CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 2

Apresentação em tema: "CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 2"— Transcrição da apresentação:

1 CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 2
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 2. CONVERSÃO DE ENERGIA Profª Drª Maria de Fátima Ribeiro Raia

2 Quais são as formas que a energia se manifesta na natureza?

3 FORMAS DE ENERGIA 1- Energia Nuclear e Atômica – fundamentais para os processos básicos de conversão de energia no universo, em nível atômico. Fusão - no interior das estrelas, inclusive no sol ocorre a fusão de núcleos de átomos leves como o H ex. geração de energia e bomba H. Fissão: separação de núcleos pesados, urânio, tório e plutônio em decorrência da instabilidade natural ou provocada de alguns isótopos destes materiais. ex. bomba atômica, geração de energia, navios e submarinos

4 2- Energia Química 3- Energia Térmica –
é a acumulada na forma de ligações entre átomos e moléculas. ex: energia dos combustíveis, processo de combustão nos fornos, motores e caldeiras. 3- Energia Térmica – é a energia resultante do movimento de íons e moléculas e esta associada à energia interna dos corpos. (equivocadamente chamada de calor que é o fluxo energético decorrente da diferença de temperaturas ) a transferência de energia interna de um corpo para outro se dá mediante os processos de condução, convecção e radiação. ex: a queima de combustíveis por algum tipo de trabalho externo.

5 potencial: é a energia mecânica
associada a uma força elástica e pode ser potencial elástica, ex: acumulada em molas ou gases comprimidos ou gravitacional que depende da posição de uma massa em um campo gravitacional. ex: energia hidráulica acumulada em um reservatório. cinética: é a que se associa à inércia das massas em movimento ex: energia eólica, ou movimentos rotacionais, como nos volantes de inércia.

6 5- Energia Eletromagnética (ou Radiante)
é a acumulada na forma de campos eletromagnéticos. caracterizada pela presença ou movimento de partículas eletricamente carregadas. ex: campo magnético terrestre, imãs, luz, ondas, energia elétrica 6- Energia Elétrica é normalmente associada à circulação de cargas através de um campo potencial elétrico, é também encontrada em cargas estacionárias, como nos capacitores ou em nuvens eletricamente carregadas. é um dos pilares da sociedade moderna para os mais variados fins como: iluminação, uso de eletrodomésticos, acionamentos industriais, etc.

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8 PERGUNTA: a energia elétrica gerada por quedas d'água tem alguma relação com a energia nuclear, eólica, solar, das marés, ou a que mantém aquecido e brilhante o núcleo de galáxias e corpos poderosamente energéticos e distantes, os quasares? SIM. Segundo a cosmologia do Big Bang, toda a energia do Universo, originou-se da explosão primordial e não cessou de se transformar. O desafio da ciência é contar como tudo isso aconteceu: um átomo radioativo como o do urânio, usado em reatores nucleares ou nas bombas atômicas, formou-se na fase final da vida de uma estrela de grande massa. O responsável por essas estrelas, as supernovas, como são conhecidas, é a gravidade

9 a gravidade cozinha pacientemente átomos simples nos caldeirões estelares até convertê-los em átomos densos e instáveis de matéria pesada. Quando a ruptura do núcleo, a fissão nuclear, libera a energia desses átomos, em reatores nucleares modernos, a água aquecida movimenta um gerador de energia elétrica. ex. uma máquina a vapor alimentada a carvão; no interior solar, por fusão nuclear, 600 mil toneladas de hidrogênio são convertidos em hélio a cada segundo. Há uma diferença de massa, entre hidrogênio e hélio, eliminada sob forma de energia. Essa é a fonte que alimenta a vida na Terra; mas não só diretamente. O aquecimento da Terra dá origem às correntes marinhas e os ventos, e vaporiza a água que formará a nascente dos rios. A água nas represas têm energia potencial acumulada que irá movimentar as turbinas de conversão de energia cinética e converter em energia elétrica;

10 os ventos encrespam as águas do mar e formam as ondas que varrem as praias e os costões rochosos num movimento incessante. É possível retirar energia das correntes marinhas e das ondas e, no futuro, certamente isto será feito de forma eficiente; com a energia das marés não é diferente. A interação gravitacional entre a Terra, Sol e Lua, especialmente, é a fonte de energia que move as marés; existem muitas outras fontes de energia, como a que movimenta a crosta rachada da Terra e que dá origem a vulcanismo, sismo e maremotos. Ainda assim, o que alimenta todas essas usinas é a energia da gravitação universal. em suma, as transformações da energia remetem à origem do Universo

11 MATRIZ DE CONVERSÃO DE ENERGIA

12 Fazer seguindo a matriz de conversão de energia: 1- as transformações energéticas em um automóvel. 2- como se transforma a energia mecânica (“cinética") em energia química armazenada na bateria do veículo?

