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Energia como insumo básico da humanidade

Equilíbrio, equação do Acúmulo, 2ª Lei da Termodinâmica.

Sistema Terra-Sol

Segundo um material de referência que achei na internet:

A energia do Sol que chega à Terra (cerca de 1,7 x 1017 J.s-1) é capturada pelas plantas, bactérias fotossintéticas (cianobactérias) e pelo oceano. A parte absorvida pelas plantas corresponde, aproximadamente, a apenas 0,025% da energia solar total que chega à superfície da Terra.

Quando uma molécula de clorofila de uma planta absorve um fóton, um dos seus elétrons ligados sofre uma transição para um nível de energia mais alta. O estado excitado não é estável e o elétron decai para o seu estado inicial. A energia liberada pelo elétron quando ele decai não é emitida como um fóton, mas é aproveitada pela planta que, em uma cadeia complexa de eventos, combina a energia com dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) para produzir glicose (C6H12O6), oxigênio (O2) e calor. Desta forma, a energia produzida pela fusão nuclear no interior do Sol e transportada até a Terra na forma de radiação eletromagnética (fótons) é transformada em energia química e armazenada na forma de ligações químicas nas moléculas das plantas.

Os animais se alimentam de plantas e de outros animais comedores de plantas para adquirir parte da energia armazenada nas moléculas das plantas para produzir suas próprias moléculas e manter suas células funcionando. Os animais utilizam a energia adquirida pelo alimento para se locomover, respirar, controlar a temperatura corporal, manter seus órgãos e sistema imunológico funcionando, crescer, se reproduzir, etc. Cada um desses processos biológicos requer um grande número de reações bioquímicas complexas que tem por efeito a transformação da energia química armazenada nas moléculas em energia mecânica, elétrica, calor, etc.

Existe um fluxo contínuo de energia (e matéria) entre as plantas e animais da Terra e seu meio-ambiente, incluindo o Sol e a atmosfera terrestre (e o resto do universo). A energia que chega à Terra vinda do Sol e das demais fontes cósmicas pode assumir diferentes formas durante esse fluxo, mas ela nunca é criada ou destruída, apenas transformada. A sua quantidade total permanece constante.

Uma dada quantidade de energia pode ser distribuída de um grande número de maneiras entre os vários tipos de energia possíveis: energia gravitacional, energia cinética, energia térmica (calor), energia elástica, energia elétrica, energia química, energia radiante, energia nuclear e energia de massa. Em um dado momento, a quantidade de energia pode estar toda concentrada em apenas uma ou duas formas, como energia nuclear e de massa, por exemplo, mas em outro momento ela pode estar distribuída por todas as formas. Em outro momento, a sua distribuição pode ser alterada e a maior parte dela pode estar nas formas cinética, elástica e química. Porém, em um momento posterior ela poderá se redistribuir novamente por todos os tipos.

Esse processo continua indefinidamente, dependendo das interações entre os elementos constituintes do sistema. Porém, a quantidade total de energia sempre permanece a mesma. O que muda ao longo do tempo são as quantidades de energia em cada uma das suas formas específicas.

A termodinâmica é a parte da física que estuda as transformações de energia e suas conseqüências.

A luz visível

Transformação de energia pelas plantas

Estrutura comum às clorofilas a, b e d.

====Genes do Cloroplasto Exibem Padrões Não-Mendelianos de Herança=====

Cloroplastos e mitocôndrias se reproduzem através de divisão em lugar de através da síntese de novo. Este modo de reprodução não é surpreendente, desde que estas organelas contêm informação genética que não está presente no núcleo. Durante divisão da célula, os cloroplastos são divididos entre as duas células da filha. Na maioria das plantas sexuadas, porém, só a planta materna contribui com cloroplastos ao zigoto. Nestas plantas o padrão de Mendeliano normal de herança não se aplica a genes codificadores do cloroplasto, porque a descendência recebe cloroplastos de só um dos pais. O resultado é herança não-Mendeliana, ou materna. Numerosas características são herdadas desta maneira; um exemplo é a característica de resistência a herbicidas discutidas á seguir.

Alguns Herbicidas Matam as Plantas Bloqueando o Fluxo Fotossintético de Elétron

Muitos dos herbicidas (aproximadamente a metade das combinações comercialmente importantes) agem interrompendo o fluxo de elétrons da fotossíntese(Ashton e Faz 1981). A figura 10.A mostra a estrutura química de dois destes compostos. Foram encontrados os locais precisos de ação de muitos destes agentes onde eles enganam a redução secundária do fotossistema I (por exemplo, em paraquat) ou o complexo receptor de quinona na cadeia de transporte de elétron entre o dois fotossistemas (por exemplo, no diuron) (parte B da figura).

Transformação de energia pelo Ser Humano

Calor

• Condução do calor

• Convecção

• Irradiação

Um exemplo

Ar condicionado da sala de aula que possui potência nominal de refrigeração de 1650W, isso significa um fluxo de calor de 1650 J/s.

• Por quanto tempo o ar deve ficar ligado par que uma dada temperatura ambiente seja alcançada?
• Como as dimensões da sala influenciam nessa dependência?
• Em relação a energia consumida para refrigerar a sala, qual o ciclo de transformação que foi utilizado para disponibilizar esse montante de energia? Qual o impacto no ambiente para essa transformação?

• Em relação a alimentação, quantas refeições médias equivaleriam a esse montante de energia?

Laser

Matéria interessante mas com alguns erros: Por que o laser virou a nova "arma" high tech de manifestantes pelo mundo?

Entropia e destruição das condições de vida na Terra

• A cena do Independence day falando sobre a poluição.
• A viagem de Chihiro