvem nem energia química nem energia térmica.
Resolução:
A energia não é criada nem destruída, apenas transformada portanto, conserva-se em todos os processos (Principio da Conservação da Energia).
R- A
05- (ENEM - MEC)
Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso.
A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca.
Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo.
A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado.
Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental?
a) Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração.
b) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia.
c) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população.
d) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local.
e) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída.
Resolução
O enunciado exige menor impacto ambiental já que a incidência solar na região é alta, a melhor forma para obtenção de energia é a fotovoltaica (geração de energia elétrica com energia renovável do Sol)
R- D
06- (ENEM - MEC)
As fontes de energia que utilizamos são chamadas de renováveis e não renováveis.
As renováveis são aquelas que podem ser obtidas por fontes naturais capazes de se recompor com facilidade em pouco tempo, dependendo do material do combustível.
As não renováveis são praticamente impossíveis de se regenerarem em relação à escala de tempo humana. Elas utilizam-se de recursos naturais existentes em quantidades fixas ou que são consumidos mais rapidamente do que a natureza pode produzi-los.
A seguir, temos algumas formas de energia e suas respectivas fontes.
Assinale a alternativa que apresenta somente as formas de energias renováveis.
a) solar, térmica e nuclear.
b) maremotriz, solar e térmica.
c) hidráulica, maremotriz e solar.
d) eólica, nuclear e maremotriz.
e) hidráulica, térmica e nuclear.
Resolução:
Veja figuras abaixo:
R- C
07- (ENEM - MEC)
A figura a seguir ilustra uma gangorra de brinquedo feita com uma vela.
A vela é acesa nas duas extremidades e, inicialmente, deixa-se uma das extremidades mais baixa que a outra.
A combustão da parafina da extremidade mais baixa provoca a fusão.
A parafina da extremidade mais baixa da vela pinga mais rapidamente que na outra extremidade.
O pingar da parafina fundida resulta na diminuição da massa da vela na extremidade mais baixa, o que ocasiona a inversão das posições.
Assim, enquanto a vela queima, oscilam as duas extremidades.
Nesse brinquedo, observa-se a seguinte sequência de transformações de energia:
a) energia resultante de processo químico e energia potencial gravitacional e energia cinética
b) energia potencial gravitacional e energia elástica e energia cinética
c) energia cinética e energia resultante de processo químico e energia potencial gravitacional
d) energia mecânica e energia luminosa e energia potencial gravitacional
e) energia resultante do processo químico e energia luminosa e energia cinética
Resolução:
A primeira transformação é a combustão (queima) que é a energia resultante do processo químico.
A segunda transformação é a queda parafina devido a energia potencial gravitacional.
A terceira transformação é o movimento de oscilação da vela que se refere à energia cinética.
R- A
08- (ENEM - MEC)
Para evitar o desmatamento da Mata Atlântica nos arredores da cidade de Amargosa, no
Recôncavo da Bahia, o Ibama tem atuado, no sentido de fiscalizar, entre outras, as pequenas propriedades rurais que dependem da lenha proveniente das matas para a produção da farinha de mandioca, produto típico da região. Com isso, pequenos produtores procuram alternativas como o gás de cozinha, o que encarece a farinha.
Uma alternativa viável, em curto prazo, para os produtores de farinha em Amargosa, que não cause danos à Mata Atlântica nem encareça o produto é a
A. construção, nas pequenas propriedades, de grandes fornos elétricos para torrar a mandioca.
B. plantação, em suas propriedades, de arvores para serem utilizadas na produção de lenha.
C. permissão, por parte do Ibama, da exploração da Mata Atlântica apenas pelos pequenos produtores.
D. construção de biodigestores, para a produção de gás combustível a partir de resíduos orgânicos da região.
E. coleta de carvão de regiões mais distantes, onde existe menor intensidade de fiscalização do Ibama.
Resolução:
Um biodigestor é uma câmara hermeticamente fechada onde matéria orgânica (biocombustível)
diluída em água sofre um processo de fermentação onde a ação das bactérias decompõe a matéria orgânica, o que resulta na produção de um efluente líquido de grande poder fertilizador (biofertilizante, adubo), utilizado em hortas, na lavoura, etc. e gás metano CH4 (biogás), utilizado para cozinhar (no exercício, principalmente a farinha), iluminar, etc.
Esse gás, substitui o gás liquefeito do petróleo, a queima de madeira para transforma-la em carvão, etc.
R- D
09- (ENEM - MEC)
Mochila geradora de energia
A mochila tem uma estrutura rígida semelhante à usada por alpinistas.
O compartimento de carga é suspenso por molas colocadas na vertical.
