Considere as transferências e transformações de energia listadas a seguir de (a) a (e). Para cada parte, (i) descreva aparelhos feitos pelo homem para produzir cada uma das transferências e transformaçōes de energia e, (ii) quando possível, descreva um processo natural no qual a transferência ou transformação de energia ocorre. Dê detalhes para justificar suas escolhas, como a identificação do sistema e outra emissão de energia se o aparelho ou processo natural tem eficácia limitada. (a) Energia potencial química se transforma em energia interna.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente analisar como a energia potencial química se transforma em energia interna. Isso envolve entender como a energia armazenada em ligações químicas é convertida em outras formas de energia dentro de um sistema. A gente vai precisar falar sobre aparelhos que fazem isso acontecer no dia a dia e também sobre processos que acontecem na natureza.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre aparelhos feitos pelo homem que transformam energia potencial química em energia interna. Um exemplo clássico é o motor de combustão interna, que encontramos em carros e motocicletas.
Quando você coloca gasolina no carro, ela contém energia potencial química nas ligações das moléculas de hidrocarbonetos. Quando a gasolina queima dentro do motor, essa energia é liberada na forma de calor e trabalho mecânico. O processo de queima é uma reação de combustão, onde a gasolina reage com o oxigênio do ar, liberando dióxido de carbono, água e liberando energia. Essa energia liberada aumenta a energia interna dos gases dentro do motor, fazendo com que as partes móveis (como pistões) se movimentem e, assim, o carro se desloque.
Além disso, outro exemplo é a bateria. Dentro de uma bateria, existem reações químicas que convertem a energia potencial química armazenada nos reagentes em energia elétrica, que pode ser usada para alimentar dispositivos eletrônicos. Quando a bateria está sendo usada, as reações químicas aumentam a energia interna dos componentes, liberando elétrons que fluem como corrente elétrica.
Passo 3
Agora, vamos ver um processo natural onde a energia potencial química se transforma em energia interna. Um bom exemplo é o metabolismo celular nos seres vivos.
Nas células, moléculas como a glicose armazenam energia potencial química. Durante a respiração celular, a glicose é quebrada em dióxido de carbono e água através de reações químicas que liberam energia. Essa energia é usada para aumentar a energia interna das células, permitindo que elas realizem trabalho, como molas de movimento muscular ou síntese de novas moléculas. Esse processo é essencial para a manutenção da vida, pois converte a energia química dos alimentos em energia utilizável pelas células.
Além disso, outro processo natural é a decomposição de matéria orgânica. Quando plantas e animais morrem, os decompositores, como bactérias e fungos, quebram as moléculas complexas em substâncias mais simples. Nesse processo, a energia potencial química armazenada na matéria orgânica é convertida em energia interna dos decompositores e liberada como calor para o ambiente.
Resposta
Então, resumindo, aparelhos como motores de combustão interna e baterias transformam energia potencial química em energia interna através de reações químicas que liberam calor e trabalho mecânico ou elétrico. Na natureza, processos como o metabolismo celular e a decomposição de matéria orgânica também convertem energia potencial química em energia interna, sustentando a vida e o ciclo de nutrientes no meio ambiente.