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Leis da Conversão de energia: Parte 01 - Grupo GIMI

Atualizado: 21 de fev.



  • Conceito de conservação de energia


Em física, a lei ou princípio da conservação de energia estabelece que a quantidade total de energia em um sistema isolado permanece constante. Tal princípio está intimamente ligado com a própria definição da energia. Um modo informal de enunciar essa lei é dizer que energia não pode ser criada nem destruída: a energia pode apenas se transformar.


Filósofos da Antiguidade, desde Tales de Mileto, já tinham suspeitas a respeito da conservação de alguma medida fundamental. Porém, não existe nenhuma razão particular para relacionar isso com o que conhecemos hoje como "massa-energia". Tales pensou que a substância era a água.


Ilustração de "Illustrerad verldshistoria utgifven av E. Wallis. volume I": Thales.
Ilustração de "Illustrerad verldshistoria utgifven av E. Wallis. volume I": Thales.

Tales de Mileto, filósofo, matemático, engenheiro, homem de negócios e astrônomo da Grécia Antiga, foi o primeiro filósofo ocidental de que se tem notícia.(624 a.C. - 526 a.C.) Além disso, foi o fundador da Escola Jônica. Considerava a água como sendo a origem de todas as coisas, e seus seguidores, embora discordassem quanto à “substância primordial” (que constituía a essência do universo), concordavam com ele no que dizia respeito à existência de um “princípio único" para essa natureza primordial. A tendência do filósofo em buscar a verdade da vida na natureza, o levou a algumas experiências com magnetismo, que naquele tempo só existiam como curiosa atração por objetos de ferro por um tipo de rocha meteórica achado na cidade de Magnésia, de onde o nome deriva. Tales também é considerado o pai da Eletricidade.


Em 1638, Galileu Galilei publicou sua análise de diversas situações, incluindo a célebre análise do "pêndulo-ininterrupto" que pode ser descrita, em linguagem moderna, como a conversão contínua de energia potencial em energia cinética e vice-versa, garantido que a soma destas duas, definindo-se como a energia mecânica deste sistema, que permanecerá sempre constante.


Foi Gottfried Wilhelm Leibniz, no período compreendido entre 1676 e 1689, quem primeiro tentou realizar uma formulação matemática da energia associada ao movimento (energia cinética). Leibniz percebeu que, em vários sistemas mecânicos, de várias partículas de massa conhecidas, cada qual com velocidade também conhecida, a grandeza quantidade de movimento era conservada enquanto as massas não interagissem. Ele chamou essa quantidade de vis viva ou força viva do sistema. O princípio representa uma afirmação da conservação de energia cinética em situações em que não há atrito.


No entanto, alguns físicos naquele tempo consideravam que o momento linear do sistema, dado pela somatória dos produtos das massas pelas suas velocidades, era a vis viva, uma vez que ele se conserva mesmo em sistemas com presença de atrito. Foi demonstrado, mais tarde, que sob certas condições, ambas as quantidades são conservadas simultaneamente, como em colisões elásticas.


Engenheiros, tais como John Smeaton, Peter Ewart, Karl Hotzmann, Gustave-Adolphe Hirn e Marc Seguin definiam que a conservação de momento sozinha não era adequada para cálculos práticos, e faziam uso do princípio de Leibniz. O princípio foi também defendido por alguns químicos, tais como William Hyde Wollaston.


Acadêmicos, tais como John Playfair, rapidamente apontaram que a energia cinética claramente não era conservada. Os fundamentos desta não conservação são hoje entendidos claramente em vista de uma análise moderna baseada na segunda lei da termodinâmica, mas nos séculos XVIII e XIX, o destino da energia cinética perdida ainda era desconhecido.


