E.E VICTORIO FORNASARO

COMO

FUNCIONA?

-PILHAS

-BATERIAS

-USINA ELETRICA

-USINA EOLICA

-TERMOELETRICA

-USINA NUCLEAR

ENERGIA SOLAR

CARAPICUIBA,28 DE MAIO DE 2015

E.E VICTORIO FORNASARO

DISCIPLINA:

FISICAPROFESSORA: CLAUDIA

ALUNOS:

ANA CAROLINE N° 01

ANNE GABRIELLE N°03

CARAPICUIBA,28 DE MAIO DE 2015

INTRODUÇÃO

CONTEM DIVERSAS INFORMAÇÕES QUE PODE FACILITAR O ENTENDIMENTO DE QUAQUER

PESSOA QUE TENHA O CONTEUDO DO TRABALHO EM MÃOS. A VARIAS INFORMAÇÕES SOBRE COMO FUNCIONA A PILHA, A BATERIA,

A USINA HIDRELETRICA, USINA EOLICA, TERMOELETRICA, USINA NUCLEAR E USINA SOLAR. NÃO APENAS CONTEM COMO ELAS

FUNCIONAM MAIS TAMBEM O QUE SÃO CADA UMA DELAS.

PILHAS

Toda pilha é um dispositivo em que ocorre uma reação espontânea de oxidorredução que gera corrente elétrica, que, por sua vez, é aproveitada para fazer algum equipamento funcionar.

Esses dispositivos receberam esse nome porque a primeira pilha a ser

criada foi inventada por Alessandro Volta, no ano de 1800, e era

formada por discos de zinco e cobre separados por um algodão

embebido em salmoura. Tal conjunto era colocado de forma

intercalada, um em cima do outro, empilhando os discos e formando

uma grande coluna. Como era uma pilha de discos, começou a ser

chamada por esse nome.

As pilhas são sempre formadas por dois eletrodos e um eletrólito. O eletrodo

positivo é chamado de cátodo e é onde ocorre a reação de redução. Já o

eletrodo negativo é o ânodo e é onde ocorre a reação de oxidação. O

eletrólito é também chamado de ponte salina e é a solução condutora

de íons.

Para você entender como isso gera corrente elétrica, veja o caso de

uma das primeiras pilhas, a pilha de Daniell, em que havia um

recipiente com uma solução de sulfato de cobre (CuSO 4(aq)) e,

mergulhada nessa solução, estava uma placa de cobre. Em outro

recipiente separado, havia uma solução de sulfato de zinco (ZnSO 4(aq))

e uma placa de zinco mergulhada. As duas soluções foram ligadas por

uma ponte salina, que era um tubo de vidro com uma solução de

sulfato de potássio (K2SO4(aq)) com lã de vidro nas extremidades. Por

fim, as duas placas foram interligados por um circuito externo, com

uma lâmpada, cujo acendimento indicaria a passagem de corrente

elétrica:

O que acontece é que o zinco tem maior tendência de se oxidar, isto

é, de perder elétrons, por isso, o zinco metálico da lâmina funciona

como o eletrodo negativo, o ânodo, onde ocorre a oxidação: Zn( s)   ↔ 

Zn2+(aq) + 2 e-. Os elétrons perdidos pelo zinco são transportado pelo

circuito externo até o cobre, gerando a corrente elétrica que liga a

lâmpada. Os íons cobre da solução recebem os elétrons (reduzem-se)

e transformam-se em cobre metálico que se deposita sobre a lâmina

de cobre. Isso significa que esse é o eletrodo positivo, cátodo, onde

ocorre a redução: Cu2+(aq) + 2 e- ↔  Cu( s).

As pilhas atuais possuem esse mesmo princípio de funcionamento,

em que um metal doa elétrons para outro, por meio de uma solução

condutora, e é produzida a corrente elétrica. A diferença é que as

pilhas usadas hoje são secas, porque não utilizam como eletrólito

uma solução líquida, como ocorre na pilha de Daniell.

