Exercitando Ciências. Tema Tipos de Energia

Transcrição

1 Exercitando Ciências Tema Tipos de Energia Caro aluno, inicie essa atividade com a leitura dos capítulos 34, 42 e 44 do livro Novo Telecurso de Ciências. Após realizar a leitura, se possível, também assista as teleaulas correspondentes para que possa ampliar ainda mais a compreensão dos conteúdos apresentados pelo material didático básico. Durante os momentos de estudo, você pode perceber que para todas as tarefas que realizamos precisamos de algum tipo de energia. Por exemplo, a energia necessária para que o corpo consiga realizar movimentos ou ainda para que consiga pensar e executar tarefas provêm dos alimentos que consumimos. Uma das primeiras fontes de energia utilizada pelos ancestrais do homem foi a energia térmica e a luminosa liberada pelo fogo. A madeira era o principal combustível utilizado na época. Apesar do uso da lenha, o homem caçador não dispunha de conhecimento sobre a origem do calor, nem domínio sobre sua produção e utilização. Ao longo do tempo, o homem descobriu a energia mecânica, a qual era obtida pelo uso da tração animal pelo homem agrícola primitivo. Esse uso tinha, provavelmente, bases intuitivas e era resultado da capacidade do homem observar o ambiente. As energias térmicas, hídricas, eólicas e mecânicas eram empregadas na Idade Média pelo homem agrícola avançado. Ele já queimava carvão para obter calor e vapor, empregava os animais como meio de transporte e tração e já usava o vento para mover barcos a vela. O vento também era utilizado para acionar moinhos e quebrar grãos. Foi nesse momento da história que

2 o homem começou a dispor de conhecimentos mais elaborados sobre o calor e os princípios básicos da mecânica. Com o desenvolvimento das civilizações e após várias pesquisas, descobriu-se o petróleo que é utilizado como fonte de energia até hoje. Do petróleo o homem retira a gasolina, o diesel, entre outros subprodutos importantes para diversos tipos de indústria. No século XX, o homem passou a aproveitar a energia cinética (energia contida na movimentação dos corpos) contida no fluxo das massas de água para transformá-la em energia mecânica através da rotação das pás das turbinas que compõem o sistema das usinas hidrelétricas. Em síntese, é importante reforçar que a energia não é criada ou destruída, apenas transformada. Nesse processo frequentemente são obtidas diferentes modalidades de energia, mas a energia total é sempre a mesma. Isso significa dizer que a quantidade de energia antes e depois das transformações de uma modalidade de energia em outra mantém-se inalterada, trata-se do princípio da lei da conservação da energia. Agora que já realizamos uma pequena revisão sobre a história do uso da energia pelo homem, vamos rever os tipos de formas e fontes de energia na tabela abaixo. A partir deste ponto, podemos classificar como fonte de energia um recurso energético, seja ele natural ou produto de um processo, utilizado diretamente pelos seres humanos. Assim, são classificados como fontes de energia o Sol, os alimentos, o vento, combustíveis fósseis, combustíveis processados, entre outros. E classificamos como formas de energia o meio como a energia destes recursos manifesta-se na natureza ou é utilizada pela sociedade. Temos, então, a energia eólica, a energia hidráulica, a energia nuclear etc. A tabela a seguir mostra uma relação entre fonte e forma de energia. Entre parênteses estão as manifestações destas formas de energia, de acordo com o critério científico. Fonte de energia Sol Vento Rios e barragens Plutônio, Urânio Biomassa (alimentos, lenha) Combustíveis fósseis (petróleo, carvão, gás natural) Forma de energia Energia solar (energia radiante) Energia eólica (energia cinética) Energia hídrica ou hidráulica (energia cinética e/ou potencial) Energia nuclear (energia potencial) Energia química (energia potencial) Energia química (energia potencial)

