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10º ANO – FÍSICA - Módulo Inicial
Situação energética Mundial e degradação de energia
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O avanço científico e tecnológico da nossa sociedade provocou o aumento acelerado do consumo energético a nível mundial.
Os combustiveis fósseis são as fontes de energia utilizadas nas centrais térmicas.
O abastecimento energético mundial depende, em cerca de 95%, destes combustíveis.
O aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, devido ao consumo excessivo de combustíveis fósseis ou a causas naturais dificulta a dissipação energética da Terra – aumenta a temperatura média do planeta.
Os óxidos de azoto e de enxofre, emitidos pelas industrias, produzem chuvas ácidas.
PROBLEMAS ENERGÉTICOS DA ACTUALIDADE
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Quais os recursos energéticos que causam menos impacto ambiental?
Actualmente, quais são as reservas existentes de energias não renováveis?
Qual é o tipo de recurso energético que poderá contribuir com maior segurança para a resolução do problema energético mundial?
As fontes de energia renováveis são a solução para a crise energética?
QUAIS AS SOLUÇÕES?
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O Universo é um gigantesco reservatório de energia.
Toda a energia existente provém de reacções nucleares que ocorrem nas estrelas.
O Sol é a nossa principal fonte de energia. Emite para o espaço 4 x 1026 J em cada segundo.
A Terra é um enorme receptor de energia. Contudo, recebe apenas 1,7 x 1017 J por segundo (vinda do Sol).
A sociedade soube aproveitar as fontes energéticas primárias desde os tempos primitivos até à actualidade.
O SOL COMO FONTE DE ENERGIA
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Energia eléctrica é produzida, à escala
Mundial, fundamentalmente em:
Centrais térmicas
Centrais hidroeléctricas
Centrais nucleares
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As principais fontes de energia
continuam a ser
Carvão
Petróleo
Gás natural
Uranio 235
Água
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Energias não renováveis
Combustíveis fósseis
carvão
petróleo
gás natural
Urânio
As fontes de energia utilizadas pelo Homem
U3O8
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Consumo mundial de combustíveis fósseis
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Maiores
importadores -
consumidores
de petróleo
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Percentagem de utilização dos recursos
energéticos
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Percentagem de consumo mundial de
petróleo por regiões
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*Outras 1 - RSU (Resíduos Sólidos Urbanos), Fotovoltaica, Biogás e Biomassa
*Outras 2 - Cogeração e Microprodução
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Reservas mundiais de combustíveis fósseis
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Fontes de Energia não renováveis
Produção de energia - centrais nucleares
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Fontes de Energia não renováveis
Reservas de Urânio
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Vento
Sol
Água
Marés; ondas
Geotérmica
Hidrogénio (pilhas)
Biomassa
Fusão nuclear Energias renováveis
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Fontes de energia renováveis
ENERGIA EÓLICA (VENTO)
VANTAGENS:
•É uma energia “livre”
•Não produz poluição nas águas e no ar
•Os parques eólicos são relativamente baratos
•Os terrenos dos parques eólicos podem ter outras aplicações.
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DESVANTAGENS
•Necessita de vento
constante e relativamente
intenso
•Ocupa grandes áreas
•Produz poluição sonora e
altera a morfologia da
paisagem.
Os geradores eólicos aproveitam a energia
cinética do ar em movimento, convertendo-a
em energia eléctrica.
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BIOMASSA é qualquer material orgânico que pode ser
utilizado como fonte de energia. Madeira,produtos
agrícolas,resíduos sólidos,o gás dos aterros, combustíveis à
base de álcoois.
VANTAGENS
•Abundante e renovável
•Pode ser uma forma de
eliminar desperdícios
queimando-os
DESVANTAGENS
• A combustão pode
provocar poluição do ar
•Pode não ser
economicamente viável.
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Energia Hídrica
Energia das marés
Energia das barragens e rios
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Nas centrais hidroeléctricas, a energia cinética da
água é transferida para as pás das turbinas e depois
para os alternadores, produzindo-se energia eléctrica.
