Watt
James Watt vendia máquinas a vapor a donos de minas e moinhos. Tinha de explicar aos compradores quantos cavalos uma máquina substituiria. Watt observou um cavalo a andar em círculo, a mover um moinho, e calculou o seu trabalho por minuto. Deu 33 000 pés-libra. A esse ritmo chamou cavalo-vapor.
O cavalo-vapor não é uma força, mas uma potência: quanto trabalho se faz por unidade de tempo. Cem anos depois, a unidade de potência recebeu o nome do próprio Watt. Um watt é um joule por segundo. O cavalo-vapor de Watt vale quase 746 watts, e uma pessoa em repouso gasta cerca de cem.
| Notação | W |
| Definição | joule por segundo · J/s · kg·m²·s⁻³ · volt vezes ampere |
| Valores de referência | 1 hp — 745,699 87 W · 1 PS — 735,498 75 W · 1 kW durante uma hora — 3,6 MJ |
| Introduzida | 1882, Associação Britânica · no SI desde 1960 |
| Normas | ISO 80000-4 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Valores típicos | 100 W — uma pessoa em repouso · 746 W — um cavalo-vapor · 1 GW — uma unidade nuclear |
01 · Definição
Um joule por segundo
A potência P mostra a rapidez com que se faz um trabalho ou se transmite energia. Um watt é um joule por segundo. O mesmo trabalho pode ser feito por um motor fraco numa hora ou por um forte num minuto. O trabalho é o mesmo; a potência, diferente.
Em eletricidade, a potência é a tensão multiplicada pela corrente. Uma lâmpada de 230 V com corrente de 0,26 A consome 60 W. Daí o conhecido quilowatt-hora: um aparelho de um quilowatt a funcionar uma hora gasta 3,6 MJ de energia.
Para onde vão os watts de uma lâmpada incandescente
Quatro lâmpadas iluminam igual, cerca de 800 lm. A altura da coluna é a potência que a lâmpada tira da rede. A parte amarela vai para luz visível, a vermelha é calor. O controlo deslizante define quantas horas por dia a lâmpada está acesa. Em baixo, o consumo anual.
O watt é o ritmo a que se gasta energia; o quilowatt-hora é a própria energia. É como a velocidade e a distância percorrida. Uma chaleira de 2 kW gasta 0,1 kWh em três minutos. Uma lâmpada LED de 9 W leva onze horas a gastar os mesmos 0,1 kWh.
Quem sobe o balde mais depressa: uma pessoa, um cavalo ou a máquina de Watt
Dois poços iguais de 50 m. Em cada um, um balde com a mesma carga, em cima uma torre com roldana e ao lado um motor com tambor. Escolha um motor para cada poço. O trabalho de subida é o mesmo; o tempo depende só da potência. O tempo na cena está acelerado para que o guincho rápido termine em seis segundos. Os relógios sobre os poços mostram o tempo real de subida. À direita, dois wattímetros com escala logarítmica.
Escolha os motores e veja quem sobe primeiro o balde.
02 · Conversão
| Unidade | Valor | Onde aparece |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Há vários cavalos-vapor: mecânico 745,7 W, métrico 735,5 W, elétrico 746 W.
Um ar condicionado de 12 000 BTU/h retira cerca de 3,5 kW de calor, mas tira da rede três vezes menos.
O cavalo-vapor de caldeira vale 9,8 kW, treze vezes mais do que o comum.
03 · Ordens de grandeza
04 · Instrumentos de medição
05 · Regras de escrita
06 · Unidades vizinhas
07 · Secção histórica
Há vários cavalos-vapor. O mecânico, segundo Watt, vale 33 000 pés-libra por minuto, ou 745,699 87 W. O métrico — 75 quilogramas-força metro por segundo, ou seja, 735,498 75 W. O elétrico — exatamente 746 W. O de caldeira descrevia uma caldeira a vapor e vale cerca de 9,8 kW.
O próprio Watt fixou a norma com folga: o cavalo do moinho trabalhava mais devagar, mas o comprador da máquina não podia ficar a perder. Nos documentos da UE, a potência do motor escreve-se em quilowatts, e os cavalos só são admitidos entre parênteses.
Catálogo de grandezas
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