Hoje existe uma diversidade muito grande de pilhas que são vendidas

comercialmente. Entre elas as mais comuns são as pilhas ácidas (de

Leclanché)e as pilhas alcalinas.

Ambas possuem o zinco como o eletrodo negativo; já como polo

positivo, há uma barra de grafita instalada no meio da pilha envolvida

por dióxido de manganês (MnO2), carvão em pó (C) e por uma pasta

úmida. A diferença é que, na pilha ácida, usa-se na pasta úmida o

cloreto de amônio (NH4Cl) e cloreto de zinco (ZnCl2) – sais de caráter

ácido – além de água (H2O). Já na pilha alcalina, usa-se o hidróxido de

potássio (NaOH), que é uma base.

As pilhas de Leclanché são mais indicadas para equipamentos que

requerem descargas leves e contínuas, como controle remoto, relógio

de parede, rádio portátil e brinquedos. Já as pilhas alcalinas dispõem

de 50 a 100% a mais de energia que uma pilha comum do mesmo

tamanho, sendo indicadas para equipamentos que exigem descargas

rápidas e mais intensas, tais como rádios, tocadores de CD/DVD, MP3

portáteis, lanternas, câmeras fotográficas digitais etc.

Saiba mais sobre quais são os eletrólitos e eletrodos usados nessas e

em outros tipos de pilhas, bem como para que tipos de equipamentos

elas são mais recomendadas, lendo os artigos relacionados mais

abaixo.

Usadas em uma infinidade de aparelhos elétricos e eletrônicos as pilhas e baterias consistem numa importante forma de fonte de fonte de energia. No entanto, se estamos acostumados e comprar qualquer pilha ou bateria para nossos aparelhos, sem observar suas características, podemos estar cometendo alguns erros que afetam o desempenho desses aparelhos e também nosso bolso. Uma pilha ou bateria mal escolhida prejudica o aparelho e dura menos, forçando-os a gastar mais. Como funcionam pilhas e baterias e como fazer a escolha certa é o que veremos neste artigo.

As pilhas consistem em fontes químicas de energia elétrica, ou seja, dispositivos que convertem energia liberada numa reação química em energia elétrica.

O nome "pilha" vem do primeiro dispositivo desse tipo que foi inventado po Alessandro Volta em 1800.

O pesquisador italiano fez um empilhamento de discos de cobre e zinco tendo entre eles discos de tecido embebidos numa solução de ácido sulfúrico, conforme mostra a figura 1.

 

A pilha de Volta.

 

Entre cada par de discos era possível obter uma tensão de 0,75 volts. Assim, com muitos discos, as tensões se somavam e uma boa tensão era obtida dessa primeira pilha elétrica.

A pilha de Volta teve vários aperfeiçoamentos atribuídos a cientistas como Zamboni, De Luc, Einhof, Ritter, Hachette isso no período entre 1800 e 1812.

No entanto, o aperfeiçoamento maior desta pilha ocorreu somente em 1868 quando Georges Léclanché, um pesquisador francês, chegou a uma configuração que até hoje é usada com poucas modificações para fornecer energia para nossos aparelhos.

 

A Pilha Seca

Trata-se da "pilha seca" que tem a configuração mostrada na figura 2.

 

A pilha seca ou pilha comum.

 

Nesta pilha o eletrodo ou pólo negativo consiste num "copo" de 99,99% de zinco. O pólo positivo é formado por um bastão de carbono.

A solução química ou eletrólito que vai reagir com o zinco para liberar a energia elétrica é formado por uma mistura de cloreto de amônia, dióxido de manganês, cloreto de zinco e algumas outras substâncias estabilizadoras que foram acrescentadas com o tempo e que dependem do fabricante da pilha.

Quando essa pilha "funciona" o eletrólito ataca o zinco liberando energia elétrica que se manifesta numa tensão da ordem de 1,5 V entre seus pólos.

Ocorre, entretanto que o zinco vai se gastando assim como o eletrólito até chegar um ponto em que ele pode furar. As pilhas modernas são protegidas por capas de aço e papelão, mas até elas podem "furar" ocorrendo então o vazamento das pilhas com perigo para os componentes do aparelho alimentado.

