Ciências - Conexão Escola - Governo do Estado do Rio de Janeiro

Ciências
Aluno
Caderno de Atividades
Pedagógicas de
Aprendizagem
Autorregulada - 01
9° ano | 1° Bimestre
Disciplina
Curso
Bimestre
Série
Ciências
Ensino Fundamental
1°
9°ano
Habilidades Associadas
1. Pesquisar evidências sobre processos de conservação, transformação e dissipação de energia em
situações cotidianas.
2. Selecionar e utilizar instrumentos de medição e de cálculo (utilizando escalas) para coleta de dados
acerca de duas situações cotidianas, que envolvam, de alguma forma, os três processos.
3. Representar dados (utilizando gráficos e tabelas), fazer estimativas e interpretar resultados,
elaborando modelos explicativos para a ocorrência dos três processos.
Apresentação
A Secretaria de Estado de Educação elaborou o presente material com o intuito de estimular o
envolvimento do estudante com situações concretas e contextualizadas de pesquisa, aprendizagem
colaborativa e construções coletivas entre os próprios estudantes e respectivos tutores – docentes
preparados para incentivar o desenvolvimento da autonomia do alunado.
A proposta de desenvolver atividades pedagógicas de aprendizagem autorregulada é mais uma
estratégia para se contribuir para a formação de cidadãos do século XXI, capazes de explorar suas
competências cognitivas e não cognitivas. Assim, estimula-se a busca do conhecimento de forma
autônoma, por meio dos diversos recursos bibliográficos e tecnológicos, de modo a encontrar soluções
para desafios da contemporaneidade, na vida pessoal e profissional.
Estas atividades pedagógicas autorreguladas propiciam aos alunos o desenvolvimento das
habilidades e competências nucleares previstas no currículo mínimo, por meio de atividades
roteirizadas. Nesse contexto, o tutor será visto enquanto um mediador, um auxiliar. A aprendizagem é
efetivada na medida em que cada aluno autorregula sua aprendizagem.
Destarte, as atividades pedagógicas pautadas no princípio da autorregulação objetivam,
também, equipar os alunos, ajudá-los a desenvolver o seu conjunto de ferramentas mentais, ajudando-o
a tomar consciência dos processos e procedimentos de aprendizagem que ele pode colocar em prática.
Ao desenvolver as suas capacidades de auto-observação e autoanálise, ele passa a ter maior
domínio daquilo que faz. Desse modo, partindo do que o aluno já domina, será possível contribuir para
o desenvolvimento de suas potencialidades originais e, assim, dominar plenamente todas as
ferramentas da autorregulação.
Por meio desse processo de aprendizagem pautada no princípio da autorregulação, contribui-se
para o desenvolvimento de habilidades e competências fundamentais para o aprender-a-aprender, o
aprender-a-conhecer, o aprender-a-fazer, o aprender-a-conviver e o aprender-a-ser.
A elaboração destas atividades foi conduzida pela Diretoria de Articulação Curricular, da
Superintendência Pedagógica desta SEEDUC, em conjunto com uma equipe de professores da rede
estadual. Este documento encontra-se disponível em nosso site www.conexaoprofessor.rj.gov.br, a fim
de que os professores de nossa rede também possam utilizá-lo como contribuição e complementação às
suas aulas.
Estamos à disposição através do e-mail [email protected] para quaisquer
esclarecimentos necessários e críticas construtivas que contribuam com a elaboração deste material.
Secretaria de Estado de Educação
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Caro aluno,
Neste caderno, você encontrará atividades diretamente relacionadas a algumas
habilidades e competências do 1° Bimestre do Currículo Mínimo de Ciências do 90 Ano
do Ensino Fundamental. Estas atividades correspondem aos estudos durante o período
de um mês.
A nossa proposta é que você desenvolva estas Atividades de forma autônoma,
com a possível ajuda de um professor, que mediará as trocas de conhecimentos,
reflexões, dúvidas e questionamentos que venham a surgir no percurso. Mas você
também conseguirá realizar as atividades sozinho. Portanto, não se preocupe! Esta é
uma ótima oportunidade para você desenvolver a disciplina e independência
indispensáveis ao sucesso na vida pessoal e profissional no mundo atual.
Neste Caderno de Atividades, vocês aprenderão as principais informações sobre
origem da vida, evolução dos seres vivos e descobertas científicas.
Este documento apresenta 06 (seis) Aulas. As aulas são compostas por um texto
com explicação simples, para que você seja capaz de compreender as principais ideias
relacionadas às habilidades e competências principais do bimestre em questão, e
atividades respectivas. Leia o texto e, em seguida, resolva as Atividades propostas. As
Atividades são referentes a dois tempos de aulas. Para reforçar a aprendizagem,
propõe-se, ainda, uma pesquisa e uma avaliação sobre o assunto.
Um abraço e bom trabalho!
Equipe de Elaboração
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Sumário
Introdução...............................................................................................
03
Aula 01: Analisando, predizendo e construindo explicações...................
05
Aula 02: A Energia não se destrói, nem se cria.......................................
09
Aula 03: Pesquisando evidências da Conservação, Transformação e
Dissipação de energia.............................................................................
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Aula 04: Aprendendo a medir Energia ...................................................
19
Aula 05: A Energia no Rio de Janeiro: Fazendo estimativas e interpretando
resultados................................................................................................
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Aula 06: A Energia através dos gráficos .................................................
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Avaliação .................................................................................................
32
Pesquisa...................................................................................................
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Referências ..............................................................................................
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Aula 1: Analisando, predizendo e construindo explicações
Olá caro aluno. Começaremos essa aula refletindo sobre a imagem abaixo, de
uma senhora vidente que consulta sua bola de cristal na busca de respostas para a vida
dela ou de outras pessoas.
