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