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CIÊNCIA APLICADA AO DESIGNAula 3 — Potência, Calor e Temperatura
Paulo Tribolet AbreuIADE, Licenciatura em Design 2008/9, 2º semestre
POTÊNCIA
Variação de energia (aumento ou diminuição).
É a “velocidade” com que se perde ou ganha energia.
[P] = J/s = W (watt)
Outra unidade: cavalo-vapor: cv ou hp.
1 cv = 746 W ! 1 kW.
POTÊNCIA
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CONSUMO DOMÉSTICO
Lâmpada de incandescência: 60 W. Eficiência: 10%.
Lâmpada de fluorescência: 10 W. Eficiência: 60%.
Consumo de uma casa ! 1 kW = 15 lâmpadas.
Quanto custa por mês? (1 kWh = 0,12 !)
Um carro de 70 cv = 52 kW = 52 kJ/s.
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MÚLTIPLOS DA UNIDADE
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1 000 000 000 000 000 U = 1015 U = 1 PU (peta)
1 000 000 000 000 U = 1012 U = 1 TU (tera)
1 000 000 000 U = 109 U = 1 GU (giga)
1 000 000 U = 106 U = 1 MU (mega)
1000 U = 103 U = 1 kU (kilo)
Unidade 1 U
U é uma unidade qualquer (m, s, g, J, W, ...)
CONSUMO EM PORTUGAL
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2007
http://www.centrodeinformacao.ren.pt/EN/InformacaoTecnica/Pages/WeeklyDemand.aspx
ENERGIAS ALTERNATIVAS
Energia solar:
1 m2 = 1 kW de luz = 150–400 W de electricidade (15% a 40% de rendimento).
Portugal (2007): 50 TWh por ano ! 0,2 quad.
Qual a área a cobrir para garantir 10% solar?
Energia eólica:
Agora: 8%; até 2012: 15%.
Quantos geradores de 2 MW?
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CORPO HUMANO
Consumo diário de energia: cerca de 2000 kcal.
Potência: 1 cv ! 1 homem 70kg subir 3 m em 3 s. (Verifica!)
Potência em esforço contínuo: 1/7 cv ! 14% ! 100 W.
25% eficiência: para produzir 100 W gasta 400 W.
Quanto gastamos em 1h de desporto?
Comparar com as cal de uma lata de Cola.
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PARA ONDE VAI A ENERGIA?
Do um salto, de um carro que pára (travagem ou acidente), de uma bala, de um meteorito?
Da parte que é desperdiçada (nas lâmpadas, no corpo, nos carros em movimento)?
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CALOR
CALOR E TEMPERATURA
CALOR E TEMPERATURA
Matéria é feita de partículas (átomos, moléculas) que estão sempre em movimento desordenado (vibração em torno de uma posição média).
Portanto têm uma energia cinética média diferente de zero (mesmo que a matéria esteja parada).
Temperatura mede essa energia cinética média.
Calor é a transmissão dessa energia (cinética); energia “em movimento”.
Calor é energia, portanto mede-se em J ou cal.
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TEMPERATURA
Quando aumentamos a velocidade média das partículas, aumentamos a temperatura.
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v
% d
e par
tícu
las
T aumenta
Área = # partículas = const.
ESCALAS DE TEMPERATURA
Celcius ou centígrados (C): 0 C = gelo, 100 C = vapor.
Qual a temperatura quando não há nenhum movimento?
Zero absoluto: -273 C. Não há temperatura menor.
Escala kelvin (K):K = C + 273C = K - 273
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K C
0 -273
273 0
373 100