Imagem 1 – Uma senhora vidente com sua bola de cristal. Fonte: http://tinyurl.com/kfbb37d
Muitas pessoas que se dizem videntes, conseguem prever coisas que ainda não
aconteceram. Isso quer dizer que elas predizem o amanhã, ou seja, dizem o que vai
ocorrer em um momento que ainda não aconteceu. Predizer, ou realizar uma
predição, portanto, significa dizer antecipadamente uma coisa.
Agora, vamos mudar um pouco o exemplo. Vamos imaginar que você more
apenas com sua mãe. Ela trabalha o dia inteiro e chega sempre tarde e bastante
cansada. Você apenas estuda pela manhã e depois vai para casa. Digamos que você
tenha o hábito de chegar em casa e sair logo ligando as luzes, deixando a geladeira
aberta, tomando banho quente por mais de uma hora, ligando a TV sem assisti-la etc.
Sua mãe, ao chegar do trabalho, percebe que você está fazendo isso tudo sem controle
de gastos e fica furiosa, tendo uma vontade enorme de te dar uma bela surra. Ela
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prediz que a conta de energia elétrica virá muito cara e que você será o grande
culpado por isso, já que ela costuma reduzir bastante o seu consumo.
Imagem 2 – Sua mãe furiosa com o seu gasto de energia. http://tinyurl.com/kgotocj
Então pergunto à você: Qual a diferença entre esses dois tipos de predição, a
da vidente e a de sua mãe? Você saberia dizer?
Então vamos pensar juntos. A predição da vidente não depende de uma
análise prévia da situação para poder explicar o que provavelmente acontecerá. De
forma diferente, a predição de sua mãe se baseia em fatos reais, que são observáveis
aos olhos de todos, pois resulta de uma pequena análise da situação ao seu redor. Ou
seja, a predição de sua mãe gera uma resposta convincente. Portanto, sua mãe
observa, analisa e dá uma explicação lógica, predizendo o que provavelmente vai
acontecer com a próxima conta de energia de sua casa. Ou seja, você está ferrado!
Temos então três ações muito importantes a conhecer e que nos permitem dar
uma explicação para algo que acontece: A observação, a análise e a predição.
OBSERVAÇÃO
OBSERVAÇÃO
ANÁLISE
PREDIÇÃO
De forma geral, toda explicação é construída a partir da interação dessas
situações. Ao chegar em casa, sua mãe observa que você deixou os aparelhos ligados,
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identificando o que ocorre. Depois ela analisa cada observação e diz o que vai
acontecer, de forma coerente (ou seja, fazendo sentido), construindo uma explicação
para tudo o que acontece. Assim, ela conseguiu um modelo explicativo para justificar o
aumento da conta de energia que vinha acontecendo há alguns meses e que você, sem
dúvida, foi o grande responsável.
Certamente isso não pode continuar assim, não é mesmo? Até porque sua mãe
trabalha bastante e não pode arcar com suas despesas impensadas. Coloque-se no
lugar dela: Trabalhar o dia inteiro para pagar um gasto desnecessário de energia,
enquanto esse dinheiro que servirá para pagar a conta de energia poderia ser
direcionado para outras despesas, como alimentação ou até uma roupa nova para
você ou sua mãe. Bom, mas depois da fúria de sua mãe, acredito que você mesmo já
se deu conta de que pisou na bola. Acho que a partir de hoje será você quem vai
observar, analisar e predizer que a conta de energia dos próximos meses terá um valor
bem menor.
Atividade 1
1. Preste atenção nas seguintes ações:
CHEGAR EM CASA E
VER VÁRIOS
APARELHO LIGADOS
AFIRMAR QUE A
CONTA DE
ENERGIA SERÁ
ALTA
SUPOR QUE AS
CONTAS SÃO ALTAS,
POIS GASTA-SE
MUITA ENERGIA
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Qual dessas ações configura o que chamamos de predição? Por que você escolheu
essa opção?
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2. Pense na sua jornada diária: o que você faz? Que horas acorda? Que horas vai à
escola? Que horas retorna dela? Que horas você almoça? Que horas faz os exercícios
escolares? Que horas dorme? Etc. Com base nisso, analise uma ação dessas (ou outra
que você preferir), descrevendo o horário que costuma realizá-la, quantas vezes por dia
você a realiza e o nível de energia que o seu corpo consome com essa atividade (pouco,
razoável ou muito) e o nível de energia elétrica utilizada (caso ela seja usada). Mãos a
obra! Seja sincero na resposta. Isso vai ajudar você a se conhecer mais.
Horário de realização: __________________________________________________
Frequência: _________ vezes ao dia.
Nível de energia corpórea consumida: _____________________________________
Nível de energia elétrica consumida: ______________________________________
3. Pense na sua Escola e nas atividades que gastam energia elétrica dentro dela.
Selecione duas delas e as analise cautelosamente (ou seja, com muita atenção). Depois,
escreva uma carta a um dos diretores de sua escola propondo duas ações VIÁVEIS para
reduzir ou acabar com esse possível consumo desnecessário de energia, predizendo o
que pode acontecer se esse gasto continue. Busque corrigir os erros de ortografia e
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colocar as acentuações e pontuações adequadas, afinal, você está escrevendo uma carta
para uma autoridade. Seja cordial e claro na escrita.
Senhor Diretor,
Venho por meio desta carta...
