Qual é a relação entre energia e potência?

Qual é a relação entre energia e potência?

Potência é a taxa em que o trabalho é realizado, e energia é a capacidade de realizar o trabalho. A energia costuma ser expressa em quilowatts-hora, e a potência geralmente é expressa em quilowatts.

Uma maneira simples de entender a relação entre trabalho, potência e energia envolve girar um parafuso dentro de uma porca apertada usando uma chave inglesa. Trabalho é definido como força multiplicada pela distância sobre a qual a força está atuando. Cada vez que a chave é empurrada com certa força em uma certa distância, o trabalho é executado. Girar um parafuso hipotético em 90 graus requer uma certa quantidade de trabalho. Este trabalho pode ser realizado, por exemplo, com uma chave longa movida com uma pequena força em uma longa distância ou com uma chave curta movida com uma grande força em uma distância curta.

Neste exemplo, a potência é igual à taxa em que o trabalho é executado, portanto, se alguém girar o parafuso 90 graus a cada 10 segundos, a potência será o dobro da produzida girando o parafuso 90 graus a cada 20 segundos. A potência é a mesma, quer se use uma chave longa com pouca força ou uma chave curta com muita força, desde que o parafuso seja girado na mesma taxa - por exemplo, 90 graus a cada 10 segundos.

Se um motor elétrico está girando o parafuso, o fluxo total de eletricidade pode ser medido em quilowatt-hora, e isso é igual à energia. A potência do motor elétrico é a taxa na qual a energia é liberada. Girar o parafuso quatro voltas requer a mesma energia, seja realizado em 1 segundo com alta potência ou em 100 segundos com baixa potência.

Um exemplo diário de energia e potência envolve automóveis. Os motores automotivos são caracterizados por sua potência máxima, medida em cavalos ou quilowatts. A potência máxima de saída do motor informa amplamente o cliente sobre o desempenho do veículo, como a rapidez com que pode ultrapassar outro veículo enquanto se move em velocidades de rodovia ou a velocidade máxima que pode atingir, porque descreve a taxa máxima em que o trabalho é realizada. A capacidade do tanque de combustível do veículo é geralmente medida em galões para descrever o volume de armazenamento de combustível, mas pode ser expressa em quilowatt-hora para descrever a capacidade de energia química do combustível.

No caso de um automóvel, a energia pode ser simplesmente considerada como a quantidade de combustível no tanque, e a potência pode ser considerada como a distância que o pé está pressionando o acelerador.