13 “Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”
Leis da Energia Princípio da Conservação de Energia a quantidade total de energia em um sistema isolado sempre permanecerá constante, ENTÃO: em um sistema isolado a energia é conservada o sistema isolado ou fechado pode ser o universo a energia total do universo é constante e assim permanecerá LEMBRAM DO PRINCÍPIO DE LAVOSIER NO 2º GRAU? “Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”

14 o potencial da energia de gerar trabalho útil acaba sendo “degradado”
Pergunta: Já que a energia em um sistema fechado não é PERDIDA, CRIADA ou GERADA, por que precisamos nos preocupar tanto com os recursos energéticos, já que a energia é uma quantidade constante? o problema é que o calor residual que é transferido para o ambiente, é um dos produtos finais de muitas transformações de energia, e deixa de ser útil para a realização de qualquer trabalho. ou melhor o potencial da energia de gerar trabalho útil acaba sendo “degradado”

15 “princípio da quantidade da energia”
A 1ª Lei da Termodinâmica e o Princípio da Conservação de Energia “princípio da quantidade da energia” a termodinâmica trata do estudo da relação entre o calor e o trabalho, ou, de uma maneira mais prática, o estudo de métodos para a transformação de energia térmica em energia de movimento. 1ª Lei – o trabalho realizado sobre um sistema, somado à energia adicionada a ele, é igual a variação na energia total do sistema, simplificando: - trabalho realizado (energia útil) + energia adicionada (de entrada) = variação de energia (perdas) o que nada mais é que o princípio da conservação de energia: energia de entrada = energia de saída + perdas

16 Quando você ouvir falar de motores que funcionam sem combustível, tirando energia do nada, pode ficar tranquilo que é fraude. É impossível construir uma máquina que gere energia do nada. Uma máquina assim seria um "moto perpétuo ", e não existe porque contradiz a 1ª Lei da Termodinâmica.

17 A 2ª Lei da Termodinâmica (“princípio da qualidade de energia”)
enquanto a primeira lei da termodinâmica estabelece a conservação de energia em qualquer transformação, a segunda lei estabelece condições para que as transformações termodinâmicas possam ocorrer. A qualidade da energia é determinada pela sua capacidade de gerar trabalho físico ex: freios de uma carro Pelas leis da termodinâmica, a energia se degrada. Em todo o processo de trabalho, a energia vai se transformando e sendo perdida sob a forma de calor. É o princípio da entropia.

18 As perdas podem ser reduzidas, mas nunca eliminadas totalmente!
É uma lei da natureza! Perguntas: 1- Qual a diferença entre conservação de energia e o princípio da conservação de energia? 2-Se a eficiência de uma termelétrica a carvão é de 35%, então o que significa dizer que a energia é uma quantidade conservada? 3- Para que servem a 1ª e a 2ª Lei da Termodinâmica em um estudo de eficiência energética?

19 Conservação de Energia
combater o desperdício; significa diminuir o consumo, reduzindo custos; melhorar a maneira de utilizar a energia, sem abrir mão do conforto e das vantagens que ela proporciona; postergar investimento em novas centrais de geração; exploração racional dos recursos naturais ; poupar o meio ambiente, etc.

20 é preciso aprender a fazer mais com menos
para isso deve-se atuar: gerenciamento pelo lado da demanda (GLD) educação para conscientização da população eficiência energética buscar um aumento na eficiência de produtos e processos; utilizar menos energia para produzir a mesma ou mais quantidade de energia útil gerenciamento pelo lado da oferta repotenciação de usinas visando: maior potência e rendimento; aumento do fator de capacidade da usina. geração distribuída geração com fontes renováveis de energia é preciso aprender a fazer mais com menos

21 EFICIÊNCIAS DE ALGUNS SISTEMAS DE CONVERSÃO DE ENERGIA
- 30%

22 Perguntas: 8-

23 térmica

24 2- Em que parte do sistema deve se feito investimentos na busca de tecnologias mais eficientes e pq?

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