Outro problema a ser considerado é que, durante as reações que ocorrem no interior da pilha, é liberado hidrogênio que não deve ficar acumulado. Se esse hidrogênio formar bolhas, pode haver excesso de pressão o que poderia levar a pilha a "explodir". Além disso, o gás dificulta as reações e a própria circulação da corrente, devendo ser eliminado.

Para eliminar o gás é que existe o despolarizante a base de manganês. Este manganês absorve o hidrogênio evitando que ele traga problemas de funcionamento para a pilha.

As reações que ocorrem no interior de uma pilha seca são irreversíveis, ou seja, não podem ser invertidas para se devolver energia a ela.

Isso significa que as pilhas secas não são recarregáveis. A possibilidade de se carregar células químicas de energia elétrica resultou no aparecimento dos acumuladores.

 

Acumuladores

O acumulador foi descoberto por J. W. Ritter na Alemanha em 1803. O tipo atualmente mais usado é o acumulador chumbo-ácido que tem a estrutura mostrada na figura 3.

 

O acumulador chumbo-ácido.

 

Cada célula contém duas placas de chumbo que são submersas numa solução de ácido sulfúrico. Quando a célula se encontra descarregada, as duas placas são de chumbo metálico. No entanto, quando uma corrente de carga é forçada a circular pela bateria, ocorre uma transformação química das placas e uma tensão de ordem de 1,6 V se manifesta entre elas.

A energia fica então acumulada e a célula pode ser usada para fornecer esta energia a um circuito externo. À medida que ela fornece energia, as placas novamente se transformam voltando ao estado original. Com a descarga completa é preciso fazer a corrente de carga circular por um certo tempo para que a célula volte a armazenar energia.

 

BATERIASO automóvel necessita de uma fonte de energia para que possa funcionar e essa energia é extraída da bateira.

A bateria ou acumulador atualmente fornece ao veículo 12 volts "CC" (este valor foi padronizado) é constituída por6 células e cada célula é composta por duas placas:

uma de perióxido de chumbo (Pb O2) uma de chumbo puro (Pb)

Cada célula produz uma tensão de 2,1 volts. Quanto mais puro o chumbo destas placas maior será a durabilidade e qualidade da bateria. No Brasil observa-se o uso de chumbo reciclado, o que faz com que a qualidade e durabilidade da bateria diminua.

As placas são mergulhadas em eletrólito (líquido que permite a passagem de corrente entre as duas placas), produz-se uma reação. Nas baterias de chumbo este líquido é usualmente o ácido sulfúrico (H2 SO4).

O terminal positivo de cada célula é a placa de perióxido de chumbo e o negativo é a placa de chumbo puro.

Esquema de Funcionamento de uma bateria:

À proporção que a corrente elétrica é drenada pelos circuitos exteriores ocorre uma reação transformando a placa, esponjosa e o perióxido da placa positiva em sulfato de chumbo (PbSO4) e assim

ocorre a redução do ácido sulfúrico do eletrólito para a água (H2O) .

 Dencímetro para medir baterias.

O automóvel não só necessita de uma energia "CC" (corrente continua) mas também de uma "CA" (corrente alternada), a fonte de energia alternada provem do alternador que além de ser uma fonte,

recarrega a bateria. 

 

O alternador produz corrente alternada que depois é retificada para alimentação da bateria

Quando ligamos pilhas ou acumuladores em conjunto, obtemos associações denominadas "baterias".

Assim, o conjunto de células ou pilhas secas que formam uma bateria de 9V como a que usamos para alimentar um radinho, do tipo mostrado na figura 4, é uma bateria de pilhas.

 

Estrutura de uma bateria seca de 9 V.

 

Por outro lado, quando associamos acumuladores para obter uma bateria de 12V como a usada nos carros, o que temos uma é uma "bateria de acumuladores".

 

PILHAS ALCALINAS

Além das pilhas secas, temos hoje disponíveis no mercado as denominadas pilhas alcalinas.

 

Essas pilhas têm a estrutura mostrada na figura 5.

 

Estrutura básica de uma pilha alcalina.

