Energia & Calor
(Sistemas aquáticos-aquicultura)
Parte 04 – Série: -Variáveis físicas, químicas e biológicas
Helcias Bernardo de Pádua
CFBio 00683/01-D
11-9568.0621
O livro é a sobrevivência da árvore
que não morreu em vão.
Cântico XXV- Cânticos às árvores
Altino Ferreira/ Médico e pensador
1ª Ed. 1974-Curitiba/Pr
(*)01/06/05 - Semana do Meio e do Ambiente/SP
O que é energia?
A palavra energia corriqueiramente esta presente em nossa vida. Porém, não é tão fácil definir o que seja energia.
Na física energia é definida como "capacidade de realizar trabalho" entretanto esta definição não é muito completa visto que, por exemplo, o calor, (forma de energia), não pode ser convertido integralmente em trabalho e mesmo assim continua sendo considerada uma forma de energia.
Apesar de termos alguns problemas para encontrar uma definição bem simples para energia, embora se apresente com aspectos vários e de diversas formas, podemos usar um conceito operacional que nos ajudara bastante nesse nosso descritivo.
Tal conceito esta relacionado com a lei de conservação de energia, e diz:
"energia não se cria nem se destroi, ela apenas é transformada"
Esta lei mostra que a energia nunca é criada nem perdida, portanto o que ocorre nos processos envolvendo-a é apenas uma transformação de uma forma de energia em outra. Por exemplo, a vida vegetal e animal em nosso planeta só é possível através dos processos de transformação de energia. Os atributos básicos dos seres vivos como crescimento, movimento, reprodução etc. dependem fundamentalmente deste processo de transformação de energia.
Um exemplo bastante conhecido dessas transformações é a fotossíntese onde a partir da água, gás carbônico e absorção da energia radiante (luz solar) são formados no interior das células vegetais, hidratos de carbono e oxigênio, assim:
fotossíntese ® 6CO2 + 6H20 + (luz)/(clorofila) Þ C6H12O6 + 6O2
Calor
O calor (abreviado por Q tendo como unidade do Sistema Internacional (SI) o joule (J), é a energia térmica transferida entre dois corpos que estão a temperaturas diferentes. Pois então, não se pode afirmar simplisticamente ou dizer que um corpo tem mais ou menos calor que outro.
Todos corpos, (água/ar), tem uma certa quantidade de energia interna que está relacionada ao movimento de seus átomos ou moléculas, (movimento randômico). Esta energia interna é diretamente proporcional a uma outra variável, a temperatura do objeto.
Quando dois corpos ou fluidos em diferentes temperaturas entram em interação (por contato, ou radiação), eles trocam energia interna até a temperatura ser equalizada. A quantidade de energia transferida é a quantidade de calor. Fácil, não!!!
Quanto mais se junta calor a um sistema, mais a sua temperatura aumenta. Ao contrário, uma perda de calor provoca um abaixamento da temperatura do sistema. Na escala microscópica, este calor corresponde à agitação térmica de átomos e moléculas no sistema. Assim, uma elevação de temperatura corresponde a um aumento da velocidade de agitação térmica dos átomos e por sua vez, o “calor trocado”, corresponde a essa transferência de energia. ou mesmo transmissão de calor.
Ganho natural de calor
O ganho natural de calor de um sistema, por exemplo o aquático, de origem ou montado artificialmente como nascentes, espelhos d’água, lagos, tanques de criação, etc., acontece quando os raios solares incidem direta ou indiretamente na superfície da água. O aproveitamento não é integral (100%), porque 15% ou mais dos raios solares são refletidos para a atmosfera,
Resta para a água um ganho solar de 85%, podendo ainda ocorrer um ganho de calor, embora menor, pelos processos de condução e convecção, quando a temperatura ambiente é superior à temperatura da água, (retirado e baseado em textos do site:mailto:[email protected]). Em águas subterrâneas o ganho de calor natural é fornecido pelo solo.
Perda de calor por condução
A perda de calor por condução se processa através das paredes ou base, (entorno contentor), do solo do sistema aquático, indo o calor para o ar, para as partículas sólidas diversas dissolvidas, (neste caso a troca entre as unidades é mais rápida, com dependência do material que é formado), e para a solo em questão.
As perdas de calor por condução dependem da diferença de temperatura entre a água, o ar e o solo anexo a ela (da ordem de 10 a 15°C, ou pouco mais), da área total, da espessura e do material que compõem as paredes e partículas do sistema. Elas não representam muito mais do que 5% das perdas totais de calor, podendo ter influência um pouco maior apenas durante o enchimento inicial do sistemas, (tanque, represa ou lago).
A perda de calor é um processo de transmissão de calor em que a energia térmica passa de um local para outro através das partículas do meio que os separa.. Ocorre quando do deslocamento de uma massa de ar ou água, então de maior energia, entre em contato com outra massa de ar ou água de menor energia. Pode-se dizer que esse processo ocorre com “contato direto” entre as partículas do meio, transmitindo energia. Como exemplo prático, é quando para se aquecer em períodos de frio, os animais da mesma espécie se ajuntam, ficando próximos uns dos outros.