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Aula 2: A Energia não se destrói, nem se cria
Discutir energia não é uma tarefa nada fácil. Se existisse uma forma única de
energia na natureza isso seria um pouco mais fácil. Tudo o que fazemos no nosso dia a
dia envolve, de alguma forma, energia. Existem diferentes fontes de energia no
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planeta e até fora dele. Temos o Sol, como fonte energética de luz e calor, temos a
água que passa nas turbinas de uma hidrelétrica e através de seu movimento acaba
gerando uma potência enorme de energia para o consumo humano, temos a energia
térmica produzida pela queima de combustíveis, temos a energia contida nos
alimentos, que nos permitem nutrir nossas células e mantê-las vivas etc. Temos
energia para dar e vender.
Imagem 1 – Diferentes formas e fontes de energia: solar, hidrelétrica, gerada pelo vento, pela queima
de combustíveis etc. Fonte: http://tinyurl.com/k5b4unj
Em diferentes campos da ciência lidamos com a energia. Os biólogos, os
químicos, os físicos, os engenheiros, diferentes profissões estudam um pouco sobre
energia. É graças ao estudo e controle das diferentes formas e fontes de energia, que
muitas descobertas têm sido realizadas. A energia é um conceito de vasta aplicação
em diferentes ciências. A energia pode adotar diversas formas, podendo transformarse em outra forma, embora não se crie nem se destrua, logo podemos dizer, de fato,
que a Energia se conserva na Natureza. A esse princípio científico chamamos de Lei ou
Princípio da Conservação da energia.
Segundo o Princípio da Conservação da Energia...
Na natureza, a Energia não pode ser criada e nem
destruída, podendo, no entanto, ser transformada
em outra.
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No esquema abaixo, você pode notar, por exemplo, que quando uma planta
realiza fotossíntese, ela aproveita a energia luminosa do Sol e de algumas moléculas
dentro de suas células, para gerar outras moléculas que servirão de nutrientes para os
seres vivos. Elas produzem várias moléculas de glicose (um tipo de açúcar muito
importante para a alimentação dos seres). Quando um herbívoro (animal que se
alimenta de plantas) a consume, ele utilizará essa energia acumulada nessas moléculas
para gerar energia em sua própria célula que será usada em seus músculos para se
locomover. Ou seja, parte da energia luminosa que penetra no planeta é convertida
em energia química (glicose), que, por sua vez, convertida em energia mecânica
(energia gerada com o movimento).
Imagem 2 – Conversão de energia luminosa em Energia química acumuladas em diferentes moléculas
de glicose. Fonte: http://tinyurl.com/lt9gcyo
Outro exemplo de transformação energética ocorre nas usinas hidrelétricas,
como você pode ver abaixo. A água que se encontra represada armazena energia
potencial. Ao abrir as compotas da usina, a energia potencial da água vai sendo
convertida em energia cinética à medida que ela vai escoando pelos dutos. Ao entrar
em contato com as turbinas, as mesmas começam a girar (se movimentando cada vez
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mais) dando origem à força eletromotriz induzida. De forma mais simples, isso quer
dizer que ocorre conversão da energia cinética (energia vinda do movimento das
partículas) das turbinas em energia elétrica, pois em razão da FEM (força eletromotriz)
será gerada uma corrente elétrica entre dois pontos, que é armazenada para ser
transmitida para várias regiões do país.
Imagem 3 – Interior de uma Usina hidrelétrica. Fonte: http://tinyurl.com/yhaw5rs
Atividade 2
1. Lucas é um aluno de uma Escola estadual do interior do Rio de Janeiro. Ele ganhou
um celular novo de seus pais faz pouco tempo. Embora eles o tenham proibido de
levar o aparelho para a Escola (para não atrapalhar as aulas),ele insiste em
desobedecer e o leva escondido. Embora ele deixe sempre o aparelho no vibrador, vira
e mexe o aparelho vibra e o som do recebimento de uma mensagem produz um som
que pode incomodar um professor concentrado no momento de suas explicações. Ele
recebe tantas mensagens que, no final do dia, a energia acumulada no aparelho está
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muito baixa e ele deve carregar sua bateria para que o aparelho funcione no dia
seguinte.
Com base nessa situação, pense, analise e responda:
A) Você acha que a postura de Lucas é adequada? Que conselho você daria a ele
em relação ao uso de seu aparelho nas aulas?
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B) Para o aparelho vibrar, ele necessita ter energia acumulada em sua bateria. Se
você analisar bem, perceberá o Princípio da Conservação da Energia. Diga quais
energias são convertidas em quais, neste exemplo:
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2. Em relação à Fotossíntese realizada pelos seres clorofilados, temos um claro
exemplo de Transformação de energia:
(A) luminosa em mecânica
(B) mecânica em química
(C) química em luminosa
(D) luminosa em química
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3. Na aula vimos que água que se encontra represada, armazena energia potencial. Ao
abrir as compotas da usina, a energia potencial da água vai sendo convertida em outro
tipo de energia à medida que ela escoa pelos dutos. Essa energia em que a energia
potencial se converte, é conhecida como:
(A) eletromotriz
(B) cinética
(C) luminosa
(D) térmica
Aula 3: Pesquisando evidências da Conservação, Transformação
e Dissipação de energia
Como vimos na aula anterior, uma grande premissa científica diz que a Energia
não pode ser destruída e nem criada, sendo apenas transformada. A energia sempre se
conserva em seu estado mais fundamental, mas também pode ser dissipada. Portanto,
três fenômenos naturais estão interligados: Transformação, Conservação e Dissipação
energética. E acredite! Eles estão mais próximos de você do que você pensa.
Se procurarmos evidências no nosso dia a dia, encontraremos várias de que
estes fenômenos estão acontecendo ao nosso lado e conosco sem nos dar conta.
Antes, é interessante conhecermos o significado de cada um desses fenômenos físicos.