Gradualmente foi-se suspeitando que o calor, observável através do aumento de temperatura, inevitavelmente gerado pelos movimentos na presença de atrito, era outra forma de vis viva. Em 1783, Antoine Lavoisier e Pierre-Simon Laplace revisaram as duas teorias correntes, a vis viva e a teoria do calórico (ou flogisto), o que, junto com as observações de Benjamin Thompson em 1798 sobre a geração de calor durante perfuração de metal para a fabricação de canhões, adicionaram considerável apoio à visão de que havia nítida correlação entre a variação no movimento mecânico e o calor produzido, de que a conservação era quantitativa e podia ser predita, e que era possível o estabelecimento de uma grandeza que se conservaria no processo de conversão de movimento em calor.


Uma etapa fundamental no desenvolvimento do moderno princípio de conservação da energia foi a demonstração do equivalente mecânico do calor. A teoria do calórico afirmava que o calor não podia ser criado nem destruído, mas a conservação de energia implica algo contraditório a esta ideia: calor e o movimento mecânico são intercambiáveis.


Em 1843, James Prescott Joule descobriu de forma independente o equivalente mecânico do calor em uma série de experimentos. No mais famoso, agora chamado "aparato de Joule", um objeto preso a uma corda causava, ao descer sob a ação da força da gravidade, a rotação de uma pá imersa em água. Ele mostrou que a energia potencial gravitacional perdida pelo objeto no movimento descendente era igual à energia térmica (calor) dissipado na água por conta do atrito com a pá.


grupo gimi

Aparato de Joule para a medição do equivalente mecânico do calor. Um objeto preso a uma corda causa, ao descer, um movimento de rotação numa pá imersa em água.



grupo gimi

James Prescott Joule (1818 – 1889) Joule estudou a natureza do calor, e descobriu relações com o trabalho mecânico. Isso direcionou para a teoria da conservação da energia (a Primeira Lei da Termodinâmica). A nomenclatura joule, para unidades de trabalho no Sistema Internacional de unidades SI só veio após sua morte, em sua homenagem. Joule trabalhou com Lorde Kelvin, para desenvolver a escala absoluta de temperatura, também encontrou relações entre o fluxo de corrente através de uma resistência elétrica e o calor dissipado, agora chamada Lei de Joule.


A primeira lei da termodinâmica é a lei da conservação da energia. Também conhecido como Princípio de Joule, admite que formas de trabalho podem ser convertidas em outras formas de trabalho diferentes, enunciando que a energia total transferida para um sistema é igual à variação de sua energia interna, ou seja, a energia se conserva e que a energia de um sistema isolado é sempre constante.


A primeira declaração da primeira lei da termodinâmica foi dada por Rudolf Clausius em 1850, e versava somente sobre processos termodinâmicos cíclicos. Clausius descreveu essa lei referindo-se à existência de uma função de estado do sistema, a energia interna (U), expressa em termos de uma equação diferencial para os estados de um processo termodinâmico. Vejamos descritivamente o que pensava Clausius:


"Em um processo termodinâmico fechado, a alteração da energia interna do sistema é igual à diferença entre a alteração do calor acumulado pelo sistema e da alteração do trabalho realizado".


Termodinamicamente, se o estado do sistema muda, significa que um processo está ocorrendo. Se ao final deste processo as suas propriedades regressarem às suas condições iniciais, o sistema é então considerado cíclico. A equação que descreve a relação entre a pressão, volume e temperatura é dada por:


P.V=n.R.T

onde:

P é a pressão do sistema

V é o volume do sistema

n é o número de mols

R é a constante universal dos gases, R = 8,31 J/mol.K

T é a temperatura do sistema


Meios naturais de conservação de energia

Fotossíntese/Quimioluminescência


Fotossíntese é um processo físico-químico, a nível celular, realizado pelos seres vivos clorofilados, que utilizam dióxido de carbono e água para obter glicose através da energia da luz solar, de acordo com a seguinte equação:


grupo gimi

A fotossíntese inicia a maior parte das cadeias alimentares na Terra. Sem ela, os animais e muitos outros seres heterotróficos seriam incapazes de sobreviver, porque a base da sua alimentação estará sempre nas substâncias orgânicas proporcionadas pelas plantas verdes.


