SEQUÊNCIA DIDÁTICA PODCAST ÁREA CIÊNCIAS DA NATUREZA FÍSICA - ENSINO MÉDIO

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1 Título do Podcast Área Segmento Duração SEQUÊNCIA DIDÁTICA PODCAST ÁREA CIÊNCIAS DA NATUREZA FÍSICA - ENSINO MÉDIO Energia e suas transformações Ciências da Natureza Física Ensino médio 6min45seg Habilidades H91. Identificar algumas formas de energia expressando-as em linguagem matemática quando necessário. H92. Identificar transformações de energia em diferentes processos de geração e uso. Tempo Estimado: 30 minutos Materiais e recursos necessários: cópia do roteiro do podcast: Energia e suas transformações. Conteúdos: Fontes de energia Tipos de energia Transformações de energia Desenvolvimento: Antes de desenvolver essa atividade ouça, atentamente o podcast Energia e suas transformações. O áudio desse podcast está disponível no Portal Eja. Você pode inclusive gravá-lo no seu telefone celular. Se não conseguir localizá-lo no Portal Eja, peça o auxílio do seu orientador de aprendizagem. Julgando conveniente, ouça-o novamente para eliminar possíveis dúvidas que, porventura, apareceram enquanto você o escutava. Depois de ouvi-lo, realize as atividades propostas a seguir. Iniciando a atividade O narrador do podcast logo no início, reflete sobre o horário de verão e seus impactos na vida do brasileiro. Desde 1985, o horário de verão é anualmente adotado em vários estados do território brasileiro. Entretanto, o ano de 1985, não foi a 1ª vez que isso ocorreu. Em momentos

2 anteriores, houve a tentativa sem sucesso de implantação. O horário de verão foi adotado pela primeira vez, no Brasil, em 1931, abrangendo todo o território nacional. Exercício 1 Você mora em uma região que adota o horário de verão? Em sua opinião, o horário de verão auxilia na economia de energia? O horário de verão objetiva evitar um excesso de demanda de consumo de energia, nos horários de pico (entre 18 e 22 horas), no período mais quente do ano (de outubro a fevereiro). Um excesso de demanda de energia nesse período poderia elevar o consumo até o limite da capacidade de geração de energia do Brasil e haveria riscos no abastecimento. Com o uso de energia elétrica em seu limite, não haveria uma reserva para eventuais emergências. Argumenta-se que, com a implantação do horário de verão, ocorre um maior aproveitamento da luz natural ao final do dia, o que proporciona significativa redução na geração da energia elétrica, que se destinaria à iluminação artificial. O narrador argumenta que, com o horário de verão, gera-se uma grande economia em recursos energéticos. Quando falamos em recursos energéticos, precisamos lembrar que eles estão relacionados com todas as fontes de energia disponíveis para utilização do homem. São todos aqueles recursos que o homem pode retirar da natureza para obter energia. Hidráulica Biomassa Eólica Gás natural Nuclear Derivados de petróleo Carvão e derivados Dentre os recursos energéticos utilizados pelo homem, podemos citar o petróleo, o gás natural, o carvão mineral, a biomassa e a energia nuclear. Existe ainda a obtenção de energia a partir do vento e das ondas do mar.

3 Exercício 2 O gráfico a seguir fornece um panorama da oferta dos tipos de energia e o percentual de participação de cada fonte de energia, na matriz energética brasileira. Os tipos de energia presentes no gráfico podem ser divididos de acordo com a denominação indicada na tabela a seguir. Outras; 4,00% Biomassa e cana; 15,70% Petróleo e derivados; 38,60% Lenha e carvão vegetal; 9,70% Hidráulica; 14,70% Urânio (nuclear); 1,50% Carvão mineral; 5,60% Gás natural; 10,20% Fonte: EPE, 2011 In: Guia do Estudante, Os tipos de energia informados no gráfico anterior podem ser distribuídos de acordo com a divisão mostrada na tabela a seguir.