 

O eletrodo positivo é formado por dióxido de manganês enquanto que o eletrodo negativo também é o zinco. A solução, entretanto é de hidróxido de potássio (KOH) que é uma substância alcalina (daí a denominação dada a esta pilha).

A tensão de cada célula e de 1,5 V e ela se caracteriza por ter maior capacidade de fornecimento de energia que as pilhas secas.

Como as pilhas secas, as alcalinas não podem ser recarregadas, ou seja, as reações que liberam energia elétrica são irreversíveis.

As pilhas secas e as alcalinas, por terem apenas um ciclo de descarga, ou seja, só poderem fornecer energia uma vez e já virem de fábrica com toda energia que devem fornecer são denominadas primárias. Já os acumuladores são denominados fontes secundárias de energia, pois precisam ser carregados antes de entrarem em ação.

 

BATERIAS DE NICAD

Outro tipo de fonte de energia química recarregável, e portanto secundária, é a bateria de Nicad ou Níquel-Cádmio, que tem a estrutura mostrada na figura 6.

 

Estrutura de uma célula de Nicad.

 

Pela sua durabilidade (número elevado de recargas), grande capacidade de fornecimento de energia, estas células são utilizadas numa grande variedade de aplicações práticas que exigem potências elevadas.

Nesta célula, que tem uma tensão em aberto de 1,2 V, o eletrodo positivo é feito com o metal cádmio (Cd) enquanto que o eletrodo negativo consiste no hidróxido de níquel. O eletrólito é formado por hidróxido de potássio.

Para recarregar estas células, basta fazer circular uma corrente no sentido apropriado que é o inverso ao do fornecimento de energia.

 

AS CARACTERÍSTICAS DAS PILHAS E BATERIAS

A escolha de um determinado tipo de pilha ou bateria para a alimentação de um equipamento está condicionada a diversos fatores.

O primeiro fator a ser considerado é a tensão que deve ser mantida no circuito durante o tempo de funcionamento.

As pilhas comuns fornecem uma tensão em aberto de 1,5 V assim como as alcalinas, enquanto que as baterias de Nicad fornecem 1,2V.

No entanto, a maneira como esta tensão se mantém durante a vida útil da pilha ou bateria pode variar e isso pode afetar o desempenho de um circuito.

Assim, conforme mostra a figura 7, enquanto que a tensão das pilhas comuns cai rapidamente durante seu uso, com uma curva irregular, para uma pilha alcalina depois de uma pequena queda, a tensão se mantém estável por um longo período, e muito mais no caso de uma célula de Nicad..

 

Curva de descarga dos diversos tipos de pilhas.

 

Podemos dizer que para todos os tipos, exceto os acumuladores chumbo-ácido que a vida útil da pilha termina quando a tensão cai abaixo de 0,8 V ou 0,9 V.

Um ponto importante a ser considerado é que esta queda ocorre pelo aumento da resistência interna da pilha que forma com o circuito externo um divisor de tensão, conforme mostra a figura 8.

 

Perdas na resistência interna de uma pilha.

 

Outro fator importante que determina a escolha de uma pilha é a sua capacidade de fornecimento de energia.

A quantidade de energia de uma pilha é dada pelo produto da tensão que ela mantém no circuito, pela corrente que ele exige e pelo número de horas em que isso ocorre.

Assim, uma pilha de 15 VAh pode fornecer uma corrente de 1,0A sob corrente de 1,5V durante 10 horas.

A mesma pilha fornecerá 100 mA de corrente a um circuito durante 100 horas.

A capacidade de fornecimento de energia não depende apenas do tamanho da pilha, mas também de seu tipo.

Assim, as pilhas que possuem maior densidade de energia são as alcalinas com 220 VAh por litro, contra 100 VAh das pilhas de comuns e 80 VAh das de Nicad.

Esta capacidade refere-se ao conteúdo energético total da pilha e não à sua potência.