A fotossíntese é o principal processo de transformação de energia na biosfera. Ao nos alimentarmos, parte das substâncias orgânicas, produzidas graças à fotossíntese, entram na nossa constituição celular, enquanto outras (os nutrientes energéticos) fornecem a energia necessária às nossas funções vitais, como o crescimento e a reprodução. Além do mais, ela fornece oxigênio para a respiração dos organismos heterotróficos. É essencial para a manutenção da vida na Terra.


A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas, a fotoquímica e a química.


A fase fotoquímica, fase luminosa ou fase clara (fase dependente da luz solar) é a primeira fase do processo fotossintético. Seu evento principal é a fotofosforilação, que é a adição de fosfato inorgânico (Pi) ao difosfato de adenosina (ADP). A energia luminosa é captada por meio de pigmentos fotossintetizantes, capazes de conduzi-la até o centro de reação.


Equação: 12H2O + 6NADP + 9ADP + 9P -(luz)→ 9ATP + 6NADPH2 + 3O2+ 6H2O

A fase química ou "fase escura" é um ciclo descoberto pelos cientistas Melvin Calvin, Andrew Benson e James Bassham. Para a síntese de uma molécula de glicose são fixadas seis de dióxido de carbono, permitindo que o processo recicle a ribulose fosfato, devolvendo-a ao estroma.


Equação: 6CO2 + 12NADPH2 + 18ATP -(enzimas)→ 12NADP + 18ADP + 18P + 6H2O + C6H12O6


O processo contrário à fotossíntese, no qual a luz é a energia fornecida a uma reação química para que ela aconteça, define-se como quimioluminescência, na qual a luz é um subproduto de uma reação química.


Mais precisamente, um exemplo de reação deste tipo é a que ocorre entre o luminol e o peróxido de hidrogênio. Essa emissão de luz pode ocorrer em materiais nos estados sólido, líquido e gasoso. É quando os elétrons de um átomo recebem energia, saltam para camadas mais externas e depois voltam para as mesmas camadas mais internas de energia. Quando eles voltam, liberam energia na forma de luz. Esse processo envolve a absorção de energia pelos reagentes para gerar um complexo ativado, transformando em um estado eletronicamente excitado.


A emissão de luz por várias plantas e animais é chamada de bioluminescência, se diferindo da quimioluminescência pelo fato de que é necessário um sistema biológico com uma enzima catalizadora, chamada de luciferase, para que ocorra a reação. As substâncias luminescentes em um organismo vivo são conhecidas como de luciferina.


A Quimioluminescência tem sido utilizada para formar reações químicas e elucidar a energia e os mecanismos dessas reações numa enorme variedade de aplicações analíticas como: análise clínica de moléculas biológicas como o ADN e anticorpos, na identificação de reagentes, produtos e intermediários, além da sua utilização nas perícias criminais, onde se utiliza do luminol para a análise de manchas de sangues em locais onde ocorreram crimes.


  • Reações Químicas: Exotérmica, Endotérmica, Nuclear, Eletrólise e bioquímicas


Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Envolve mudanças relacionadas à mudança nas conectividades entre os átomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes ou ainda na interconversão entre dois tipos de isômeros. Para iniciar a reação, geralmente é necessário energia na forma de calor. Pode-se ainda afirmar que uma reação química é uma transformação da matéria em que pelo menos uma ligação química é criada ou desfeita.


Tradicionalmente, as reações químicas podem ser classificadas de acordo com o número de reagentes e produtos em cada membro da equação química que representa a reação:


⦁ reações de síntese, composição ou adição (A+B=AB)

⦁ reações de análise ou decomposição (AB=A+B)

⦁ reações de simples troca ou deslocamento (AB+C=AC+B)

⦁ reações de dupla troca (AB+CD=AD+CB).

