A energia é um conceito vinculado aos de ação, resistência e durabilidade: a execução da ação exige manter uma determinada força por um período suficiente para superar a inércia e as resistências que se opõem à mudança . A energia que terá sido necessária para finalmente realizar a ação prevista reflete tanto a força quanto a duração durante a qual ela foi exercida.
O significado primário é o de uma virtude moral : a energia moral e física que o homem deve usar para realizar um determinado trabalho, mas a energia também é estudada na física e na economia , para evocar em particular a produção, distribuição e consumo de energia, o que está associado questões ambientais, bem como a questão dos recursos energéticos , renováveis ou não.
Energia é um conceito que remonta aos tempos antigos .
A palavra francesa "energia" vem do latim vulgar energia , ela própria derivada do grego antigo ἐνωνγεια / enérgeia . Este termo grego original significa "força em ação", ao contrário de δύναμις / dýnamis que significa "força no poder"; Aristóteles usou este termo "no sentido estrito de uma operação perfeita" , para designar a realidade efetiva em oposição à realidade possível.
Tendo operado sua própria força e a dos animais , o homem aprendeu a explorar as energias contidas na natureza (primeiros ventos , vento e quedas d' água , energia hidrelétrica ) e capaz de fornecer trabalho mecânico de aumento de capacidade através do uso de máquinas : máquinas- ferramentas , caldeiras e motores . A energia é então fornecida por um combustível (líquido ou gasoso, derivado de combustíveis fósseis ou não).
Se o termo de energia é definida no âmbito das ciências físicas do XVIII ° século, no entanto, mantém vários significados diferentes e fortes de uma história cujos vestígios encontrados a partir dos tempos antigos . O termo é usado em muitos campos, incluindo filosofia , economia , nutrição , espiritualidade e até esoterismo , onde se relaciona a várias noções e a conceitos divergentes de acordo com tempos, lugares e lugares.
Energia é um conceito que ocorre durante as transformações entre diferentes fenômenos físicos. Essas transformações são controladas pelas leis e princípios da termodinâmica . A unidade de energia definida pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) no Sistema Internacional (SI) é o joule .
Energia é um conceito essencial na física , que afirma é a partir do XIX ° século.
Encontramos o conceito de energia em todos os ramos da física : mecânica , termodinâmica , eletromagnetismo , mecânica quântica , mas também em outras disciplinas como a química .
Nas ciências físicas , a energia, medida em joules no sistema internacional , é uma medida da capacidade de um sistema de mudar um estado , de produzir trabalho que envolva movimento , radiação eletromagnética ou calor .
O trabalho é, portanto, uma transferência ordenada de energia entre um sistema e o ambiente externo, enquanto o calor é uma transferência confusa de energia entre o sistema e o ambiente externo.
As transformações de energia que envolvem a energia térmica são estudadas pela termodinâmica :
Na prática, muitas vezes distinguimos diferentes "formas" de energia, como:
A economia da energia diz respeito ao fornecimento de energia aos atores econômicos . Congrega assim, por um lado, a actividade de todas as empresas que exploram as fontes de energia, as produzem, transformam, distribuem e comercializam e, por outro, o consumo que delas é feito. Esta economia inclui, portanto, a produção e distribuição de eletricidade , a produção de derivados de petróleo por refino , a de gás natural e o aquecimento de rede .
Em economia , falamos em “produção” de energia para designar sua transformação em uma forma que pode então ser usada para realizar certas tarefas, e “consumo” quando essa energia é usada. No sentido físico , entretanto, a energia não é criada nem destruída durante esses processos; é apenas transformado e transferido.
O uso de energia torna possível satisfazer as necessidades humanas que, em última análise, pertencem a três categorias principais:
Esta distribuição é ilustrada pelos cenários de energia na forma de um diagrama de Sankey .
A economia de energia está fortemente ligada às políticas energéticas dos Estados.
Como o resto do mundo físico, os seres vivos estão sujeitos ao segundo princípio da termodinâmica : a entropia - desordem - pode permanecer constante ou aumentar, mas nunca diminuir. Em relação a este princípio fundamental, a própria vida constitui um aparente paradoxo : como os seres vivos podem se construir, crescer e manter sua organização - portanto, criar e manter a ordem - sem redução da entropia? Essa questão foi estudada já em 1944 pelo físico e ganhador do Prêmio Nobel Erwin Schrödinger , que introduziu o conceito de negentropia .
De acordo com este princípio, os seres vivos funcionam como sistemas dissipativos abertos:
No equilíbrio da entropia global, se levarmos em consideração os seres vivos e seu meio ambiente, a entropia sempre aumenta e as leis da termodinâmica são respeitadas.
Por exemplo, um adulto em repouso dissipa cerca de 70 watts de calor , o que é tanto quanto uma lâmpada incandescente . A energia assim dissipada a cada dia corresponde a aproximadamente 1.400 quilo calorias , que devem ser compensadas por uma ingestão diária de energia da ração alimentar .
Como a vida depende de trocas permanentes de energia, qualquer ecossistema precisa de uma fonte de energia e de organismos capazes de captar essa energia e integrá-la à teia alimentar (organismos autotróficos ). A biosfera terrestre depende principalmente da energia solar , graças a organismos capazes de fotossíntese ( plantas , fitoplâncton , algas , etc. ). Em menor grau, outras formas de energia podem ser integradas como um complemento, por exemplo, energia geotérmica para bactérias termofílicas .
Uma vez integrada à cadeia alimentar, a energia é armazenada na forma de energia química e circula nas teias alimentares , passando de um nível trófico a outro: de autótrofos a heterótrofos , de presas a predadores , sem esquecer o papel essencial dos decompositores .
A importância primordial da energia solar para a biosfera é ilustrada por extinções em massa , onde um evento catastrófico impede a radiação solar de atingir o solo ( inverno vulcânico , inverno de impacto , etc.): submetidas ao frio e privadas de luz, as plantas tornam-se escassas, então os herbívoros morrem de fome, e então é a vez dos predadores. Acredita-se que foi esse evento que causou a extinção dos dinossauros no final do período Cretáceo . Segundo algumas teorias , a espécie humana teria escapado por pouco da extinção há 74 mil anos, durante o inverno vulcânico causado pelo supervulcão em Toba .
Nas células, a energia pode estar presente em uma forma diretamente utilizável ( trifosfato de adenosina ), ou, ao contrário, armazenada para posteriormente na forma de açúcares simples ou ramificados ( amido ), gordura em animais, óleos em plantas.
A noção de energia é vaga o suficiente para ter dado, no imaginário popular, a concepção de uma espécie de fluido que passaria de um objeto a outro durante as transformações. Em sua obra Energia Espiritual de 1919, Henri Bergson afirma que, assim como existe energia elétrica, existe energia espiritual que não pode ser reduzida a energia física e biológica.
O termo "energia" é freqüentemente usado em discursos vitalistas pseudo-científicos da Nova Era , ou mesmo em " práticas energéticas " como o Reiki , para as quais a energia é uma substância invisível mais ou menos definida ou de origem divina. Ao contrário do conceito de energia utilizado na física, que é precisamente definida e mensurável, com base em teorias refutáveis e verificáveis, as energias “ psicocinéticas ” ou “ cósmicas ” não se enquadram no método científico .
“A energia não pode ser criada nem destruída, e é impróprio falar como comumente falamos de 'produção' ou 'consumo' de energia. Em todos os casos, é uma questão de mudança de forma ou de transferência de um sistema para outro. "