Energia e energia estão intimamente relacionadas mas não são a mesma quantidade física. Energia é a capacidade de causar mudança; energia é a taxa de energia que é movida, ou utilizada.
Energia
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Energia é a capacidade de criar uma mudança, por exemplo, criar movimento. Tarefas (como levantar uma caixa) requerem uma quantidade de energia para serem concluídas. Uma bateria irá conter uma determinada quantidade de energia; assim como uma determinada quantidade de combustível, como alimentos.
A unidade base de energia é o joule. Isto significa que uma tarefa, como levantar uma caixa na figura 1, leva um certo número de joules independentemente da rapidez com que a caixa é levantada.
Potência
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Potência é a rapidez com que a energia é utilizada ou transmitida – a potência é a quantidade de energia dividida pelo tempo que levou para utilizar a energia. A sua unidade é o watt, que é um joule por segundo de energia utilizada. Uma serra circular irá retirar uma certa quantidade de energia para funcionar, e a rapidez com que a energia é retirada de uma bateria determina quanto tempo a sua energia armazenada irá durar.
- P é a potência média de saída, medida em watts (W)
- ΔEsys é a variação líquida de energia do sistema em joules (J) – também conhecido como trabalho.
- Δt é a duração – quanto tempo leva o uso de energia – medida em segundos (s)
Multiplicando um valor de potência e o período de tempo durante o qual ele é usado dá uma quantidade de energia. É por isso que um kilowatt é uma unidade de energia mas um kilowatt-hora (1 kilowatt vezes 1 hora) é uma unidade de energia.
Tasks (como levantar uma caixa) consomem uma certa quantidade de energia (um certo número de joules), mas quanto mais rápido a tarefa é feita (quanto menor Δt), mais energia é necessária (mais watts).
Motores vs. tanques de gasolina
O motor de um carro determina quanta potência pode exercer (esta é uma potência mecânica muitas vezes classificada em cavalos de potência, ao contrário da potência térmica que é a rapidez com que queima a gasolina), enquanto a quantidade de gasolina no tanque de gasolina determina quanta energia o motor tem à sua disposição. Quanto maior for a quantidade de gasolina, mais tempo o motor pode funcionar sem ficar sem energia. Quanto mais potência o motor estiver usando (como quando está dirigindo rápido ou fazendo o motor acelerar rapidamente), menor será a quantidade de tempo que a energia química disponível na gasolina durará. Aqui está uma página sobre truques para melhorar a economia de combustível.
Capacitores vs. baterias
Capacitores têm frequentemente um pouco de energia que pode ser descarregada muito rapidamente. Este curto tempo significa que eles podem ter uma energia bastante alta, mesmo com uma baixa quantidade de energia armazenada (isto é útil com flashes de câmera, por exemplo). As baterias, por outro lado, contêm muito mais energia do que um condensador mas descarregam essa energia muito mais lentamente, o que significa que têm uma menor saída de energia.
Analogia com recipientes de água
Figure 2 mostra uma caneca com uma pequena quantidade de água sendo vertida rapidamente e uma jarra segurando uma maior quantidade de água sendo vertida mais lentamente. A caneca está fornecendo mais água em um determinado período de tempo, mas a quantidade total de água fornecida será menor do que a jarra. A analogia é que a caneca tem maior potência, mas menor energia. A caneca liberta quantidades menores de líquido durante um período de tempo mais longo. A analogia continua com o jarro tendo uma menor saída de energia, mas mais energia. A caneca libera toda a sua água (energia) muito rapidamente. Por outro lado, o jarro contém muito mais água (energia), mesmo que não a perca rapidamente.