⦁ reações de oxirredução (2 NaCl → 2 NaO + Cl2O)


Do ponto de vista energético, temos alguns tipos de reação química. São elas:


⦁ Exotérmica: Uma reação exotérmica é uma reação química cuja energia é transferida de um meio interior para o meio exterior, aquecendo o ambiente consequentemente, ou seja, ocorre liberação de calor. Desta forma, a energia final dos produtos é menor que a energia inicial dos reagentes. Conclui, portanto, que a variação de energia é negativa. Um exemplo disso é a reação de queima de produtos inflamáveis, como álcool ou a gasolina, que liberam muita energia térmica não contida inicialmente em seu meio.


Combustão ou queima é uma reação química exotérmica entre uma substância (combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, para liberar calor e luz. Durante a reação de combustão são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes. No caso da queima em ar de compostos orgânicos (metano, propano, gasolina, etanol, diesel, etc) são formados centenas de compostos, por exemplo CO2, CO, H2O, H2, CH4, NOx, SOx, fuligem, etc, sendo que alguns desses compostos causam a chuva ácida, danos aos ciclos biogeoquímicos do planeta e agravam o efeito estufa.


Os processos de combustão são responsáveis por cerca de 85% da energia do mundo, inclusive no Brasil, em transporte (carros, aviões, trens, navios, etc), usinas termoelétricas, processos industriais, aquecimento doméstico, geradores, cozimento de alimentos e outro.


⦁ Endotérmica: Uma reação endotérmica é uma reação química cuja energia total (entalpia) dos seus produtos é maior que a de seus reagentes, ou seja, ela absorve energia (na forma de calor). Um exemplo seria a decomposição da bauxita, para obtenção de alumínio. Quando há separação de um composto, energia deve ser fornecida a ele, sendo uma reação endotérmica de entalpia. Logo, a variação de entalpia é positiva.


O alumínio é o terceiro elemento mais abundante da crosta terrestre. Há vários minerais diferentes. A bauxita é a matéria-prima mais comum para fabricar a alumina destinada à produção do metal de alumínio. As jazidas de bauxita se encontram principalmente num largo cinturão em torno do Equador. As minas de bauxita no Brasil estão localizadas no estado do Pará, na região Norte do Brasil.


A matéria-prima necessária para produzir alumínio primário é o óxido de alumínio, também conhecido como alumina. Trata-se de um pó branco produzido a partir do refino de bauxita. São necessárias cerca de duas toneladas de alumina para produzir uma tonelada de alumínio pelo processo de eletrólise. A alumina também é usada para uma série de outros fins como, por exemplo, a purificação de água e como aditivo em diversas aplicações. No Brasil, a Hydro Alunorte é a maior refinaria de alumina do mundo. Uma parte é utilizada como base para a produção de alumínio da própria empresa, mas grande parte é vendida a outras empresas pelo mundo.


As pedras preciosas rubi e safira são compostas principalmente por óxido de alumínio e as suas cores características são dadas por traços de impurezas. Seu uso mais significativo é na produção do metal alumínio, embora seja usado como um abrasivo devido à sua dureza e como um material refratário devido a seu alto ponto de fusão.


A produção do alumínio primário ocorre em grandes linhas de produção, onde as cubas de redução são o centro das atenções. O processo de redução transforma a alumina refinada em alumínio. Para tanto, necessitamos três matérias-primas, que são Óxido de alumínio, eletricidade e carbono. O átomo do alumínio encontrado na alumina está ligado ao oxigênio. Para que se possa produzir o alumínio, essas ligações devem ser destruídas através do processo de eletrólise.



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A alumina é transportada para o interior das cubas onde é dissolvida em um banho eletrolítico. Como a alumina possui alto ponto de fusão, é convertida através do processo de eletrólise, nas cubas de eletrólise, onde uma corrente elétrica direta muito alta corre entre um polo negativo (catodo) e um polo positivo (anodo), ambos feitos de carbono. O anodo é consumido no processo à medida que reage com o oxigênio na alumina para formar gás carbônico (CO2). O alumínio líquido resultante é retirado das cubas, utilizando-se veículos especializados, e fundido em lingotes de extrusão, lingotes de laminagem e outros tipos de lingotes, dependendo dos processos a que serão submetidos.