3 Combustíveis processados (gasolina, álcool, GNV, diesel, biodiesel) Vapor (máquinas a vapor) Energia química (energia potencial) Energia térmica A partir da leitura da tabela, podemos nos perguntar: Os combustíveis seriam então uma fonte de energia? Sim, nós podemos classificá-los como uma fonte de energia, sendo que a energia pode tanto ser obtida diretamente (carvão mineral, lenha) quanto como resultado de um processo (gasolina, diesel etc.). Atividades Com o auxílio do texto, responda às questões 1 a 3. (...) A Revolução Industrial, iniciada no século XVIII, foi, na verdade, uma revolução nos processos de utilização da energia, que se tornava necessária em quantidades cada vez maiores, para permitir a produção de bens de consumo na proporção exigida por populações em rápido crescimento. Até então o homem, embora utilizasse largamente o calor para o aquecimento de suas casas e preparo de alimentos, não havia ainda aprendido a transformá-lo em energia mecânica, isto é, em força para produzir trabalho. Além de sua própria força muscular e da de animais, só o vento e a água lhe prestavam algum serviço. A descoberta da máquina a vapor realizou esse prodígio e chegou a ser condenada na época, pois pensavam ter algo de bruxaria. Até mesmo as primeiras linhas de navegação comercial com navios a vapor passaram por sérias dificuldades financeiras, porque, apesar de os barcos serem muito mais velozes e independentes das condições meteorológicas, eram rejeitados pelos comerciantes que davam ouvidos a tais superstições. Fonte: Samuel M. Branco. O meio ambiente em debate, p. 45.

4 1) Na leitura do texto acima, você conseguiu observar quais tipos de fonte de energia? 2) Qual a origem da energia utilizada pelo corpo humano para realizar suas atividades diárias? 3) Observe no esquema a seguir o funcionamento da máquina a vapor: Consulte a tabela de fontes e formas de energia e responda qual são as fontes de energia utilizadas para gerar o movimento nas locomotivas. 4. Como já revisamos as formas e as fontes de energia, vamos analisar como elas são classificadas de acordo com a sua origem. Em sua leitura você deve ter lido que da grande variedade de fontes de energia, temos as fontes renováveis e as não renováveis. Com base nesse conhecimento, pense se as situações exemplificadas a seguir, estão utilizando fontes renováveis ou não renováveis e classifique-as:

5 1. 2. (Carro movido a gasolina) (Barco a vela) _ (Usina hidrelétrica) 5. (Aquecimento da água pela energia solar) 6. (Ônibus movido integralmente a biodiesel) (Usina térmica movida a carvão)

6 5. Usinas hidrelétricas são consideradas fontes renováveis de geração de energia, contudo, a exemplo da Usina Hidrelétrica de Belo Monte, no curso do Rio Xingu, sua construção gerou grande polêmica no que diz respeito à questão ambiental. Usina Hidrelétrica de Belo Monte Disponível em: < Acesso em: 19 mar h56min. Apesar de ser considerada uma fonte renovável e não emitir poluentes, as usinas hidrelétricas não estão isentas de impactos ambientais e sociais. A construção das usinas hidrelétricas geralmente ocorre em ambientes muito biodiversos. Comente sobre isso.

7 6. Quando recebemos energia elétrica em nossas casas, a utilizamos em diversos aparelhos eletrônicos, que a transformam em outras fontes de energia. Observe as imagens a seguir e descreva as transformações de energia que ocorre para cada caso. Ferro de passar Secador de cabelo Furadeira Ventilador

8 Aparelho de som Chuveiro 7. A todo instante no Universo, vários fenômenos físicos e químicos ocorrem e a energia que os acompanha pode ser observada em constante transformação. O ato de assistir TV consome energia elétrica e a transforma em outros tipos. Pense e reflita em quantas transformações de formas de energia ocorre durante o uso desse aparelho e comente sobre isso.

9 8. Leia a sentença a seguir e preencha as lacunas: A energia é a forma de energia mais utilizada no mundo. Ela pode ser obtida de várias maneiras, no Brasil, ela é obtida principalmente por. Uma fonte de energia é um recurso energético, seja ele ou de um processo, utilizado diretamente pelo homem. De todas as fontes de energia a mais abundante é a e dela se originam outras fontes que utilizamos frequentemente. Por exemplo a energia que vem dos combustíveis fósseis, como do, utilizado para a produção de gasolina, é proveniente dessa fonte, pois é resultado do processo da fotossíntese. Dessa forma, pode-se dizer que a energia nunca é ela é sempre transformada em outras, mantendo-se inalterada, trata-se do princípio da. 9. Conforme discutido, a energia pode ser classificada de a acordo com a sua fonte, como energia renovável e não renovável. Com base no que você estudou, conceitue esses dois tipos de fontes de energia e comente sobre o impacto do seu uso na sociedade em larga escola.

