A energia térmica é composta por uma quantidade de calor que se divide entre sistemas de diferentes temperaturas.
Isto significa que essa reação se forma pela movimentação de partículas de um determinado corpo, que gera calor. A partir disso, a potência do movimento contínuo é que determina o nível da temperatura liberada.
Dessa forma, o sistema termodinâmico se define por energia interna, mais conhecida como energia térmica, visto que se constitui pela soma das energias cinéticas e potencial dos átomos e moléculas. Ao passo que, estes é que formam os corpos que se movimentam, o que chamamos de agitação térmica.
Por isso, vamos aprender um pouco mais sobre energia térmica, sua definição, fórmula e principais aplicações. Ademais, a variação de energia de um sistema ocorre por meio de trabalho ou calor.
O que é energia térmica?
Como dito anteriormente, a energia térmica depende da temperatura de um corpo, como também da junção das energias cinética e potencial. Além disso, as moléculas se movem, oscilam ou vibram, isto também interfere no sistema.
Ainda assim, tudo depende do grau de liberdade, medida em kelvin (K), esta que pode ser calculada pelo Teorema da equipartição.
Isto é, o múltiplo inteiro da expressão ½ kBT, que significa constante Boltzmann (Kb) e temperatura (T). Assim, a fórmula para calcular a energia térmica de um gás monoatômico ficaria assim: E = 3/2 KbT.
KB – constante de Boltzmann (KB = 1,38.10-23 m².kg/s². K)
Dessa forma, a energia cinética média do sistema é representada pela energia térmica dos gases ideais, se mantendo assim: 3/2 KbT = 1/2 mv²
Por conseguinte, a velocidade média translacional dos átomos no gás atmosférico é medida pela fórmula apresentada anteriormente.
Isto porque, se utilizarmos a temperatura de 25 °C, adicionando os átomos de oxigênio (M=16 g/mol), temos a velocidade média de 680 m/s ou 1525 km/h. Esta última é a velocidade das partículas do gás atmosférico.
Principais aplicações da energia térmica
Se analisarmos pela primeira lei da termodinâmica, o calor e o trabalho podem ser formas de energias convertidas de um sistema de energia térmica.
Nesse sentido, o calor reflete a diferença de temperatura durante a transferência de energia e o trabalho refere-se à aplicação da força no sistema.
A saber, deve-se dizer que um corpo tem energia interna ou térmica, visto que não faz sentido afirmar que o corpo tem calor. Como resultado, a transferência de energia na forma de calor é feita pela diferença de temperatura entre dois corpos.
Esta propagação do calor acontece em três fases: condução, convecção e irradiação. Na primeira, a agitação molecular transmite a energia térmica.
Já na segunda, o fluído aquecido se movimenta para propagar a energia, variando entre densidade e temperatura. Na terceira, as ondas eletromagnéticas fazem a transmissão de calor.
Vantagens e desvantagens
De modo geral, utilizamos diversas fontes de energia térmica todos os dias, isto com o objetivo de produzir energia. Isto porque, o corpo humano consome os nutrientes para sustentar as forças vitais que dependem da energia térmica.
Em suma, toda energia elétrica do mundo necessita da transformação da energia térmica em eletricidade.
Em suma, o ser humano utiliza a energia do sol desde os primórdios, principalmente na produção de energia elétrica e transporte.
Atualmente, essa transformação de energia térmica em energia elétrica para uma sociedade inteira é feita por meio das usinas termoelétricas e termonucleares.
Vantagens e desvantagens da aplicação de energia térmica:
Usina termonuclear
A Usina termonuclear possui baixa emissão de gases poluentes e alto rendimento. No entanto, o lado negativo é a produção de lixo radioativo e exposição à radiação;
Termoelétrica movida a carvão
A Termoelétrica movida a carvão possui baixo custo e grande produção de energia. Ainda assim, peca na emissão de gases poluentes e do efeito estufa;
Termoelétrica movida a gás
A Termoelétrica movida a gás produz uma poluição menor que a da queima do carvão. Sobretudo, há emissão de gases poluentes e efeito estufa;
Usina geotérmica
A Usina geotérmica não polui. Contudo, o custo de instalação e manutenção é alto; Sendo assim, tem um número reduzido.
Termoelétrica movida à biomassa
A Termoelétrica movida à biomassa tem baixo custo de instalação e baixa emissão de gases do efeito estufa. No entanto, há o desmatamento e plantações de monocultura.
Como resultado, a energia térmica tem o lado negativo e positivo, sendo que ela pode ser obtida pelo sol, sem causar danos ao meio ambiente.
Além disso, a queima de lenha é uma matéria-prima barata, mas pode causar o desmatamento. Ao passo que, o gás natural é menos poluente do que o petróleo e o carvão.
Contudo, entre o lado negativo está a queima de combustíveis fósseis, sendo um dos principais motivos de poluição do ar. Outra desvantagem é o excesso de gás carbônico (CO2) e o aumento do efeito estufa.
O que achou dessa matéria sobre energia térmica? Se gostou, confira também: Diagrama de fases, o que é? Definição, características e estados físicos
Fontes: Brasil Escola, Tradener e Toda Matéria
Imagens: EPBR, Milenio, OGlobo, Radar Sustentável, Adolpho Eletricista, Pinterest, Los Ejemplos, Trabalhos para Escola e Panorama Offshore,