Pode-se concluir que a reação é endotérmica, porque consumiu grande quantidade de energia elétrica para sua execução e parte dessa energia foi incorporada ao metal, variando sua entalpia de forma positiva.


⦁ Reação química Nuclear: Consiste na reação onde haja alteração na estrutura do núcleo de um ou mais dos átomos envolvidos, Essa reação diverge das reações químicas tradicionais, pois nestas existe modificação apenas na periferia dos átomos envolvidos, não em nível nuclear.


O decaimento radioativo natural corresponde ao processo em que o núcleo de um átomo de um elemento químico instável se parte emitindo radiação eletromagnética e se desintegrando.


Retomando o raciocínio das reações nucleares, uma equação que envolva propriedades dos núcleos dos átomos considera o número atômico e o número de massa dos átomos envolvidos. Não necessariamente a somatória será igual antes e após a reação, pois pode ocorrer liberação de energia pela transformação de massa atômica em energia.


Os símbolos n,p,d,α (Alpha), β (Beta) e Ɣ (Gama) representam nêutrons, prótons, dêuterons, partículas alfa, elétrons e raios gama (fótons), respectivamente.


A energia liberada no processo de fissão nuclear é resultado da conversão de parte da massa nuclear em energia, prevista pela ideia relativística de massa-energia de Einstein. Sendo assim, parte da massa resultante da energia dispensada é convertida em energia. A maior parte da energia liberada neste processo conhecido como fissão (onde usualmente um átomo de Urânio 235 recebe um nêutron se tornando Urânio 236 oscilando e ficando instável até se fragmentar em Criptônio e Bário) é do tipo luminosa, porém uma considerável parte é convertida em partículas fundamentais mais raras como o neutrino do elétron, o múon ou o pósitron.


A formação de antipartículas, como o pósitron ou o antimúon, são geralmente seguidas pela interação com suas partículas, que também libera energia, portanto é comum confundir a energia liberada da fissão, que é também um tipo de conversão massa - energia, com este outro tipo de conversão massa - energia.


Para que uma reação nuclear seja sustentada e em cadeia, é preciso que, em média, pelo menos um dos nêutrons emitidos pela fissão do 235U seja capturado por outro núcleo de 235U e provoque a fissão deste segundo núcleo. O fator de reprodução de um reator, representado pela letra k, é definido como o número médio de nêutrons resultantes de fissões que produzem novas fissões.


Para o Urânio 235, o número máximo possível de k é 2,4, mas este número normalmente é bem menor, por duas razões principais:


⦁ alguns nêutrons escapam da região que contém os núcleos fissionáveis;


⦁ alguns nêutrons são capturados por núcleos não-fissionáveis. Quando k é exatamente

igual a 1, a reação é autossustentada; quando k é menor que 1, a reação não prossegue. Quando k é maior que 1, o número de fissões aumenta rapidamente e a reação se torna “explosiva”. É o que acontece nas bombas nucleares.


Nos reatores nucleares para produção de energia, o valor de k é mantido muito próximo de 1, onde os fragmentos de fissão estão representados apenas para as primeiras quatro fissões. O número médio de nêutrons produzidos é 2,5 por fissão. Neste exemplo, k = 1,6. Observe que embora existam quarenta nêutrons, basta absorver dois destes nêutrons para que o fator de produção seja reduzido para k = 1, o valor necessário para que a reação se mantenha estável. Quando k é exatamente igual a 1, dizemos que o reator está crítico; quando k < 1, que está subcrítico; quando k > 1, que está supercrítico.


Como os nêutrons emitidos na fissão em geral têm energias da ordem de 1 MeV ou maiores, enquanto a seção de choque para captura de nêutrons é muito maior para baixas energias, a reação em cadeia só se mantém se os nêutrons perderem energia antes de escaparem do reator.