4 Petróleo e derivados Hidráulica Gás natural Lenha e carvão vegetal Carvão mineral Biomassa e cana Urânio (nuclear) Outras Observando a divisão fornecida no gráfico e na tabela coloque V (verdadeiro) ou F (falso) para as seguintes afirmações. a) ( ) O petróleo e a biomassa são as fontes de energia não renováveis mais utilzadas. b) ( ) As fontes de energia renováveis mais utilizadas são a hidráulica e a biomassa. c) ( ) As fontes de energia não renováveis mais utilizadas são o petróleo e o gás natural. d) ( ) As fontes de energia renováveis são mais utilizadas que as fontes de energia não renováveis. Exercício 3 Fontes de energia não renováveis Fontes de energia renováveis Em sua opinião, qual a importância da utilização de fontes alternativas de energia considerando que os recursos não renováveis são limitados? Na sequência do podscast, o narrador propôe uma reflexão sobre o conceito de energia definindo que: Energia é aquilo de que se necessita para realizar qualquer tarefa ou trabalho. Exercício 4 Pense em algumas tarefas que você executa durante o dia e das quais você necessita de algum tipo de energia.

5 E, além disso, o narrador argumenta que praticamente todas as formas de energia usadas em nossa sociedade têm sua origem associada à nossa estrela: o Sol. Com exceção da energia nuclear, a fonte da grande maioria de toda a nossa energia é o Sol. Mesmo a energia que se obtém da combustão do petróleo, carvão, gás natural e madeira é proveniente do Sol. Isso acontece porque tais combustíveis são resultados da fotossíntese. A fontossíntese é o processo por meio do qual as plantas capturam energia da radiação solar e a armazenam no tecido das plantas. Exercício 5 A energia solar é a fonte da grande maioria da energia que utilizamos. Mas, de acordo com o podcast, de onde vem essa energia? Você observa, diariamente, à sua volta, diversas transformações de energia. Isso significa que, se necessitamos de um tipo de energia, devemos obtê-la através de uma transformação. É o caso, por exemplo, do liquidificador onde ocorre a transformação da energia elétrica em energia de movimento que faz as pás do liquidificador girarem. energia sonora que chega aos seus ouvidos. energia térmica que faz com que a base do liquidificador aqueça-se. Exercício 6 Pense em outros aparelhos domésticos em que ocorrem transformações de energia.

6 Exercício 7 Observe atentamente as informações da ilustração a seguir, que indica percentuais de eficiência em diversas transformações de energia. Depois de analisar a ilustração, leia o texto que se segue. Fonte: MANAHAN, QUÍMICA AMBIENTAL, Qualquer atividade em uma sociedade moderna só é possível com o uso intensivo de uma ou mais formas de energia. Dentre as diversas formas de energia interessam, em particular, aquelas que são processadas pela sociedade e colocadas à disposição dos consumidores onde e quando necessárias, tais como a eletricidade, a gasolina, o álcool, óleo diesel, gás natural, etc. A energia é usada em aparelhos simples (lâmpadas e motores elétricos) ou em sistemas mais complexos que encerram diversos outros equipamentos (geladeira, automóvel ou uma fábrica). Estes equipamentos e sistemas transformam formas de energia. Uma parte dela sempre é perdida para o meio ambiente durante esse processo. Por exemplo: uma lâmpada transforma a eletricidade em luz e calor. Como o objetivo da lâmpada é iluminar, uma medida da sua eficiência é obtida dividindo a energia da luz pela energia elétrica usada pela lâmpada.

