Em artigos anteriores, vimos o que energia cinética e pela energia mecânica. Nestes artigos mencionamos a energia térmica como parte da energia que influencia e possui o corpo em questão. Energia térmica É a energia que possuem todas as partículas que constituem um corpo. Quando a temperatura oscila, a atividade das partículas aumenta. Essa energia interna aumenta à medida que a temperatura aumenta e diminui à medida que diminui.
Agora vamos analisar a fundo esse tipo de energia para completar ainda mais nosso conhecimento sobre os diferentes tipos de energias existentes. Quer saber mais sobre isso? Continue lendo.
Características da energia térmica
Energia térmica é a energia transferida entre sistemas que estão em temperaturas diferentes. Manifesta-se como o calor que sentimos quando, por exemplo, tocamos uma superfície mais quente que outra. Essa transferência de energia sempre vai de um corpo mais quente para um mais frio. Nesse processo, a energia térmica é distribuída até que ambos os corpos atinjam o equilíbrio térmico, ou seja, quando ambos estiverem na mesma temperatura.
Uma característica importante da energia térmica é que ela depende do número de partículas que uma substância possui e da velocidade com que elas se movem. Quanto mais rápido as partículas se movem, maior será a energia térmica.
Essa energia também está relacionada a mudanças no estado da matéria. Por exemplo, ao aumentar a energia térmica de um corpo sólido, ele pode chegar a um ponto em que se torna líquido e, se continuar a ganhar energia, o líquido se torna um gás.
Exemplos de energia térmica
Alguns exemplos de obtenção de energia térmica são os seguintes:
- Natureza e o Sol. O Sol é a maior fonte de energia térmica que conhecemos. Os corpos expostos à luz solar, como uma pedra ou água, absorvem esta energia e a sua temperatura aumenta.
- Hervir água. Quando aplicamos calor à água, suas moléculas começam a se mover mais rapidamente, até atingirem o ponto de ebulição. Nesse momento, a água muda de estado, passando de líquida para gasosa.
- Chaminés. As lareiras queimam madeira e outros combustíveis para gerar calor, o que aumenta a energia térmica do ambiente.
- reações exotérmicas. Assim como queimar combustível ou gasolina no motor de um carro, essas reações liberam calor.
- Atrito. Quando duas superfícies se esfregam, o atrito gera energia térmica. Um exemplo seria quando nossas mãos ficam quentes ao esfregá-las uma na outra.
Como a energia térmica é produzida?
A energia térmica é gerada pelo movimento de partículas dentro dos corpos. Essas partículas, chamadas átomos ou moléculas, estão em constante movimento e, quanto mais rápido se movem, maior é a quantidade de energia térmica que possuem.
Um conceito importante na produção de energia térmica é que esta não é criado nem destruído, ele simplesmente se transforma. Podemos gerar energia térmica através de diversos processos, como a combustão de combustíveis fósseis, energia nuclear, reações químicas ou simplesmente pelo contato entre corpos de diferentes temperaturas.
Como é usada a energia térmica?
Hoje, a energia térmica tem muitos usos importantes. Podemos transformá-la em outras formas de energia, como a energia elétrica, ou utilizá-la diretamente para gerar calor. Aqui estão alguns exemplos de como ele é usado:
- em aquecimento. É produzido por meio de caldeiras ou geradores que queimam algum combustível para aquecer água, que transporta o calor para diferentes áreas da casa ou edifício.
- Em motores de combustão interna. É o caso dos motores de automóveis, onde a combustão do combustível gera energia térmica que é convertida em energia mecânica para movimentar o veículo.
- Em usinas de energia. Nas usinas termelétricas, a energia térmica gerada pela queima de combustível é usada para aquecer água; o vapor resultante aciona turbinas que geram eletricidade.
Medição de energia térmica
A energia térmica é medida em Joules (J) de acordo com o Sistema Internacional de Unidades, embora também possa ser expresso em calorias. Uma caloria é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água em 1 grau Celsius. Portanto, uma caloria é igual a 4,184 joules.
Além de Joules ou calorias, em alguns contextos outras unidades também são utilizadas, como Unidade Térmica Britânica (BTU), que equivale a aproximadamente 1.055 joules e é utilizado em sistemas de aquecimento ou resfriamento.
Exemplos de energia térmica na vida cotidiana
A energia térmica está presente em muitos fenômenos e dispositivos comuns. Aqui estão alguns exemplos:
- Em humanos e animais de sangue quente. Mantemos a temperatura corporal constante, o que implica um gasto contínuo de energia térmica que produzimos ao decompor os alimentos.
- Em metais expostos ao sol. Em um dia quente, o metal de um carro ou qualquer outra superfície metálica aquece, absorvendo a energia térmica do sol.
- Em eletrodomésticos. Fornos, radiadores e aquecedores utilizam energia térmica para funcionar.
- Na combustão de madeira ou carvão. Quando acendemos uma fogueira ou churrasqueira, a energia térmica produzida aquece o ambiente e cozinha os alimentos.
Confusão frequente com termos como calor e temperatura
É comum confundir energia térmica com energia térmica ou calor. Embora esses termos estejam relacionados, eles não significam exatamente a mesma coisa:
- Energia térmica É a energia total contida em um sistema devido ao movimento de suas partículas.
- Calor É a transferência de energia térmica de um corpo com temperatura mais alta para outro com temperatura mais baixa.
- Temperatura É a medida da energia térmica média das partículas de um corpo.
É importante notar que, embora o calor e a energia térmica estejam relacionados, o calor não é uma propriedade intrínseca de um corpo, mas sim um processo de transferência, enquanto a energia térmica é uma propriedade da matéria.
Outras energias relacionadas à energia térmica
A energia térmica está ligada a outras formas de energia, permitindo a sua transformação em diversas aplicações. Aqui detalhamos algumas dessas relações:
Energia solar térmica
A energia solar térmica é um tipo de energia renovável que transforma a energia do sol em calor. Este tipo de energia é comumente utilizado para aquecer a água em residências ou para gerar eletricidade através de usinas solares térmicas.
Energia Geotérmica
Esta forma de energia vem do calor armazenado no interior da Terra. A energia geotérmica aproveita este calor natural para produzir eletricidade ou aquecimento de uma forma mais limpa e sustentável.
Energia elétrica
A energia térmica pode ser convertida em energia elétrica em usinas termelétricas, onde o calor é utilizado para gerar vapor e acionar turbinas que geram eletricidade, processo comum em usinas de combustíveis fósseis ou nucleares.
O estudo da energia térmica é essencial para compreender como a energia é gerada e utilizada no nosso dia a dia. Do calor do sol à energia que utilizamos para cozinhar, a energia térmica tem um impacto significativo no nosso ambiente e na forma como vivemos.