Qual o nome do processo de transformação de energia luminosa em energia química?

As transformações químicas são chamadas reações químicas, estas são constituídas por reagentes se transformando em produtos. Existem algumas leis de transformação.
A primeira destas leis é a Lei da Conservação das Massas, (enunciada por A. L. Lavoisier em 1774) e a segunda é a Lei das Proporções Definidas. (também chamada Lei da Composição Definida).

Pode-se concluir que o sólido preto (sulfeto ferroso) produzido tem propriedades que o diferenciam do Ferro e Enxofre, surgiu uma nova espécie de matéria. Tal processo recebe o nome de transformação química.

Um fato de grande importância na observação das transformações químicas e físicas é que matéria e energia estão intimamente relacionadas. Essas transformações acontecem com liberação ou absorção de energia, por exemplo, a Energia Luminosa é absorvida na fotossíntese dos vegetais e liberada na queima de uma vela; a Energia Elétrica é liberada em uma pilha e absorvida na recarga de uma bateria de automóvel.

No que a energia pode ser transformada?

Como mencionado, a energia pode ser transformada em outra, da mesma forma que uma substância química também pode ser transformada em interconversão de energia. Veja os exemplos:

• Numa lâmpada, a Energia Elétrica é transformada em Energia Luminosa e Térmica.
• Numa usina termelétrica, a Energia Térmica é transformada em Energia Elétrica.
• Num aquecedor solar, a Energia Solar é transformada em Energia Térmica.
• Num um ferro de passar roupa, a Energia Elétrica é transformada em Energia Térmica.
• Num motor à explosão, a Energia Térmica é convertida em Energia Mecânica.

Tipos de transformações Químicas

Em uma reação química, pode haver liberação de Energia Luminosa, Elétrica, Térmica, entre outras.

A combustão é uma reação química que libera calor, Energia Térmica. As mudanças em um material podem acontecer das seguintes formas: por junção de substâncias, por ação da luz, por ação do calor, por ação mecânica e por ação da corrente elétrica.

As transformações químicas ocorrem quando há alteração na constituição do material, formando assim novas substâncias. 

Uma maneira de comprovar a existência de uma transformação química é através da comparação do estado inicial e final do sistema. Algumas evidências podem ser observadas, permitindo verificar a ocorrência dessas transformações, como modificação na cor, cheiro, estado físico e temperatura. Veja algumas curiosidades:

• Na combustão completa da gasolina, álcool e óleo diesel são liberados gás carbônico, vapor de água e Energia Térmica. A Energia Térmica é utilizada para mover motores de carros, caminhões, tratores.
• A energia liberada na combustão do Hidrogênio com o Oxigênio, produzindo água, é utilizada para mover os ônibus espaciais.
• A Energia Térmica liberada na combustão do gás de cozinha é utilizada no cozimento de alimentos, no aquecimento da água dos aquecedores domésticos.
• A energia liberada na combustão em forma de calor pode ser medida em calorias ou em Joule.

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Fotossíntese é um processo de conversão de energia luminosa em energia química realizado por plantas, algas e cianobactérias

A palavra fotossíntese significa síntese pela luz e se refere a um dos processos biológicos mais importantes da Terra. Por liberar oxigênio e consumir dióxido de carbono, a fotossíntese transformou o mundo no ambiente habitável que conhecemos hoje. Além disso, o processo é a fonte primária de energia de todos os seres vivos.

O físico holandês Jan Ingenhousz foi o primeiro a constatar que as plantas produziam oxigênio na presença de luz solar, em 1779, sendo considerado o descobridor da fotossíntese. Em 1782, Jean Senebier adicionou que, além da luz do sol, a fotossíntese utiliza o dióxido de carbono. Em 1818, Maria Pelletier e Joseph Caventou cunharam o termo “clorofila” para se referir ao pigmento verde e dotado de enzimas fotorreceptoras que possibilita a realização da fotossíntese.

A fotossíntese pode ser definida como um processo de conversão de energia luminosa em energia química. Ela é realizada por plantas, algas e cianobactérias, que são classificadas como organismos autotróficos e fotossintetizantes por serem capazes de produzir o próprio alimento a partir da luz.

Uma pesquisa descobriu que as enzimas capazes de realizar o processo-chave na fotossíntese oxigenada – dividir a água em hidrogênio e oxigênio – já estavam presentes nas primeiras bactérias que surgiram na Terra, mudando a forma como pensamos que a vida evoluiu. Além disso, um outro estudo provou que um tipo de alga que evoluiu há mais de um bilhão de anos possuía uma proteína necessária para a realização da fotossíntese, passando-a para as outras gerações desse organismo. 