Para isso, acompanhe a situação abaixo. Suponhamos que você precise unir dois
pedaços de madeira com um prego:
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Imagem 1 – Uma pessoa martelando um prego na madeira
Fonte: http://tinyurl.com/mfoaar4
Inicialmente o martelo se encontra parado, não é mesmo? Pois é, mas ele não
está livre de energia. Cada molécula e átomo que forma o martelo tem sua quantidade
de energia, mesmo em repouso. Quando você segura firme e o levanta, ao descer, ele
adquire velocidade. Essa velocidade faz com que o martelo apresente mais energia
disponível do que ele tinha antes. Tanto que, ao tocar a madeira, ela permite que o
prego afunde nela, o que indica que a quantidade de energia é alta. Para finalizar o
exemplo, à medida que você bate no prego, se houver um outro prego ou instrumento
pequeno ao lado da madeira no chão, é muito provável que ele se mexa um pouco,
sendo um pouquinho empurrado, como se estivesse vibrando a cada golpe que você
dá na madeira.
Não sei se você percebeu, mas nesse exemplo, temos acontecendo os três
fenômenos que ocorrem com a Energia: sua Conservação, sua Transformação e sua
Dissipação. Perceba que inicialmente, como dissemos, o martelo estava parado, mas
havia em suas moléculas uma certa quantidade de energia. A essa energia contida no
corpo em repouso, os físicos chamam de energia potencial. Ela se conserva no
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martelo. Esse fenômeno nos revela que a Energia é Conservada na matéria, se
tratando de um caso de Conservação de Energia.
No entanto, ao adquirir mais movimento, a velocidade permite um estado de
agitação maior dessas moléculas que transformam parte da Energia potencial do
martelo em Energia Cinética. Portanto, o que ocorre nessa etapa é a Transformação de
uma forma de energia em outra (potencial para cinética). Se você reler a aula anterior,
verá que fenômeno parecido acontece com as moléculas de água que passam na
turbina da usina hidrelétrica. A energia potencial das moléculas de água são
convertidas em cinética. Você lembra disso?
Por fim, quando esse martelo cheio de energia cinética toca o prego na
madeira, ele penetra nela aos poucos. Isso acontece porque a ponta do martelo (parte
de metal) cheia de energia aplica uma força sobre a superfície do prego (a cabeça do
prego), capaz de empurrá-la cada vez mais. O curioso é que essa energia não vai
apenas para o prego. A maior parte dela vai diretamente em cima do prego, mas parte
dela passa para a madeira, que passa para o solo e que se propaga para os outros
objetos próximos, dando a impressão que eles vibram. Nesse caso, dizemos que a
Energia foi Dissipada para diferentes meios (prego, madeira, solo, objetos ao redor),
caracterizando o que os físicos chamam de Dissipação de Energia.
E agora? Você consegue perceber que a Conservação, a Transformação e a
Dissipação de Energia estão muito mais próximas de você?
Atividade 3
1. A maior montanha-russa do mundo é a Kingda Ka, localizada no Parque Six
Flags Great Adventure, nos Estados Unidos. Ela chega a 139 metros de altura (a
altura de um prédio de 40 andares), alcançando a velocidade de até 206 Km/h.
O passeio dura até 56 segundos e o comprimento é de 950,4 metros. Em
feriados uma pessoa pode ficar mais de uma hora na fila do brinquedo. Os
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trens são lançados a partir de um motor de propulsão hidráulica, atingindo 206
Km/h em apenas 3,5 segundos (aceleração somente comparada à partida de
um caça a jato). Eles então sobem verticalmente a parte inclinada da montanha
até atingirem o topo a 139 metros, de onde caem praticamente em queda livre.
Imagem 1 – Vista da Montanha-russa Kingda Ka - http://tinyurl.com/mmu7neq
Pense nessa montanha-russa. Analise bem e identifique em que momento
ocorre a Conservação, a Transformação e a Dissipação de energia durante seu
funcionamento.
NESSE MOMENTO ACONTECE A...
CONSERVAÇÃO
TRANSFORMAÇÃO
DISSIPAÇÃO
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2. Suponhamos que você, sem saber, segure uma panela quente. Ao larga-la, ela
cairá no chão. Ao tocar o solo, parte da energia da panela é direcionada ao solo
e ao que estiver próximo do local do choque. A esse fenômeno energético
denominamos:
(A) Conservação
(B) Transformação
(C) Dissipação
(D) Impacto
3. Observe atentamente a imagem abaixo:
O que você entende dessa ilustração? Qual a relação desta figura com os
fenômenos estudados de Conservação e Transformação de energia no mundo de hoje.
Pense na sua vida, nas ações que você realiza no dia a dia e seja criativo, registrando
seu pensamento no espaço abaixo:
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Lembre-se: grandes respostas surgem de pequenas ideias.
Aula 4: Aprendendo a medir Energia
Como vimos nas aulas anteriores, existem diferentes formas de energia,
Medição e Cálculo. Você pode deduzir então que, se existem diferentes formas e uma
bem diferente da outra, a forma de medi-las, ou seja, quantifica-las, nem sempre é a
mesma. Não é mesmo?