10 10. Na cruzadinha a seguir, preencha com as palavras adequadas, de acordo com as definições oferecidas no quadro abaixo. Linhas Verticais 2 Principal fonte de energia para a espécie humana. 3 Fonte natural que se recompõem a curto prazo. 4 Recurso energético, seja ele natural ou produto de um processo, utilizado diretamente pelos seres humanos. 6 Tipo de energia contida nos compostos orgânicos. 7 Energia obtida a partir do aproveitamento da energia potencial de uma massa de água. 8 Tipo de energia proveniente do Sol. Linhas Horizontais 1 Tipo de energia que se manifesta na forma de calor. 3 - Tipo de fonte de energia que se repõem a longo prazo. 5 Tipo de energia originada pela força dos ventos.

11 Gabarito Comentado 1. O texto comenta sobre formas e fontes de energia. As fontes de energia citadas são: Sol ao falar sobre o calor; água (rio e barragens) ao falar...a água lhe prestava algum serviço ; alimentos ao falar de preparo de alimentos; vapor ao falar da máquina a vapor; e o vento também citado no texto. 2. A fonte de energia para o homem realizar suas tarefas diárias provém dos alimentos. 3. Observando o desenho da máquina a vapor, é possível notar que as fontes de energia são a biomassa e o vapor Não renovável; 2 Energia renovável; 3 Energia renovável; 4 Energia renovável; 5 Energia renovável; 6 - Energia não renovável. 5. A construção das usinas hidrelétricas ocorre geralmente em áreas que abrigam florestas densas, com grande concentração de espécies endêmicas, isto é, que são encontradas apenas em uma única região. A construção das usinas acarreta o desmatamento de grandes áreas, com a morte de um grande número de espécies animais e vegetais, trazendo grandes impactos ambientais aos ecossistemas. Além disso, há também uma série de intervenções no ambiente aquático, como a mudança do curso de rios e represas, causando a morte de várias espécies e alterações no comportamento reprodutivos de animais e plantas. Todas essas perturbações ambientais, podem culminar em extinção ou diminuição populacional de seres vivos, alterando a dinâmica e o equilíbrio de cadeias alimentares e, consequentemente, no fluxo de energia do ambiente. 6. Ferro de passar: energia elétrica em energia térmica; secador de cabelo: energia elétrica e energia térmica; furadeira: energia elétrica em energia mecânica; ventilador: energia elétrica em energia mecânica e em energia eólica; aparelho de som: energia elétrica em energia sonora; chuveiro: energia elétrica em energia térmica. 7. Ao ligar uma TV, a energia elétrica é convertida em energia térmica, pois há um leve aquecimento do aparelho, em energia sonora, com a produção de som e, em energia luminosa, pois a exibição das imagens emitem luz. 8. A energia elétrica é a forma de energia mais utilizada no mundo. Ela pode ser obtida de várias maneiras, no Brasil, ela é obtida principalmente por usinas hidrelétricas.

12 Uma fonte de energia é um recurso energético, seja ele natural ou produto de um processo, utilizado diretamente pelo homem. De todas as fontes de energia a mais abundante é a solar e dela se originam outras fontes que utilizamos frequentemente. Por exemplo, a energia que vem dos combustíveis fósseis, como do petróleo, utilizado para a produção de gasolina, é proveniente dessa fonte, pois é resultado do processo da fotossíntese. Dessa forma, pode-se dizer que a energia nunca é criada ela é sempre transformada em outras formas, mantendo-se inalterada, trata-se do princípio da lei da conservação da energia. 9. As fontes de energia podem ser classificadas como fonte não renovável, quando os recursos energéticos levam um grande tempo para serem produzidos e as fontes renováveis, são aquelas que renovam-se em tempos muito mais curtos: meses, anos ou, no máximo, algumas décadas. Os principais exemplos de fontes de energia não renováveis são os combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral, gás natural e xisto betuminoso) e os combustíveis nucleares. O uso intensivo desses recursos leva a emissão de poluentes, substâncias que em grandes concentrações causam graves danos ambientais aos ecossistemas. O uso de fontes de energia renováveis, comumente denominadas de energia limpa segue uma tendência no mundo inteiro, pois além de serem recursos energéticos que se renovam mais rapidamente, seu uso e aproveitamento geram menor impacto aos ecossistemas. 10. Linhas Verticais Linhas Horizontais 2 Alimentos 1 Energia térmica 3 Fonte renovável 3 Fonte não renovável 4 Fonte de energia 5 Energia eólica 6 Energia química 7 Energia hidráulica 8 Energia solar