VANTAGENS
•Abundante e limpa
•Fácil de armazenar
•Permite obter energia
eléctrica relativamente
económica
•Cria áreas de lazer,
para pesca,desportos
náuticos, etc.
DESVANTAGENS
• Tem impacto ambiental
considerável
•Só está disponível onde
existem rios, barragens e
mar.
•Os melhores locais para
construção de barragens já
foram utilizado.
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ENERGIA GEOTÉRMICA- existe em locais em que há
diferença significativa entre a temperatura das rochas do
subsolo e a da superfície da Terra.
VANTAGENS
•Não produz
poluição no ar nem
na água.
•Fornece energia
indefinidamente
DESVANTAGENS
• Os custos iniciais são elevados
•Os custos de manutenção são elevados
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ENERGIA SOLAR O Sol é a maior fonte de energia alternativa
As células fotovoltaicas ou “solares”convertem
directamente a energia da luz do Sol em energia eléctrica
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Quando a luz incide numa das faces da célula,
cria-se uma diferença de potencial entre as faces,
as quais se comportam como os pólos de um
gerador eléctrico
Funcionamento de uma célula
fotovoltaica
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VANTAGENS
• Fornecimento sem
restrições
• Não provoca poluição
do ar ou da água
DESVANTAGENS
•Pode não ser muito económica
•São necessários sistemas
complementares
•Dificuldades no
armazenamento da energia
•Depende das condições
meteorológicas
Energia solar
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BIOGÁS
É um combustível que
resulta da decomposição
dos detritos animais e
vegetais pela acção de
bactérias no meio
anaeróbio. Da fermentação
destes detritos liberta-se
metano e dióxido de
carbono que constituem o
biogás combustível
Usado em instalações agrícolas, estufas, iluminação,
funcionamento de motores de alfaias agrícolas, bombagem de
água, etc.
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ENERGIA NUCLEAR
O Sol é uma grande
fonte de energia nuclear
(por fusão)
Fusão de um núcleo de deutério
com um núcleo de tritio originando
um núcleo de hélio e um neutrão
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ENERGIA NUCLEAR - Fusão
![Page 31: FQA10 - Fontes de energia - Anjo Albuquerque energia... · utilizado como fonte de energia. Madeira,produtos agrícolas,resíduos sólidos,o gás dos aterros, combustíveis à base](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022022111/5c41171993f3c338d255cc76/html5/thumbnails/31.jpg)
Reactor nuclear de Fusão
Reactor nuclear de
fusão, modelo de
um Tokamat, o
FEAT, de 500 MW
cuja construção se
deve realizar entre
2010 e 2020
![Page 32: FQA10 - Fontes de energia - Anjo Albuquerque energia... · utilizado como fonte de energia. Madeira,produtos agrícolas,resíduos sólidos,o gás dos aterros, combustíveis à base](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022022111/5c41171993f3c338d255cc76/html5/thumbnails/32.jpg)
Reacção nuclear de cisão
A fonte principal de energia nuclear é o
urânio, o qual é utilizado em reactores
nucleares sob a forma de dióxido de
urânio.
Um núcleo instável cinde-se em dois
núcleos pequenos, e são libertados dois
neutrões
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Reacção nuclear de cisão
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Crescimento exponencial da energia
consumida
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Emissões de CO2 por sectores (UE a 27)
Partilha em percentagem, comparação de dados entre 1990 e 2005
Fonte: Agência Europeia do Ambiente, 2007
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Emissões de dióxido de carbono em Portugal
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Em conclusão
Não existe uma forma ideal de produção de
energia eléctrica;
Devemos diversificar as formas de produção de
energia;
Devemos promover a investigação com o objectivo
de aumentar o rendimento dos actuais tecnologias
de produção de energia e de formas de produção
mais limpas.
Devemos evitar a utilização de fontes nocivas para
o âmbiente.