Por exemplo, uma forma de energia que nos rodeia é o calor. Essa forma de
energia é também conhecida pelos cientistas como Energia térmica. Ela recebe esse
nome porque permite a variação de temperatura de um corpo. Então, quando você ou
sua mãe aquece água numa panela, estão permitindo que o calor faça mudar a
temperatura da água. Nesse caso, a energia térmica passa para a panela e da panela
passa para a água. Daí, a água aquece. Do contrário, quando colocamos um copo com
água no congelador, ocorre o inverso. A Energia térmica (calor) não entra. Ela sai da
água. Isso quer dizer que a energia térmica contida nas moléculas de água é
transferida para o congelador. Assim, a água perde calor para o ambiente. Nesse caso,
a temperatura dela não aumenta, mas diminui. De qualquer forma, aumentando ou
diminuindo a temperatura, podemos dizer que ela muda. E isso tudo ocorre porque
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quando as moléculas de um corpo (no caso do exemplo, a água) recebem energia
térmica, elas vibram cada vez mais. Ou seja, elas ganham energia cinética. Na situação
inversa, quando perdem energia térmica, elas vibram cada vez menos.
Imagem 1 – Lâmpada incandescente acesa, transformando energia elétrica em energia
térmica (calor) - http://tinyurl.com/mg5ao6t
Não sei se você já percebeu, mas quando você compra um biscoito, na parte
traseira do pacote (rótulo) vem especificando os nutrientes e o percentual energético
contido no produto. Em outras palavras, aquilo indica a quantidade de calor contida
nos nutrientes que estão nos alimentos. Quer dizer que cada molécula de nutriente ao
ser quebrada, libera uma certa quantidade de energia. Essa energia química dos
alimentos é medida em calorias. Portanto, tanto a quantidade de calor de uma panela
quente, quanto a quantidade de calor contida nas moléculas alimentares podem ser
medidas usando a mesma unidade de medição: a caloria.
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Imagem 2 – Informações nutricionais e energéticas de um produto congelado
http://tinyurl.com/kwk4bz7
Em Física sempre fazemos uso das unidades de medida, que na verdade são
usadas para caracterizar uma grandeza física, portanto, quando se trata de energia
térmica, a unidade de medida que utilizaremos é o joule, representado pela letra J
maiúscula ou podemos usar também a caloria (cal), como falamos acima. O valor entre
essas duas unidades ficou definida da seguinte maneira:
1 cal=4,186 J ⇒ 1 J=0,239 cal
Isso quer dizer que você pode medir a quantidade de energia de um alimento
usando tanto a medida Joule (J), como a medida caloria (cal). Como uma caloria
equivale a 4,186 Joules, isso significa dizer que 2 calorias equivalerão a 8,372 Joules,
três calorias equivalerão a 12,558 calorias etc.
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No entanto, o tipo de unidade que se utiliza depende do tipo de trabalho que
se realiza. Você não se importaria muito com isso, mas um cientista se importa
bastante, pois um instrumento de medida inadequado coloca em risco o sucesso de
sua investigação.
Uma outra forma de energia bastante comum é a Energia elétrica. Essa energia
é obtida pela luz solar, pela queima de combustíveis, pelo movimento das águas nas
usinas hidrelétricas, pela queima de combustíveis nas usinas térmicas, através do
movimento de massas de ar (vento) nas usinas eólicas etc. Todos esses fenômenos de
aquisição de energia elétrica acabam vindo de uma outra fonte energética.
Atividade 4
1. Todas as formas de energia são medidas da mesma forma e com as mesmas
unidades? Com base na aula, o que você pensa sobre isso? Escreva, pelo
menos, dois exemplos para esclarecer o seu pensamento:
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_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
2. Um fenômeno natural que despende 8 Joules de Energia equivale a um gasto
calórico de:
(A) 0, 912 calorias
(B) 1,912 calorias
(C ) 0,239 calorias
(D) 1, 239 calorias
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3. Veja a antiga tabela nutricional do achocolatado Nescau, para uma porção de
300 ml. Observe os dados expressos nela e responda as questões abaixo:
Fonte: http://tinyurl.com/khlf46t
Lembre-se que o termo Kcal significa que a unidade está sendo
multiplicada por 1.000. Quer dizer 1 kcal equivale a 1.000 calorias. Assim
como 3 kcal equivalem a 3.000 calorias.
A) Supondo que você utilizasse 600 ml do achocolatado, quantas quilocalorias
(Kcal) ele te proporcionaria?
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
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B) Se baseando nos valores diários de uma dieta normal (que você pode identificar
na tabela), a quantidade energética numa porção de 300 ml equivale a que
percentual dessa dieta?
Aula 5: A Energia no Rio de Janeiro:
Fazendo estimativas e interpretando resultados
O Rio de Janeiro é um grande estado produtor de Energia. Não apenas Energias
não renováveis, como combustíveis resultantes do Petróleo, mas tem se preocupado
cada vez mais com as energias limpas, como veremos nos próximos bimestres. A
Energia elétrica é muito consumida no nosso Estado, principalmente por ser um
grande polo industrial. Manter uma cidade, sua infraestrutura e seus serviços públicos
demanda de muitos gastos, em especial com Energia elétrica. Observe a fotografia da
Cidade do Rio de Janeiro no início da noite. Veja como ela é iluminada. Apesar da
beleza, isso despende muita energia.
Imagem 1 – Vista da Cidade do Rio de Janeiro e suas luzes acesas à noite. Bla paisagem.
http://tinyurl.com/k7h9jsc
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Diferentes classes (residências, indústrias, comércios etc.) têm seus gastos
energéticos, no entanto, esses gastos dependem do ramo de atividade que elas
desenvolvem. À medida que novas residências, indústrias e comércios surgem, a
demanda Energética na cidade aumenta e as estimativas apontam que a tendência é
que os gastos energéticos aumentem cada vez mais.
Mas, o que são estimativas? Por que a Ciência, a política e a economia sempre
usam essa palavra? O que de fato ela significa?