Assim, a resistência interna baixa de uma pilha permite que ela seja capaz de operar em condições de alta corrente. Isso significa que as pilhas de NIcad podem fornecer correntes muito maiores que a alcalinas e que as comuns. Na verdade é até perigoso colocar em

curto tais pilhas pela elevada corrente que pode até causar sua explosão. Isso não significa entretanto que, para um mesmo aparelho elas tenham maior durabilidade.

O fato importante a ser considerado então é que, para um consumo fixo de energia as pilhas alcalinas têm até 2,5 vezes a durabilidade de uma pilha comum e até 3 vezes mais a de uma de Nicad.

 

ESCOLHENDO A PILHA IDEAL

Os fabricantes de pilhas possuem em suas linhas de produtos variações de tipos, mesmo para as comuns, o que significa que, dependendo da aplicação o consumidor tem disponível aquela que apresenta o maior rendimento.

Assim, para as pilhas comuns, temos unidades que levam em conta o regime de funcionamento do aparelho que devem alimentar de modo a proporcionar o melhor rendimento.

O que ocorre é que ao alimentar um aparelho de maior consumo (aparelhos com motores ou lâmpadas), a pilha tem um ciclo de descarga mais rápido exigindo assim uma ação maior do despolarizante. Por outro lado, uma pilha que alimente um equipamento de baixo consumo (um relógio, por exemplo) tem um ciclo de descarga mais lento.

Estas pilhas devem ter características diferentes e isso realmente ocorre.

Indo ao supermercado o leitor vai constatar que atrás das cartelas de pilhas existem as aplicações possíveis para aquele tipo, e isso deve ser levado em conta.

 

Nas cartelas existem informações importantes sobre o uso das pilhas.

 

Também, conforme o tipo de operação o leitor pode optar por outros tipos de pilhas, como por exemplo as de Nicad.

As pilhas alcalinas, por exemplo, nos aparelhos de alto consumo como por exemplo aparelhos de som de boa potência, lanternas, flashes de máquinas fotográficas brinquedos que usam motores, podem ter uma duração até 3 vezes maior. Mesmo tendo um custo mais alto do que as pilhas comuns elas podem compensar perfeitamente o investimento pela durabilidade.

Damos a seguir uma relação de aparelhos e os tipos de pilhas recomendadas:

* Rádios de pequena potência (portáteis): pilhas comuns, alcalinas e nicad.

* walkmans e CD-players portáteis: alcalinas e nicad

* aparelhos de som portáteis: alcalinas e nicad

* relógios e calculadoras de cristal de líquido: comuns

* controles remotos: alcalinas e nicad

* brinquedos com motores: alcalinas e nicad

* lanternas: alcalinas e nicad

* instrumentos de medida: comuns e alcalinas

* flashes eletrônicos: alca;inas e nicad

* transceptores (walk-talkies): alcalinas e nicad

 

Na tabela dada a seguir damos as características comparativas dos diversos tipos de pilhas e acumuladores para que o leitor tenha elementos para fazer sua melhor escolha.

 

Dados comparativos entre as pilhas e os acumuladores.

Usina HidrelétricaAs usinas hidrelétricas (ou hidroelétricas) são sistemas que transformam a energia contida na correnteza dos rios, em energia cinética que irá movimentar uma turbina e, esta um gerador que, por fim, irá gerar energia elétrica.

O uso da força das águas para gerar energia é bastante antigo e começou com a utilização das chamadas “noras”, ou rodas d’água do

tipo horizontal, que através da ação direta de uma queda d’água produz energia mecânica e são usadas desde o século I a.C.. A partir do século XVIII, com o surgimento de tecnologias como o motor, o dínamo, a lâmpada e a turbina hidráulica, foi possível converter a energia mecânica em eletricidade.

Esquema de um gerador e turbina de uma Usina Hidrelétrica. Ilustração: U.S. Army Corps of Engineers. / Wikimedia Commons.

[adaptado]Mas o acionamento do primeiro sistema de conversão de hidroenergia em energia elétrica do mundo ocorreria somente em 1897 quando entrou em funcionamento a hidrelétrica de “Niágara Falls” (EUA) idealizada por Nikola Tesla  com o apoio da Westinghouse. De lá para cá o modelo é praticamente o mesmo, com mudanças apenas nas tecnologias que permitem maior eficiência e confiabilidade do sistema.

