Energia cinética: Vantagens e desvantagens

A energia cinética é a energia que um objeto tem por causa de seu movimento. Se quisermos acelerar um objeto, devemos aplicar uma força. Aplicar uma força exige que façamos um trabalho.

Após o trabalho ter sido feito, a energia foi transferida para o objeto, e o objeto estará se movendo com uma nova velocidade constante. A energia transferida é conhecida como energia cinética e depende da massa e da velocidade alcançada.

A energia cinética pode ser transferida entre objetos e transformada em outros tipos de energia. Por exemplo, um esquilo voador pode colidir com um esquilo estacionário. Após a colisão, parte da energia cinética inicial do esquilo pode ter sido transferida para o esquilo ou transformada em alguma outra forma de energia.

APROVEITAR A ENERGIA CINÉTICA PARA GERAR ELETRICIDADE

Há movimento em todos os lugares do nosso mundo. E se pudéssemos aproveitar a energia que seria desperdiçada para alimentar nossos dispositivos e gerar eletricidade limpa? É bom demais para ser verdade? Escrevemos muitos artigos sobre várias coisas que fazem isso, mas nunca olhamos realmente para o campo como um todo, com uma explicação de como funciona e uma visão geral dos prós e contras de tentando aproveitar a energia cinética.

Então, a primeira coisa: a energia cinética é a energia do movimento. Acelerar um objeto de uma posição de repouso para uma certa velocidade requer energia e o objeto mantém essa energia enquanto sua velocidade não muda. Quando o objeto desacelera, essa energia de seu movimento pode ser transferida de várias maneiras.

Energia cinética o que é?

Se estamos falando de uma borracha de freio em uma roda de bicicleta, o movimento das rodas é progressivamente interrompido com o atrito e a energia cinética é transformada em calor, o que, neste caso, não faz nada útil. Mas existem maneiras de aproveitar a energia cinética para gerar trabalho mecânico útil ou eletricidade. Isso é o que muitos tentaram fazer para usar energia que seria desperdiçada.

VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ENERGIA CINÉTICA

As vantagens da energia cinética incluem a capacidade de produzir energia renovável, a disponibilidade de ser um recurso abundante e a eficácia de ser exponencialmente proporcional à sua velocidade.

As desvantagens da energia cinética, incluem o custo de aproveitá-la, o desafio de manter o movimento constante, o manuseio eficaz do atrito e a limitação de apenas grandes materiais que produzem energia substancial.

A energia cinética é a energia do movimento. É um recurso abundante, porque muitos materiais têm a capacidade de criar movimento que pode ser aproveitado e produzir energia, como energia eólica, energia hidrelétrica e energia térmica. A energia cinética aumenta por um fator de quatro quando a velocidade do material é dobrada.

Aproveitar a energia cinética envolve a construção e manutenção de máquinas para permitir que o movimento gere efetivamente o trabalho, como moinhos de vento, turbinas hidroelétricas e grandes painéis solares.

O atrito é a força que se opõe ao movimento, por isso é um inimigo natural da energia cinética. Manter a energia cinética em um movimento constante é um desafio. O vento nem sempre está soprando, o sol nem sempre está brilhando e a água nem sempre está fluindo; assim sendo, recursos energéticos intermediários são necessários. Finalmente, para produzir grandes quantidades de energia, as máquinas necessárias para aproveitar a energia cinética devem ser substanciais, tanto em tamanho quanto em quantidade, o que requer uma grande quantidade de espaço disponível.

É POSSÍVEL PRODUZIR ELETRICIDADE A PARTIR DA ENERGIA CINÉTICA?

Quase todas as formas de produzir eletricidade funcionam com base algum aproveitamento da energia cinética.

O método comum de produzir eletricidade aproveitando a energia cinética é usar os geradores com um eletroímã – um ímã produzido por eletricidade – e não um ímã tradicional. O gerador tem uma série de bobinas de fio isoladas que formam um cilindro estacionário.

Este cilindro envolve um eixo eletromagnético rotativo. Quando o eixo eletromagnético gira, ele induz uma pequena corrente elétrica em cada seção da bobina de fio. Cada seção da bobina de fio se torna um pequeno condutor elétrico separado. As pequenas correntes das seções individuais se combinam para formar uma grande corrente. Essa corrente é a eletricidade que passa pelas linhas de energia dos geradores para os consumidores.

A maior parte da geração de eletricidade do mundo é de usinas elétricas que usam uma turbina ou uma máquina similar para acionar geradores de eletricidade.

Uma turbina converte a energia potencial e cinética de um fluido em movimento (líquido ou gás) em energia mecânica. O gerador, por sua vez, converte a energia mecânica em energia elétrica com base na relação entre magnetismo e eletricidade.

Energia cinética como funciona?

Energia cinética como funciona?
Energia cinética como funciona?

Diferentes tipos de turbinas incluem turbinas a vapor, turbinas de combustão (gás), turbinas de água (hidrelétricas) e turbinas eólicas. Nas turbinas a vapor, a água quente e o vapor são produzidos queimando um combustível em uma caldeira ou usando um trocador de calor para capturar calor de um fluido aquecido como, por exemplo, energia solar ou geotérmica.

O vapor aciona uma turbina, que alimenta um gerador. Os combustíveis ou fontes de energia usados ​​para turbinas a vapor incluem biomassa, carvão, energia geotérmica, combustíveis de petróleo, gás natural, energia nuclear e energia solar térmica.

As turbinas a gás de combustível, que são semelhantes aos motores a jato, queimam combustíveis gasosos ou líquidos para produzir gases quentes para girar as pás da turbina.

Motores de combustão interna, como motores a diesel, também são usados ​​para produzir energia mecânica para operar geradores de eletricidade. Os geradores a diesel são usados ​​em muitas aldeias remotas e são amplamente utilizados para fornecimento de energia em locais de construção e para fornecimento de energia de emergência ou de backup para edifícios e usinas de energia.

Os geradores a diesel podem usar uma variedade de combustíveis, incluindo diesel de petróleo, biodiesel, gás natural, biogás e propano. Pequenos geradores de motores de combustão interna alimentados a gasolina, gás natural ou propano são comumente usados ​​por equipes de construção e comerciantes e para fornecimento de energia de emergência para residências.

Usinas de calor e energia combinadas (EC), às vezes chamadas de cogeradores, usam o calor que não é convertido diretamente em eletricidade em turbinas a vapor, turbinas de combustão ou geradores de combustão interna para outros fins, como aquecimento do ambiente.

Algumas usinas usam o calor não utilizado ou os gases de combustão de uma turbina, como uma turbina a gás, para gerar mais eletricidade em outra turbina, como uma turbina a vapor. Este sistema de dois geradores separados usando uma única fonte de combustível é chamado de ciclo combinado. Centrais de cogeração de ciclo combinado e EC são algumas das maneiras mais eficientes de converter um combustível em energia útil.

As turbinas hidrelétricas usam água para girar as pás da turbina e as turbinas eólicas usam o vento.

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