A palavra estimativa vem do verbo estimar. Estimar significa Determinar o valor
de uma coisa, avaliar, calcular. No entanto, uma estimativa, é um resultado
aproximado de alguma coisa. É, portanto, um resultado que não é exato, mas que se
aproxima de um valor provável.
Observe a tabela abaixo e você entenderá melhor:
Fonte: EPE, 2013 - http://www.epe.gov.br/imprensa/PressReleases/20120104_3.pdf
Essa Tabela foi produzida pelo EPE, Empresa de Pesquisa Energética. Você pode
perceber que Essa empresa, com base em seus estudos, sinaliza um consumo total
residencial em 2011 de 112 000 GWh (gigawatts-hora). Para o ano de 2021 ela nos
revela uma estimativa de 174 000 GWh. Ou seja, estima-se que haja um aumento de
62 000 GWh, para os próximos 10 anos, o que equivaleria dizer que a cada ano
ocorrerá um aumento de 4,5 %.
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Perceba, no entanto, que a EPE não afirma com exatidão que em 2021 tenha
ocorrido um aumento de 62 000 GWh. Ela realiza uma estimativa, ou seja, uma
projeção do consumo, com base nas possíveis residências que possam surgir (um
número imaginado), levando em conta o momento econômico atual.
Perceba que no texto, quando se fala em estimativas
energéticas não se mede a Energia elétrica em calorias e nem em
Joules, mas sim em GWh. Na realidade a unidade W (watt), KW
(quilowatt) ou MW (megawatt) são unidades de Potência. Nesse
caso, são medidas de Potência. Se você analisar uma conta de
energia elétrica identificará que a sua nos cálculos de consumo de
energia elétrica, é utilizada a unidade de Potência KW-hora, ou seja,
o trabalho energético realizado no período de uma hora.
Vejamos um outro exemplo. Desde junho de 2013, a energia produzida pelo
aterro de Gramacho, Duque de Caxias (RJ) está abastecendo a Reduc, refinaria da
Petrobras na mesma cidade. Com um investimento de R$ 240 milhões, a iniciativa teve
o apoio da Petrobras e da Gás Verde, empresa controlada pela Novo Gramacho
Engenharia Ambiental, que detém a concessão da Comlurb para explorar o aterro. A
capacidade de processamento da usina de gás verde é em torno de 70 milhões de m3
(metros cúbicos) por ano, que vão suprir cerca de 20% da necessidade energética da
refinaria. Perceba nesse exemplo que não se tem o valor exato de 70 milhões, mas um
valor próximo disso. Assim como também a Energia produzida suprirá em torno de
20% na necessidade energética. Os valores de 70 milhões e 20 % são estimativas,
valores prováveis baseados na realidade socioeconômica do Aterro.
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Atividade 5
1. Leia o documento produzido pela EPE, em janeiro de 2012. Depois, reflita e
discuta as questões propostas:
A) Para qual ideia geral, o documento nos alerta?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
B) Pelo o que você leu, este documento se baseia em valores reais ou em
previsões? Justifique sua resposta:
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
2. Quando falamos em energia elétrica, não a medimos em calorias (cal), nem em
Joule (J), como vimos na aula anterior, mas sim numa unidade de medida
conhecida W (watt). Então vamos raciocinar! Por que a Energia elétrica não é
quantificada, nem medida em cal?
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______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
3. No dia 29 de maio, comemora-se o Dia Mundial da Energia, você sabia? Nessa
atividade você vai trabalhar em dupla com um colega de classe. Vocês deverão
criar um evento (um simpósio, um debate, um congresso, um programa de
televisão ou de rádio etc.) para discutir o consumo de energia no Estado do Rio
de Janeiro. Esse evento será realizado dia 29 de maio do ano que vem, mas é
bom se apressar. Vocês serão responsáveis por organizarem todas as atividades
que vão ocorrer nesse evento e dizer o horário de cada uma através de um
cronograma. Então, vamos abusar da criatividade. Mãos à obra!
TÍTULO DO EVENTO:
DATA:
CRONOGRAMA DAS ATIVIDADES:
Aula 6: A Energia através dos gráficos
A geração de energia hidrelétrica mundial aumentou em 502 bilhões de kWh
entre 1987 a 1996, com uma média anual de 2,5%. Segundo a World Energy Council
(1996), Canadá, Estados Unidos, Brasil, China e Rússia foram os cinco maiores
produtores de hidroeletricidade em 1996. A soma da energia hidrelétrica gerada por
estes países representa 51% do total mundial.
28
O Brasil, possuidor de 8% da água doce mundial, naturalmente é responsável
pela manutenção e formação de uma consciência do uso racional deste recurso. O setor
elétrico, o maior usuário da água sem caráter degradativo, mas como modificador do
meio ambiente, possui um importante papel no gerenciamento dos recursos hídricos do
país. Às vezes, expressar tantos números e porcentagens num texto corrido pode se
tornar cansativo. Não é mesmo? No nosso dia a dia, quem nunca viu um gráfico? Eles
estão impressos nos jornais, revistas e livros, além de telejornais e programas
educativos, sendo um recurso bastante explorado pelos meios de comunicação.