Durante a caminhada, os quadris sobem e descem em média cinco centímetros. A energia produzida pelo vai-e-vem do compartimento de peso faz girar um motor conectado ao gerador de eletricidade.
Com o projeto de mochila ilustrado na figura 1, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser esquematizadas conforme ilustrado na figura 2.
As energias I e II, representadas no esquema anterior, podem ser identificadas, respectivamente, como
a) cinética e elétrica.
b) térmica e cinética.
c) térmica e elétrica.
d) sonora e térmica.
e) radiante e elétrica.
Resolução:
Durante a caminhada, os movimentos de vai e vem dos quadris subindo e descendo provoca transformação de energia potencial elástica armazenada nas molas em energia cinética.
Esta energia cinética, por sua vez, durante o sobe e desce, comprime e estica as molas ainda mais, restituindo a energia potencial elástica e assim por diante.
Assim, durante a caminhada há transformação de energia potencial em energia cinética e vice-versa, sendo que esse movimento de sobe e desce (energia cinética) faz girar o motor, que por sua vez gira o gerador, transformando essa energia cinética em energia elétrica.
R- A
10- (ENEM - MEC)
Os números e cifras envolvidos, quando lidamos com dados sobre produção e consumo de energia em nosso país, são sempre muito grandes.
Apenas no setor residencial, em um único dia, o consumo de energia elétrica é da ordem de 200 mil MWh.
Para avaliar esse consumo, imagine uma situação em que o Brasil não dispusesse de hidrelétricas e
tivesse de depender somente de termoelétricas, onde cada kg de carvão, ao ser queimado, permite obter uma quantidade de energia da ordem de 10kWh. Considerando que um caminhão transporta em média, 10 toneladas de carvão, a quantidade de caminhões de carvão necessária para abastecer as termoelétricas, a cada dia, seria da ordem de
a) 20
b) 200
c) 1 000
d) 2 000
e) 10 000
Resolução:
R- D
11- (ENEM - MEC)
Observe a situação descrita na tirinha abaixo.
Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra.
A transformação, nesse caso, é de energia:
a) potencial elástica em energia gravitacional.
b) gravitacional em energia potencial.
c) potencial elástica em energia cinética.
d) cinética em energia potencial elástica.
e) gravitacional em energia cinética.
Resolução:
No instante em que a flecha é lançada, toda energia potencial elástica armazenada na corda do arco e consequentemente na flecha, se transforma em energia de movimento (energia cinética) da flecha.
R- C
12- (ENEM - MEC)
No Brasil, o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fosseis e de biomassa, cuja
energia é convertida em movimento de veículos.
Para esses combustíveis, a transformação de energia química em energia mecânica acontece
a) na combustão, que gera gases quentes para mover os pistões no motor.
b) nos eixos, que transferem torque as rodas e impulsionam o veículo.
c) na ignição, quando a energia elétrica é convertida em trabalho.
d) na exaustão, quando gases quentes são expelidos para trás.
e) na carburação, com a difusão do combustível no ar.
Resolução:
No interior do motor ocorrem reações químicas de combustão (combustão ou queima é uma reação química entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente ou oxidante), geralmente o oxigênio), com a liberação de calor e luz.
No caso, o combustível é a gasolina, álcool, ou gás natural veicular e o comburente é o oxigênio presente no ar.
Os gases provenientes dessas reações possuem elevadas temperaturas e pressões, liberando
enormes forças de pressão que movimentam os pistões, que acoplados aos eixos das rodas, giram-nas, fazendo o carro se mover.
R- A
13- (ENEM - MEC)
O esquema abaixo mostra, em termos de potência (
O esquema mostra que, na queima da gasolina, no motor de combustão, uma parte considerável de sua energia é dissipada. Essa perda é da ordem de:
Resolução:
R- A
14 -(ENEM - MEC)
A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica.
Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear.
A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações:
I. a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a alta pressão, aciona a turbina.
II. a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamente ao gerador para produção de energia elétrica.
III. a água depois de passar pela turbina é pré-aquecida no condensador e bombeada de volta ao reator.
Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s):
a) I
b) II
c) III
d) I e II
e) II e III
Resolução:
I. Correta a função do vapor obtido pela fissão nuclear é girar a turbina.
II. Correta conforme o enunciado, a energia cinética (mecânica) adquirida pela turbina, ao girar devido ao vapor, é transferida para o gerador, onde é transformada de cinética em elétrica.
III. Falsa a função da câmara de condensação é liquefazer o vapor esfriando-o e transformando-o em água, que é a seguir bombeada de volta ao reator.
R- D