Os nêutrons de alta energia (1 a 2 MeV) perdem rapidamente energia através de colisões inelásticas com o 238U, o isótopo mais abundante do urânio natural. Depois que a energia dos nêutrons cai abaixo de 1 MeV, o principal processo de perda de energia passa a ser o espalhamento elástico, no qual um nêutron colide com um núcleo em repouso e, para respeitar a lei de conservação do momento, transfere parte de sua energia cinética para o núcleo. Este processo de transferência de energia só é eficiente quando as massas dos dois corpos são da mesma ordem.Em uma colisão elástica, um nêutron não transfere muita energia para um núcleo de 238U, que tem uma massa muito maior. Este tipo de colisão é análogo à colisão de uma bola de gude com uma bola de sinuca; a bola de gude é desviada pela bola de sinuca, mas a energia cinética permanece praticamente inalterada.


Por esta razão, costuma-se colocar um material de baixa massa atômica, como água ou grafite, conhecidos como moderador, no núcleo do reator, para reduzir a energia dos nêutrons, aumentando assim a probabilidade de fissão antes que os nêutrons escapem do reator. Os nêutrons perdem energia através de colisões com o moderador. O uso da tecnologia de reatores nucleares para geração de eletricidade foi afetado por acidentes como o de Chernobyl (Ucrânia), criando certo receio na população mundial quanto a sua utilização para geração de energia elétrica, mas recentemente, vem apresentando notável nível de confiabilidade e eficiência. A grande quantidade de urânio existente no planeta poderia suprir os reatores de usinas nucleares e de pesquisas, bem como uso militar, com combustível nuclear por muitos anos, alimentando esses reatores durante sua vida útil (entre quarenta e cinquenta anos).


A fusão nuclear é um processo em que dois núcleos se combinam para formar um único núcleo mais pesado. Um exemplo importante de reações de fusão é o processo de produção de energia no sol, e das bombas termonucleares (bomba de hidrogênio). Em futuros reatores de fusão nuclear a reação entre dois diferentes isótopos de hidrogênio produzindo hélio deverá ser utilizada para produção abundante de energia.


Esta reação libera uma quantidade de energia mais de um milhão de vezes maior que a que temos em uma típica reação química, como a queima de gás de cozinha. Essa enorme quantidade de energia é liberada nas reações de fusão, porque quando dois núcleos leves se fundem, a massa do núcleo produzido é menor que a soma das massas dos núcleos iniciais. Mais uma vez, a equação de Einstein E=mc2, explica que a massa perdida é convertida em energia, carregada pelo produto da fusão. Embora a fusão seja um processo energeticamente favorável (exotérmico) para núcleos leves, ele não ocorre naturalmente aqui na Terra, devido as dificuldades naturais para se aproximar os reagentes (devido a repulsão eletrostática entre os dois núcleos) para que as forças nucleares possam atuar. Reações de fusão estão acontecendo por bilhões de anos no universo. De fato, as reações de fusão produzem a energia na maioria das estrelas, incluindo o nosso sol. Cientistas na Terra foram capaz de produzir reações de fusão nuclear somente nos últimos 60 anos. Fusão entre núcleos mais pesados são produzidas em pequenas quantidades, corriqueiramente em aceleradores de partículas. Podemos dizer que a fusão nuclear é a base de nossas vidas, uma vez que a energia solar, produzida por esse processo é indispensável para a manutenção da vida na Terra.


⦁ Eletrólise: O termo eletrólise se refere à decomposição por meio de corrente elétrica. Na química, eletrólise é o nome que se dá a uma reação química que ocorre pela passagem da corrente elétrica através de um sistema líquido. Esse meio pode ser uma solução iônica (eletrolise aquosa) ou um composto iônico fundido (eletrolise ígnea). O que há em comum entre os dois tipos de eletrolises é a presença de íons.