Cerca de 20% da energia elétrica gerada no mundo todo é

proveniente de hidrelétricas. Em números aproximados, só no Brasil,

a energia hidrelétrica é responsável por 75 milhões de KW. São 158

usinas em funcionamento, outras 9 usinas estão em construção e

existem 26 outorgadas (com permissão para serem construídas).

Uma usina hidrelétrica, no Brasil, pode ser classificada de acordo com

a sua potência de geração de energia em dois tipos principais: as

PCH’s, ou pequenas centrais hidrelétricas que produzem de 1MW a 30

MW e possui um reservatório com área inferior a 3 km² (Resolução

ANEEL N.º 394/98), e as GCH’s, ou grandes centrais hidroelétricas que

produzem acima de 30 MW.

A segunda maior hidrelétrica do mundo é a usina de Itaipu,

pertencente ao Brasil e ao Paraguai. Situada no rio Paraná, Itaipu tem

uma capacidade de 14.000 MW, respondendo por 16% da demanda

nacional e 75% da demanda paraguaia de energia elétrica. A maior

do mundo é a Hidrelétrica de Três Gargantas, construída no rio Yang-

Tsé, na China. Três Gargantas tem uma capacidade de produzir

22.500 MW.

Claro que os impactos ambientais destes dois grandes

empreendimentos são tão colossais quanto eles próprios: Três

Gargantas engoliu 13 cidades, 4500 aldeias e 162 sítios arqueológicos

importantíssimos para a China. Sem contar os impactos sobre a flora,

fauna, solo, alterações do microclima da região, ciclo hidrológico e as

milhares de pessoas que tiveram de ser realocadas.

De fato as usinas hidrelétricas são uma fonte renovável de energia,

mas isso não significa que sejam ambientalmente corretas e nem que

são menos nocivas que outras fontes unanimemente nocivas. Uma

tentativa de minimizar os impactos das hidrelétricas é a substituição

dos grandes empreendimentos por PCH’s, porém esse é ainda um

tema bastante controverso já que mesmo que em menor escala, as

PCH’s também causam impactos.

Energia EólicaA energia eólica  é uma forma indireta de obtenção de energia do sol, uma vez que os ventos são gerados pelo aquecimento desigual da superfície da Terra  pelos raios solares. Em outros termos, a energia eólica é a energia do movimento (cinética) das correntes de ar que circulam na atmosfera.

Usinas de Energia Eólica. Foto: Walter Caterina / Shutterstock.com

A geração de energia elétrica ou mecânica (em moinhos ou

cataventos para a realização de trabalhos mecânicos como o

bombeamento da água) através dos ventos se dá pela conversão

da energia cinética  de translação pela energia cinética de rotação

através do emprego de turbinas eólicas, quando o objetivo é gerar

eletricidade, ou moinho e cataventos, quando o objetivo é a

realização de trabalhos mecânicos.

A energia eólica é uma forma de obtenção de energia de fontes

totalmente renovável e limpa, não produz qualquer tipo de poluente.

Sendo por isso, umas das principais apostas no campo das fontes

renováveis de energia.

Sua exploração comercial teve início há mais ou menos na década de

70 quando ocorreu a crise do petróleo e os países europeus

começaram a investir em outras formas de energia. No Brasil, o custo

da geração de energia através dos ventos é de cerca de US$70 a

US$80 por MWh, o que a torna competitiva com aenergia nuclear e

termoelétrica. Só no nordeste brasileiro potencial eólico existente é

de 6.000 MW, sendo a região brasileira que apresenta o maior

potencial. Até 2003 a Aneel havia registrado cerca de 92

empreendimentos não iniciados para ao aproveitamento de energia

eólica que agregariam 6.500 MW a produção nacional de energia

elétrica.

O único ponto fraco das turbinas que geram energia através dos

ventos é a poluição sonora e a poluição visual. Esta última é menos

impactante, e depende mais do ponto de vista particular de cada um.

