Fontes e Formas de Energia
Autor: Maykon Mendes de Paula | Publicado: 2012-06-26T11:10:00-07:00

Apesar de todos nós termos a percepção do  que é Energia, é difícil apresentar uma definição precisa. Na verdade,  assistimos (e sentimos) diariamente a manifestações desse conceito.  Sentimos frio quando saímos molhados da banheira, usamos o gás natural  como combustível no fogão para fornecer energia térmica ao leite, que  aquece, comemos para obter a energia contida nos alimentos.
Os  sistemas que contêm energia armazenada e a podem transferir para outros  sistemas designam-se por “fontes de energia” sendo estas subdivididas em  Energias Renováveis (inesgotáveis) e Energias Não-Renováveis. O Sol, o  vento, os cursos de água, o mar, os produtos florestais, os resíduos  agrícolas e urbanos, e o interior da terra são fontes de energia  renováveis (Fig. 4). Pelo contrário, os combustíveis fósseis como o  carvão, o petróleo ou o gás natural, e os combustíveis nucleares, como o  urânio e o plutónio, são fontes de energias não-renováveis (Fig.5).  Dependendo da fonte de energia, é habitual atribuir diferentes  designações à Energia tais como a Energia solar (ou Radiante, energia  proveniente do sol que se propaga através das ondas electromagnéticas), a  Energia Sonora (movimento ondulatório das partículas/corpúsculos  constituintes da matéria), a Energia Eólica (movimento do ar), a Energia  Hídrica (movimento da água de superfície ou subterrânea), a Energia das  marés e das ondas, a Energia da Biomassa (produzida a partir de  produtos florestais, agrícolas ou de resíduos urbanos), a Energia  Geotérmica (calor proveniente do interior da Terra), a Energia Eléctrica  (movimento de electrões), a Energia Elástica (associada a um corpo  elástico, como uma mola), a Energia Magnética (energia armazenada num  material que produz um campo magnético), a Energia Química (armazenada  nas ligações químicas), a Energia térmica (que se transmite por  diferença de temperaturas, conhecida popularmente por “calor”), ou a  Energia Nuclear (armazenada nas ligações nucleares). Na realidade todas  se resumem a duas formas de energia básicas: a Energia Cinética Interna,  associada ao movimento vibracional, rotacional, translacional,  electrónico, etc das partículas que constituem o sistema (moléculas e  respectivos constituintes), e a Energia Potencial Interna (armazenada no  sistema e que resulta das interacções entre essas partículas). Esta  última pode ser libertada ou convertida noutras formas de energia,  incluindo a cinética. A Energia Interna engloba   estas duas formas de energia, como se verá mais adiante, e quando se  adiciona "calor" ao sistema, esta energia fica armazenada como energia  cinética e potencial internas.
Figura 04: Exemplos de Fontes de Energia Renováveis
Fonte: a) Wikipedia , b) Wikipedia , c) Wikipedia ,&nbsp; d) Wikipedia  

Figura 05: Exemplos de Fontes de Energia Não-Renováveis.
Fonte: a) Wikipedia , b) Wikipedia   Num  sistema isolado (que não permite trocas de energia e matéria com o  exterior) a energia não pode ser destruída nem criada mas as diferentes  formas de energia podem ser convertidas umas nas outras. Este é o  Princípio da conservação da energia (uma das leis fundamentais da  Física, séc. XIX) que é um corolário do 1º princípio da termodinâmica.  Embora a energia total de um sistema não varie no tempo, o seu valor  pode depender de um referencial. Por exemplo, um passageiro num comboio  pode possuir energia cinética nula se o referencial for o próprio  comboio, mas não nula relativamente a um referencial localizado na  estação.
Como se disse na secção anterior, em Termodinâmica os  fenómenos também podem ser interpretados a partir de uma abordagem  microscópica da estrutura da matéria. A soma de todas as formas  microscópicas de energia de um sistema é designada por Energia Interna.  Esta está relacionada com a estrutura molecular e com a actividade  molecular. Tendo em conta as duas formas de energia básicas, a energia  interna pode ser vista como a soma das energias cinética e potencial das  partículas constituintes da matéria (moléculas e respectivos  constituintes). Mesmo assim, é ainda habitual distinguir-se diferentes  formas de energia como constituintes da energia interna: energia  sensível, energia latente, energia química e energia nuclear.  
A energia sensível (Esen)  está associada à energia cinética dos átomos e moléculas e dos seus  componentes traduzida pelo nível de translações, rotações e vibrações  como ilustra a figura 6. Quanto maior for a temperatura, maior será o  número destes movimentos (Fig.7), maior será a energia sensível e  consequentemente a energia interna.

Figura 06: Tipos de movimentos associados a moléculas e seus componentes (Energia sensível).
Figura 07: Efeito da temperatura na energia cinética das moléculas (temperatura superior à direita).  A energia latente (Elat)  está associada ao estado físico do sistema, ou seja, às forças de  ligação intermoleculares e elas serão maiores nos sólidos do que nos  líquidos e maior nestes do que nos gases. O fornecimento ou a remoção de  energia térmica resulta na alteração da coesão molecular e poderá  provocar uma mudança de estado como esquematizado na figura 8. Por  exemplo, para quebrar as ligações intermoleculares existentes num  líquido e obter um estado gasoso é preciso fornecer energia  correspondente ao calor latente de vaporização, também designado por  entalpia de vaporização.

Figura 08:  Representação da coesão molecular nos sólidos, líquidos e gases (Energia latente).A energia química (Equi)  está associada às ligações entre átomos numa molécula. Durante uma  reacção química, a energia de um sistema pode aumentar ou diminuir  (geralmente transferindo ou recebendo calor para as ou das vizinhanças).  
A energia nuclear  (Enuc)  está associada às interacções no interior do núcleo dos átomos,  constituído por protões e neutrões, os quais, por sua vez, são compostos  por partículas ainda mais elementares: os quarks.
A energia interna de um corpo (U) pode sofrer alteração por variação da energia sensível, latente, química ou nuclear – eq. 2:  

(2)
A  soma da energia sensível com a energia latente é vulgarmente designada  por energia térmica (ou mais vulgarmente calor) sendo assim designada  por corresponder à fracção da energia interna de um corpo que pode ser  transferida devido a uma diferença de temperatura. A existência de uma  diferença de temperatura entre duas zonas no espaço provoca  transferência de calor, isto é, a passagem de energia térmica de uma  zona para outra. Diz-se, assim, que a diferença de temperaturas é a driving-force (a causa, ou a força motriz) para este processo de transferência criando, assim, um fluxo de calor.

Bibliografia&nbsp;As referências bibliográficas e a bibliografia recomendada encontram-se no final da secção de Caso de Estudo. no site Portal de Engenharia Química!

Fonte: http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?Itemid=370&amp;id=205&amp;option=com_content&amp;task=view &nbsp;