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7.0: Prelúdio de trabalho, energia e recursos energéticos

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    A energia desempenha um papel essencial tanto nos eventos cotidianos quanto nos fenômenos científicos. Sem dúvida, você pode citar muitas formas de energia, desde aquela fornecida por nossos alimentos, até a energia que usamos para dirigir nossos carros, até a luz do sol que nos aquece na praia. Você também pode citar exemplos do que as pessoas chamam de energia que podem não ser científicos, como alguém com uma personalidade energética. Além de ter muitas formas interessantes, a energia está envolvida em quase todos os fenômenos e é um dos conceitos mais importantes da física. O que torna isso ainda mais importante é que a quantidade total de energia no universo é constante. A energia pode mudar de forma, mas não pode aparecer do nada nem desaparecer sem deixar vestígios. A energia é, portanto, uma das poucas quantidades físicas que dizemos ser conservada.

    Um campo com quatro turbinas eólicas e o sol se pondo ao fundo.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Quantas formas de energia você consegue identificar nesta fotografia de um parque eólico em Iowa? (crédito: Jürgen de Sandesneben, Alemanha, Wikimedia Commons)

    A conservação de energia (como os físicos gostam de chamar o princípio de que a energia não pode ser criada nem destruída) é baseada em experimentos. Mesmo quando os cientistas descobriram novas formas de energia, descobriu-se que a conservação de energia sempre se aplica. Talvez o exemplo mais dramático disso tenha sido fornecido por Einstein quando ele sugeriu que a massa é equivalente à energia (sua famosa equação)\(E = mc^2\).

    Do ponto de vista social, a energia é um dos principais alicerces da civilização moderna. Os recursos energéticos são os principais fatores limitantes do crescimento econômico. O uso mundial de recursos energéticos, especialmente petróleo, continua crescendo, com consequências sinistras econômica, social, política e ambiental. Examinaremos brevemente os padrões mundiais de uso de energia no final deste capítulo.

    Não existe uma definição científica simples, mas precisa, para energia. A energia é caracterizada por suas muitas formas e pelo fato de ser conservada. Podemos definir vagamente a energia como a capacidade de trabalhar, admitindo que, em algumas circunstâncias, nem toda energia está disponível para trabalhar. Por causa da associação da energia com o trabalho, começamos o capítulo com uma discussão sobre o trabalho. O trabalho está intimamente relacionado à energia e à forma como a energia se move de um sistema para outro ou muda de forma.