Mas a poluição sonora gerada pelas turbinas, de acordo com a

especificação do equipamento, pode inviabilizar a construção destes

sistemas muito próximos de regiões habitadas por causar desconforto

aos moradores. Entretanto, existem modelos aerogeradores de

hélices de alta velocidade que produzem menor ruído e são até mais

eficientes que os modelos de turbinas de múltiplas pás, mais

barulhentos.

Usina Termoelétrica

A usina termoelétrica  é uma instalação industrial que produz energia a partir do calor gerado pela queima de combustíveis fósseis (como carvão mineral, óleo, gás, entre outros) ou por outras fontes de calor (como a fissão nuclear, em usinas nucleares).

Essas usinas funcionam da seguinte maneira:

Primeiramente aquece-se uma caldeira com água, essa água será

transformada em vapor, cuja a força irá movimentar as pás de uma

turbina que por sua vez movimentará um gerador.

Uma maneira de se aquecer o caldeirão é através da queima de

combustíveis fósseis (óleo, carvão, gás natural). Após a queima eles

são soltos na atmosfera causando grandes impactos ambientais.

Uma outra maneira de aquecimento é utilizando a energia nuclear,

através de reações nucleares como a quebra (fissão) do urânio.

Usina Nuclear é um tipo de termoelétrica. Ilustração: US NRC.gov [adaptado]

Após o vapor ter movimentado as turbinas ele é enviado a um condensador para ser resfriado e transformado em água líquida para ser reenviado ao caldeirão novamente, para um novo ciclo. Esse vapor pode ser resfriado utilizando água de um rio, um lago ou um mar, mas causa danos ecológicos devido ao aquecimento da água e consequentemente uma diminuição do oxigênio. Outra maneira de resfriar esse vapor é utilizando água armazenada em torres, por sua vez esta água é enviada em forma de vapor a atmosfera, alterando o regime de chuvas.

Um dos maiores problemas das usinas termoelétricas é a grande

contribuição que elas têm com o aquecimento global através

do efeito estufa e de chuvas ácidas, devido a queima de

combustíveis. No caso das usinas termoelétricas de Angra dos Reis

que usam como fonte de calor energia nuclear, além da poluição

térmica ainda existe o problema do lixo atômico.

Mas estas usinas não têm só desvantagens, as vantagens delas é que

podem ser construídas próximas a centros urbanos, diminuindo as

linhas de transmissões e desperdiçando menos energia. Também são

usinas que produzem uma quantidade constante de energia elétrica

durante o ano inteiro, ao contrário das hidrelétricas, que tem a

produção dependente do nível dos rios. No Brasil, as térmicas

complementam a matriz energética de hidrelétricas, sendo ligadas

apenas quando há necessidade (como em períodos de estiagem).

USINA NUCLEAR

A Usina Nuclear é uma instalação industrial que tem por finalidade

produzir energia elétrica a partir de reações nucleares. As reações

nucleares de elementos radioativos produzem uma grande

quantidade de energia térmica.

Geralmente, as usinas nucleares são construídas por um envoltório de

contenção feito de ferro armado, concreto e aço, com a finalidade de

proteger o reator nuclear de emitir radiações para o meio ambiente.

O elemento mais utilizado para a produção dessa energia é o urânio.

Fases de uma Usina Nuclear

Como mostra a figura abaixo, uma usina nuclear é formada

basicamente por três fases, a primária, a secundária e a refrigeração.

Inicialmente, o urânio é colocado no vaso de pressão. Com a fissão,

há a produção de energia térmica. No sistema primário, a água é

utilizada para resfriar o núcleo do reator nuclear.

No sistema secundário, a água aquecida pelo sistema primário

transforma-se em vapor de água em um sistema chamado gerador de

vapor. O vapor produzido no sistema secundário é aproveitado para

movimentar a turbina de um gerador elétrico.

O vapor de água produzido no sistema secundário é então

transformado em água através de um sistema de condensação, ou

seja, através de um condensador que, por sua vez, é resfriado por um

sistema de refrigeração de água. Esse sistema bombeia água do mar,

água fria, através de circuitos de resfriamento que ficam dentro do

condensador.