Por isso, a linguagem das imagens aplicada aos números pode facilitar a
compreensão de vários fenômenos que envolvem números. Nesse caso, utilizar gráficos
pode facilitar muito o nosso trabalho. Perceba que as informações citadas nos
parágrafos anteriores estão contidas de forma mais clara e resumida no gráfico 1 abaixo
(Gráfico em setor), que aborda a Produção de Energia hidroelétrica mundial no ano de
1996. No entanto, num gráfico, não adianta apenas usarmos cores e imagens se não
houver números que expressam valores. A ideia central do gráfico não é sumir com os
números, mas fazer com que eles sejam entendidos de forma mais simples. Veja
abaixo:
Gráfico 1 em setor - Fonte: http://tinyurl.com/ldkaptz
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Se o valor de 10%, referente a quantidade energética produzida pelo Brasil em
1996, não estivesse registrado, Será que você conseguiria identificar o percentual
produzido pelo nosso país? Provavelmente não, pois trata-se de um valor pequeno em
relação aos outros percentuais. No entanto, no que se refere À soma dos países
restantes (resto do mundo), mesmo que não viesse acompanhado do valor de 49%
expresso no gráfico, você deduziria que ele corresponde a cerca da metade de toda a
Energia hidrelétrica produzida no mundo, pois os valores o pedaço do gráfico (colorido
de verde) é maior.
De forma geral, podemos dizer que o Gráfico é uma tentativa de
expressar visualmente estatísticas simplificadas, matemáticas ou não de
algum (uns) dado(os) ou valor(es) obtidos, assim facilitando a
compreensão. São recursos visuais muito utilizados para facilitar a leitura
e a compreensão de informações sobre fenômenos e processos naturais,
sociais e econômicos.
Vejamos um outro gráfico, um pouco diferente do anterior:
Gráfico 2 – Quantidade de Energia gerada anualmente pela água (1999)
Fonte: CLARKE, Robin; KING, Janet. O Atlas da Água. São Paulo: Publifolha, 2005, p. 43
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Nesse gráfico, que expressa a quantidade de energia gerada anualmente pela
água, por região em 1999 (em milhões de toneladas do equivalente em petróleo), você
pode perceber que a Europa é o continente mais produtor de Energia e mais produtor
que a América Latina (e Caribe). Olhe bem para o gráfico! Você consegue perceber isso?
Se você continuar sua análise, verá que tanto a Europa quanto a América do
Norte são megaprodutoras de Energia, embora a América do Norte produza em menor
escala, se comparado à Europa. No entanto, ambos são muito mais produtores que a
África e a Ásia ocidental. Se você olhar bem, verá também que a Produção na Ásia
ocidental é infinitamente menor do que todas as demais potências. Viu? Interpretar um
gráfico não é algo tão complicado.
Mas você acha que se o gráfico que acabou de ler não tivesse os valores
expressos, você conseguiria interpretá-lo? Hein? A resposta é que você até conseguiria
chegar às conclusões que lemos acima. Mas suponhamos que A Europa e a América do
Norte tivessem um valor muito próximo (por exemplo: 64,6 e 64,9), você conseguiria
saber a diferença? Certamente não. Justamente por isso, os valores acompanham as
barras.
Ler um gráfico e interpretá-lo não tem segredo. Basta você ter atenção, observar
e analisar o que está à sua frente. Através do raciocínio, você tirará muitas conclusões
dele.
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Atividade 6
As atividades dessa aula girarão em torno do gráfico abaixo. Portanto, observe
e analise o material com atenção, para responder as questões propostas:
Fonte: Brasil: Evolução das participação das fontes de energia - 1970-2006
(em tenp - toneladas equivalentes de petróleo)
1. Descartadas as produções de Petróleo e Biomassa, qual a fonte de energia mais
utilizada nos anos de 1970 e 1980? E qual a que teve menor produção no mesmo
período?
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_______________________________________________________________________
2. O que pode-se afirmar sobre a produção de Energia através do Elemento Urânio,
nesse período? Seja claro em suas respostas:
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
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3.Podemos dizer que as Produções energéticas por Petróleo foram semelhantes da
década de 70 e 80, se comparadas com as Produções no ano 2000? Explique porque
pensa assim:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4.O que se pode afirmar sobre as Produções energéticas por Gás natural nos anos de
2005 e 2006?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5.Com base no que estudou na aula 6, como você definiria um gráfico? Qual a
importância desse instrumento para a Ciência e para a comunicação, de forma geral?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Avaliação
1. Observe o cientista abaixo. Ele nos revela um grande Princípio científico que já
aprendemos nas aulas anteriores. Entretanto, ele se esqueceu de nos dar
exemplos sobre esse fenômeno, para que esse princípio seja mais fácil de
entender, vamos ajuda-lo?
Cite então, no espaço abaixo, três exemplos que podemos observar no
nosso cotidiano, de uma forma de energia sendo transformada em outra.
Imagem 1 - http://tinyurl.com/m3vjn68
EXEMPLOS DE TRANSFORMAÇÃO ENERGÉTICA
2. Observe atentamente as seguintes formas energéticas:
(A) Energia térmica
(B) Energia elétrica
(C ) Energia potencial
(D) Energia cinética
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Agora, relacione-as com os exemplos mais adequados:
( ) Uma bolinha de gude rolando no solo.
( ) Uma bola de basquete parada no armário.
( ) Um fluxo de cargas elétricas que passa num condutor.
( ) Um abraço no namorado num dia frio.
3.Você conhece um gato dos desenhos animados chamado Garfield? Que felino
preguiçoso! E quando lhe convém. Comprove isso na charge a seguir:
Imagem i – Garfield interpretando a Lei da Conservação energética - http://tinyurl.com/ku4vad4
Perceba que o gato faz uma interpretação CÔMICA E EQUIVOCADA do Princípio
exposto na questão anterior. Esclareça-o, usando um bom argumento, de que ele está
equivocado. Vamos lá!
ARGUMENTO
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4.Observe e analise atentamente a imagem abaixo:
Temos aqui quatro imagens. O que você percebe em comum entre elas?