7 Da mesma forma pode-se avaliar a eficiência de um automóvel dividindo a quantidade de energia que o veículo proporciona com o seu deslocamento pela que estava contida na gasolina originalmente. Outra fonte de desperdício deriva do uso inadequado dos aparelhos e sistemas. Uma lâmpada acesa em uma sala sem ninguém também é um desperdício, pois a luz não serve ao seu propósito de iluminação. Também um veículo parado em um engarrafamento está usando mais energia do que a necessária por conta do tempo que fica parado no congestionamento. Outros fatores mais sutis explicam muitos desperdícios. Um construtor barateia a construção não isolando o "boiler" e os canos de água quente, pois quem pagará pelo desperdício será o consumidor. Vale notar que esses efeitos se multiplicam à medida que a energia vai migrando por todos os setores da economia. (Disponível em: < Acesso em: 23 set h43min. O texto leva a uma reflexão sobre as perdas de energia durante os processos de transformação. Alguns desses percentuais de eficiência estão indicados na ilustração que antecede o texto. I. Observando a ilustração é correto afirmar que os processos nos quais ocorrem as menores perdas de energia para o meio ambiente, dentre os mostrados, são a) o motor elétrico e o termopar. b) o gerador elétrico e a turbina a vapor. c) a caldeira a vapor e o motor do avião. d) o forno doméstico e a fotossíntese. e) o aquecedor de água e o gerador elétrico. II. E no caso da lâmpada incandescente, qual é o seu percentual de eficiência? Por que esse tipo de lâmpada tem sido substituído por lâmpadas fluorescentes? Sugestões de estudos complementares Web aula Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. Disponível em: < la/dispform.aspx?id=3&source=http%3a%2f%2fwww%2eeja%2eeducacao%2eorg%2ebr% 2Fbibliotecadigital%2Fcienciasnatureza1%2Fwebaulas%2FPaginas%2FWebaulas%5FEM%2E aspx>. Acesso em 19 set h39min.

8 Material de apoio ao aluno Energia e suas transformações. Disponível em: < 20Aluno/Energia%20e%20suas%20trasformações/Energia_Transformacoes_Aluno.pdf>. Acesso em: 19 set h25min. Anexo 1 Gabarito comentado. Exercício 1 Resposta pessoal do aluno. Exercício 2 a) (F) O petróleo e a biomassa são as fontes de energia mais utilizadas. Entretanto a biomassa é uma fonte renovável de energia. b) (V) c) (V) d) (F) Somando os percentuais para as fontes renováveis obtém-se 44,1%. E para as fontes não renováveis têm-se 55,9%. Exercício 3 A aplicação de investimentos para o desenvolvimento de tecnologias que permitam o aumento da usabilidade das energias renováveis é importante pois as fontes de energia não renováveis esgotam-se com o passar dos anos. Exercício 4 Resposta pessoal do aluno. Exercício 5 Essa energia, assim como a luz proveniente de outras estrelas, tem a sua origem nas reações nucleares que ocorrem no interior das estrelas. Exercício 6 No uso do ferro elétrico, tem-se a transformação de energia elétrica em energia térmica. No uso da máquina de lavar roupas tem-se a transformação de energia elétrica em energia de movimento e sonora. No uso da pilha, ocorre a transformação de energia química em energia elétrica. Uma bola, em queda, transforma energia potencial gravitacional em energia cinética.

9 Em algumas regiões do Brasil, existem grandes redemoinhos que, com suas pás movimentadas pelo vento, transformam a energia eólica em energia de movimento e energia elétrica. Fonte: MICROSOFT OFFICE, Em muitas residências, existem células fotoelétricas (painéis fotoelétricos) que transformam a energia solar em energia elétrica. Fonte: MICROSOFT OFFICE, Exercício 7 I. Alternativa E O aquecedor de água tem eficiência de quase 100% na transformação de energia elétrica em energia térmica. Já o gerador elétrico tem eficiência de 98% na transformação de energia elétrica em energia mecânica. II. A lâmpada elétrica incandescente possui eficiência de 4% na transformação de energia elétrica em energia luminosa. Observe que esse valor é muito baixo. Considerando-se que o restante dessa energia (96%) é perdido para o meio ambiente na forma de calor existe a

10 necessidade de substituição dessas lâmpadas por outras mais eficientes como a lâmpada fluorescente e as lâmpadas de led. Referências MIRANDA, E. Energia e suas transformações. Disponível em: < st/dispform.aspx?id=17&source=http%3a%2f%2fwww%2eeja%2eeducacao%2eorg%2ebr %2Fbibliotecadigital%2Fcienciasnatureza1%2Fpodcasts%2FPaginas%2FPodcastEM%2Easpx>. Acesso em: 18 set h31min. HEWITT. P. Fundamentos da física conceitual. Porto Alegre: Bookman, MANAHAN, S. Química Ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2013.