Por fim, a energia que é gerada através de todo o processo de fissão

nuclear chega às residências por redes de distribuição de energia

elétrica.

Energia solar

Protótipo do Solar Impulse HB-SIA, aviãomovido a energia solar. Foto: Divulgação

O uso do Sol para produção de energia está cada vez mais presente nas discussões ambientais que tratam da utilização de fontes renováveis e não-poluentes como matrizes energéticas. Porém, o alto custo de fabricação e instalação ainda impede que a energia solar seja amplamente usada no planeta. Mesmo assim, nos últimos anos ela vem apresentando um crescimento significativo - na última década, sua produção aumentou em 40%. "Isso vem acontecendo graças a programas de incentivo em países como Alemanha, Japão e Espanha para ampliar a geração de eletricidade com fontes renováveis, visando reduzir a emissão de gases causadores do efeito estufa", explica o professor Roberto Zilles, do Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo (IEE-USP). "No Brasil, também já foram formulados e implementados importantes projetos de difusão dessa tecnologia durante a última década, ao mesmo tempo em que se consolidaram grupos de pesquisa e desenvolvimento tecnológico", completa.

A geração de energia a partir da luz solar está diretamente ligada ao que se chama de "efeito fotovoltaico", observado pela primeira vez em 1893 pelo físico francês Alexandre-Edmond Becquerel. "Esse efeito consiste essencialmente na conversão de energia luminosa incidente sobre materiais semicondutores, convenientemente tratados, em eletricidade", esclarece o professor. É com base nele que se produzem os painéis solares, formados por células fotovoltaicas, que são dispositivos semicondutores com essa propriedade de captar a luz do Sol e transformá-la em energia, gerando uma corrente elétrica capaz de circular em um circuito externo. "No início, esse sistema era utilizado somente na geração de energia para satélites", conta Roberto Zilles. "Mas as tecnologias de produção evoluíram a tal ponto que tornou viável seu uso em aplicações terrestres, para fornecimento de energia elétrica em residências isoladas da rede convencional de distribuição". O professor diz que esses sistemas isolados eram inicialmente autônomos, ou seja, não estavam ligados às redes de fornecimento de energia elétrica. "Por isso, eles necessitam quase sempre de um meio para armazenar a energia gerada, como um acumulador eletroquímico, para suprir a demanda quando a geração solar for baixa ou à noite, quando não há incidência de luz solar", diz. Mais recentemente, no entanto, eles vêm sendo utilizados de forma interligada, de modo que a energia gerada pelos painéis solares são entregues diretamente à rede elétrica, não necessitando mais desses acumuladores.

Hoje em dia, nas residências comuns, a energia solar é utilizada principalmente para o aquecimento da água. Além de não poluir o meio ambiente, a fonte pode poupar um bom dinheiro na conta de eletricidade, representando uma economia de até 80%.

CONCLUSÃO

Ao longo do trabalho foi possível se notar que nenhum dos temas abordado tem a mesma forma de

funcionamento. Cada uma tem a suas próprias características.

Por exemplo, as pilha consistem em fontes químicas de energia elétrica, ou seja, dispositivos que convertem energia liberada numa reação química em energia elétrica. Outro exemplo é a bateria que quando associamos acumuladores para obter uma bateria de 12v como a usada nos carros, o que temos uma bateria de acumuladores.

Em fim, o trabalho fez com que nosso conhecimento aumentasse, fez com que a gente adquirisse

argumentos para que quando uma pessoa nos questionasse, tenhamos argumentos sobre o

assunto.

Bibliografia

http://www.brasilescola.com/quimica/pilhas.htm

http://casa.hsw.uol.com.br/baterias.htm

http://www.bateriaspioneiro.com.br/site/dicas_funcionamento.php

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http://www.infoescola.com/fisica/usina-termoeletrica/

http://www.brasilescola.com/fisica/como-funciona-uma-usina-nuclear.htm

http://revistaescola.abril.com.br/ciencias/fundamentos/como-funciona-energia-solar-

481584.shtml