Na eletrólise ígnea a substância pura está liquefeita (fundida) e não existe água no sistema. Esse sistema é submetido a uma corrente elétrica, por meio de dois eletrodos (geralmente inertes). Os elétrons saem do polo negativo do gerador (pilha) e seguem em direção ao eletrodo, que fica carregado de cargas negativas, assim, os íons positivos são atraídos por ele, definido então como catodo, pois atrai cátions. No catodo ocorre a reação de redução. No outro eletrodo, os íons negativos descarregam sua carga, ou seja, o eletrodo recebe cargas negativas ficando carregado negativamente e, consequentemente, os elétrons do eletrodo saem em direção do polo positivo do gerador, esse eletrodo é conhecido como anodo, pois é descarregado nele cargas negativas. No anodo ocorre a reação de oxidação. Neste sentido, o circuito é fechado, onde se tem uma corrente iônica e uma corrente elétrica.


A eletrólise aquosa segue o mesmo processo de eletrólise ígnea, sendo que a diferença se dá pelo processo ocorrer em meio aquoso. Em outras palavras, a substância iônica dever ser solúvel em água. Neste caso, a água é ionizada e, assim, os íons provenientes da água competirão com os íons do soluto. Portanto, é necessário consultar a tabela de potencial de redução para conhecer quais íons irão chegar ao eletrodo.


Os processos eletrolíticos são de grande importância na indústria atual e tiveram participação no desenvolvimento de ideias quanto à natureza elétrica da matéria. Entre seus usos, está a recarga de baterias e a produção industrial de elementos como o alumínio e o cloro, bem como a confecção de peças extremamente refinadas e de alto rendimento como aquelas usadas na indústria aeronáutica ou aeroespacial.


⦁ Reações Bioquímicas: A bioquímica é uma ciência que estuda principalmente a química dos processos biológicos que ocorrem em todos os seres vivos.


Os bioquímicos utilizam ferramentas e conceitos da química, particularmente da química orgânica e físico-química, para a elucidação do sistema vivo. É frequentemente confundida com a biologia molecular, a genética e a biofísica, que são áreas de estudo profundamente relacionadas com a bioquímica, mas distintas entre si.


A bioquímica é voltada para o estudo da estrutura e função de componentes celulares como proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos e outras biomoléculas. Recentemente, a bioquímica tem se focalizado mais especificamente na química das reações enzimáticas e nas propriedades das proteínas.


Metabolismo (do grego metabolismos, que significa "mudança", troca) é o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. O termo "metabolismo celular" é usado em referência ao conjunto de todas as reações químicas que ocorrem nas células. Estas reações são responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, permitindo o crescimento e reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes.


As reações bioquímicas do metabolismo estão organizadas em vias metabólicas, que são sequências de reações em que o produto de uma reação é utilizado como reagente na reação seguinte. Diferentes enzimas catalisam diferentes passos de vias metabólicas, agindo de forma concertada de modo a não interromper o fluxo nessas vias. As enzimas são vitais para o metabolismo porque permitem a realização de reações desejáveis, mas termodinamicamente desfavoráveis ao acoplá-las a reações mais favoráveis. As enzimas regulam as vias metabólicas em resposta a mudanças no ambiente celular ou a sinais de outras células.


Metabolismo também compreende o estudo dos compostos á nível celular, tais como as proteínas, carboidratos, lipídeos e os ácidos nucleicos, como Rna e o Dna.

Evidentemente que o estudo da bioquímica pretende aqui apenas elucidar como as reações químicas podem contribuir no balanço da energia nos seres vivos e como ela é essencial para a compreensão da vida e sua relação com a energia.


Contínua no próximo capítulo, até lá!


Bibliografia

HÉMERY, Daniel; BEBIER, Jean Claude; DELÉAGE, Jean-Paul. Uma História da Energia. Brasília: Editora Universidade de Brasília. 1993.

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Website TODA MATERIA :<http:// https://www.todamateria.com.br/tipos-de-energia/>. Acesso em: 01 maio. 2018.

Website Wikipedia :<https://pt.wikipedia.org/wiki/>. Acesso em: 26 maio. 2018.


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