A importância da fotossíntese

O oxigênio produzido pelos organismos fotossintetizantes é fundamental para a manutenção da vida no planeta na forma como a conhecemos. Além disso, os produtos gerados a partir da fotossíntese moldaram a história-material da humanidade, pois deram origem a recursos como petróleo, gás natural, celulose, carvão e lenha. Esses recursos existem em decorrência da transformação da luz solar em reservas de energia (fotossíntese), seguida por outros processos geológicos e tecnológicos.

Equação da fotossíntese

A fotossíntese é um processo longo e complexo que pode ser resumido, de forma geral, pela seguinte equação:

• 6CO2 +12H2O + luz → C6 H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Onde ocorre a fotossíntese

Em plantas e algas, a fotossíntese ocorre no interior dos cloroplastos. Já em cianobactérias, é realizada junto a lamelas membranosas presentes na parte líquida do citoplasma.

O cloroplasto é uma organela que apresenta uma membrana externa e uma membrana interna. Seu interior tem lamelas membranosas, ligadas a pequenas bolsas denominadas tilacoides. O espaço interno é preenchido pelo estroma, um fluido viscoso que contém DNA, ribossomos e enzimas que auxiliam no processo de fotossíntese. É dentro desses tilacoides e lamelas que se encontram as moléculas de clorofila.

Pesquisadores da Universidade de Neuchâtel reconstruíram os mecanismos bioquímicos da fotossíntese e mostraram que os cloroplastos levam 24 horas para se formar e se multiplicar no interior de um organismo fotossintetizante. Esse fator facilita a ocorrência do processo, que depende diretamente dessa organela.

Etapas da fotossíntese

A fotossíntesepode ser dividida em duas fases: a fase fotoquímica, ou fase clara, e a fase química, também chamada de fase escura.

A fase fotoquímica só ocorre na presença de luz e acontece nos tilacoides e nas lamelas membranosas. Sua função principal é converter energia luminosa em energia química. Ela é composta por dois grandes processos: a fotólise da água e a fotofosforilação.

A fase química não depende de luz e é realizada em outra parte do cloroplasto, o estroma. Nela, os produtos da fase anterior, a fotoquímica, se juntam ao dióxido de carbono atmosférico para produzir glicose, água e amido, no denominado Ciclo de Calvin-Benson.

Fase fotoquímica

Fotólise da água

A fotólise da água é a primeira etapa da fotossíntese e é o momento em que a energia luminosa recebida promove a quebra das moléculas de água, gerando gás oxigênio, elétrons e H+. O oxigênio gasoso é liberado para a atmosfera, enquanto as moléculas livres de hidrogênio (H+) são atraídas por um composto denominado NADP+, dando origem ao NADPH, que será utilizado na fase química para a construção das moléculas de glicose.

• H2O ⇾ 2H+ + 2 elétrons + ½ O2
• NADP+ + H+⇾ NADPH

Fotofosforilação

É na fotofosforilação que ocorre a formação do ATP, a partir da adição de um fosfato inorgânico (Pi) a uma molécula de ADP (adenosina difosfato), utilizando a energia luminosa. As moléculas de ATP constituem a principal forma de energia química sintetizada pelos seres vivos. Essa etapa da fotofosforilação ocorre em paralelo à fotólise da água e cada uma delas gera produtos que serão usados na fase seguinte da fotossíntese.

Essa etapa é representada pela fórmula: ADP + Pi ⇾ ATP

Fase química

Última fase da fotossíntese, é na fase química que se utiliza o gás carbônico proveniente do ambiente ou da respiração celular da planta e são empregados dois compostos gerados na fase anterior: ATP e NADPH. É nessa etapa que ocorre o chamado Ciclo de Calvin-Benson, uma sequência de reações que gera glicose, água e amido.

Fotossíntese artificial

A fotossíntese artificial consiste em uma tecnologia que imita o processo de fotossíntese para a produção de energia renovável. Ela é uma alternativa sustentável, entretanto. Dessa forma, uma pesquisa desenvolveu uma técnica que aumenta a eficiência da produção dessa energia verde. A tecnologia consiste em incorporar fragmentos de algas encapsulados nos sistemas de energia solar.

As algas são organismos fotossintetizantes, quando os pequenos fragmentos absorvem a luz solar, esta é direcionada para as extremidades do fragmento. Com isso, incorporando as pequenas partes das algas nas placas solares, a energia absorvida entra em contato com as placas e aumenta a eficiência do painel solar.

Conclusão

A fotossíntese é resultado da junção das duas fases descritas acima, a fase fotoquímica e a fase química. Todas as formas de vida existentes na Terra dependem de alguma maneira dos produtos gerados pela fotossíntese: o oxigênio e a glicose. Além disso, a fotossíntese é fundamental para o equilíbrio da composição atmosférica.

Qual o nome do processo que transforma energia luminosa em energia química?

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