Reflita e busque o máximo de relações possíveis entre as quatro imagens,
registrando nas linhas abaixo:
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.Como discutimos, um corpo em movimento converte sua energia potencial
em energia cinética (energia do movimento). No caso de um veículo parado, a
quantidade de energia cinética é constante. À medida que o carro se
movimenta e aumenta sua velocidade, aumenta sua energia cinética. Com base
nisso, Que tal abusar um pouco de sua criatividade? Proponha uma frase de
efeito (que chame a atenção das pessoas), sem uso de palavras e termos
grosseiros, sensibilizando seus colegas para a importância do uso do cinto de
segurança nos veículos automotores. Você pode usar palavras científicas e do
cotidiano, fazer frases engraçadas, românticas ou críticas. Vamos lá, a
criatividade é sua!
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Pesquisa
Como você percebeu, nesse bimestre, falamos basicamente sobre a Energia.
Buscamos conceitos, explicações, formas de medida e outras questões que nos fizeram
ver a Energia com um outro olhar, não é mesmo?
Tenho certeza de que agora, você já pode discutir um pouco mais sobre o
assunto quando alguém estiver falando sobre ele. Mas, sempre é bom aprimorar um
pouco mais o nosso conhecimento. Para isso é importante buscar a informação, ler,
anotar as coisas mais importantes, tomar nota das fontes onde você pesquisou e
produzir um material final de qualidade. Não faça com pressa. Afinal, a pressa é
inimiga da perfeição, não é mesmo?
Para desenvolver a nossa pesquisa, antes dê uma olhadinha nessa fotografia
abaixo:
Imagem 1 – Albert Eisntein e uma de suas frases marcantes seguida da Equação da energia.
Fonte: http://tinyurl.com/l4e5lpm
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Albert Einstein é atualmente conhecido como um dos mais importantes
cientistas da humanidade. Ele nasceu no século retrasado (século XIX), em 14 de março
de 1879, no Sul da Alemanha. No ano de 1905, quando tinha apenas 26 anos, publicou
artigos científicos revolucionários, mas a vida não foi fácil para ele. Teve muitas
dificuldades, como muitos de nós. E com muito esforço, ele acreditava que ao estudar,
as pessoas se tornariam mais inteligentes e poderiam mudar o mundo a sua volta.
Tanto que ele ganhou o Prêmio Nobel (um dos mais importantes para os cientistas) de
Física em 1921. Foi o cientista que mais contribuiu para o entendimento do nosso
Universo. Além de cientista, Einstein foi um grande pensador, deixando uma série de
ideias importantes para a humanidade. Uma delas é a descrita na imagem, ao dizer
que “A mente que se abre a uma nova ideia jamais retornará ao tamanho original”.
Na mesma imagem, você pode notar que existe uma Equação, que foi de extrema
importância para revolucionar a ciência moderna.
Pois é, essa é a pesquisa que você deverá desenvolver: Desvendar o que
significa essa Equação proposta por Einstein e aceita por diversos cientistas no mundo.
O que ela quer dizer? Pesquise bem para dar uma boa explicação. Traga também
exemplos da aplicação dessa lei, para mostrar que o que Albert Einstein quis dizer faz
bastante sentido.
Então, que tal? Vamos começar o trabalho?
Essa pesquisa será entregue com o prazo de uma semana. Você pode pedir a
ajuda de seus pais, amigos ou colegas de classe. Não esqueça nunca de registrar o
material onde realizou a pesquisa (pode ser um site oficial, um livro, uma revista, um
vídeo de onde retirou as informações), anotando a sua fonte. Busque realizar um
material simples, claro, com a letra legível e, preferencialmente, manuscrito.
E não esqueça que o mais importante com a pesquisa é que você aprenda.
Pense que, de alguma forma, cada conhecimento que você desenvolve fará de você
uma pessoa mais inteligente.
Bom trabalho!
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Referências
[1] SOUZA, R. Eisntein: Fatos e Teorias. 1ª Edição. São Paulo: Editora Áudio, 2012.
[2] GOWDAK, D. Ciências Novo Pensar Química e Física . 9º ano. São Paulo: FTD,2012.
[3] GEWANDSZNAJDER, F,. Ciências - Matéria e Energia. 9º ano. 4ª Edição. São Paulo:
Ática, 2011.
[4] Governo do Estado do Rio de Janeiro. Conexão professor. Disponível em
http://www.conexaoprofessor.rj.gov. Acessado em 23/07/2013.
[5] BRASIL ESCOLA. Princípio do funcionamento de uma usina hidrelétrica. Disponível
em http://tinyurl.com/k5b4unj. Acesso em 24/07/2013.
[6] NOVO TELECURSO. Teleaula número 16. Física. Conservação da Energia, o “X” da
questão. Disponível em http://www.youtube.com/watch?v=i3DV8onxypw. Acesso em
26/07/2013.
[7] BRASIL. EPE – Empresa de Pesquisa energética.
http://www.epe.gov.br/imprensa/PressReleases/20120104_3.pdf.
26/07/2013.
Disponível
Acesso
em
em
[8] CLARKE, R; KING, J. O Atlas da Água. São Paulo: Publifolha, 2005, p. 43.
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Equipe de Elaboração
COORDENADORES DO PROJETO
Diretoria de Articulação Curricular
Adriana Tavares Maurício Lessa
Coordenação de Áreas do Conhecimento
Bianca Neuberger Leda
Raquel Costa da Silva Nascimento
Fabiano Farias de Souza
Peterson Soares da Silva
Ivete Silva de Oliveira
Marília Silva
PROFESSORES ELABORADORES
Prof. Alexandre Rodrigues da Costa
Profª Francisco José Figueiredo Coelho
Prof. Marcio Sacramento de Oliveira
Profª.Rosimeire de Souza Freitas
Prof.ª Tatiana Figueiredo de Oliveira
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