Nome: Data: / / A energia e sua utilização pelo homem

Transcrição

1 Exercícios Complementares - Ciências 7ª série / 8º ano Ensino Fundamental Nome: Data: / / A energia e sua utilização pelo homem A vida no Planeta Terra é sustentada pela energia. Os organismos autotróficos retiram a energia diretamente da radiação solar, e os organismos heterotróficos retiram energia dos autotróficos. A energia capturada lentamente por fotossíntese é armazenada na forma de densos reservatórios que foram sendo acumulados ao longo da história da Terra, ficando à disposição dos heterotróficos. A energia é algo com que convivemos constantemente. Para nos mantermos vivos, precisamos nos alimentar e, para isso, extrair a energia dos alimentos. Historicamente, o homem se encontra em uma busca constante por formas de energia. A primeira forma de energia que o homem conseguiu dominar foi o fogo. O Homem sempre necessitou do fogo para se aquecer, cozinhar, iluminar e se proteger. O fogo, pela fascinação que exerce, pela fantasia que sua chama desperta, deu origem a muitos contos, lendas, mitos, deuses, heróis... Para muitas civilizações, ele é um deus ou uma dádiva dos deuses, ou ainda, o produto de um roubo. Ele é, muitas vezes, associado ao Sol. Os Incas acreditavam que o fogo lhes tinha sido dado pelo filho do Sol. Desde a sua conquista, há mais de anos, o fogo se tornou, nas mãos dos homens, o primeiro meio para modificar o mundo. O fogo sempre existiu na natureza, provocando queimadas, onde havia a liberação de dióxido de carbono CO 2 e vapor d água na atmosfera. Esse fogo tinha origem vulcânica, pois ao entrarem em erupção, os vulcões laçavam suas lavas pelas florestas, causando as queimadas. Também se originava de relâmpagos que, ao atingirem uma árvore, esta se queimava. Com o domínio do fogo o homem foi aprimorando o uso do mesmo para benefício próprio. O auge do aprimoramento humano em relação ao fogo se deu na época da revolução industrial, surgindo as máquinas a vapor, cuja fonte de energia era o carvão. Esta nova tecnologia provocou uma grande mudança na sociedade, pois as indústrias se multiplicaram criando a necessidade de se utilizar novos combustíveis. Em suas pesquisas o homem encontrou o petróleo que passou a substituir o carvão. Os combustíveis fósseis originaram-se de matéria orgânica que realizavam fotossíntese, portanto, acumulavam energia vinda do Sol na forma de moléculas de carbono (hidrocarbonetos). Com a decomposição dessa matéria a cerca de 500 milhões de anos formou-se o petróleo e o carvão mineral. Antes da revolução industrial havia um equilíbrio entre a emissão de CO 2 (queimadas e respiração) e o seu consumo (pela fotossíntese), mantendo dessa forma sua concentração estável na atmosfera. O aumento da concentração de CO 2 na atmosfera, resultante da queima em larga escala dos hidrocarbonetos, produziu-se uma intensificação do efeito estufa. Mas afinal, o que vem a ser energia? A energia se apresenta de várias formas na natureza, de maneira que uma forma de energia se converte ou transforma em outra, pois, de acordo com a lei de Lavoisier, na natureza nada se perde nada de cria, tudo se transforma, conceituando assim a lei da conservação da energia. Conceituar energia não é tarefa fácil, mas podemos definir energia como sendo

2 a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho. Observe os seguintes exemplos que podem auxiliar nesse entendimento de energia: 1. As águas de uma cachoeira possuem energia, pois são capazes de realizar trabalho ao mover as turbinas de uma usina hidrelétrica, por exemplo. 2. A gasolina possui energia, pois ela é capaz de realizar trabalho fazendo o automóvel se locomover. Nós possuímos dois tipos de energia: potencial e a cinética. A energia potencial está relacionada com a capacidade de um corpo de entrar em movimento. Já a energia cinética é a energia que está relacionada à movimentação dos corpos, ou seja, é a energia que um corpo possui em virtude de ele estar em movimento. 01. Analise a figura a baixo e com relação às energias potenciais e cinéticas responda o que se pede: a) Comparando a situação A e a situação B, qual delas a criança irá apresentar maior energia potencial gravitacional? A criança na situação A apresentará maior energia potencial gravitacional quando comparada à situação B. b) Se duas crianças, uma pesando 40 Kg e outra pesando 45 Kg, qual delas irá possuir maior energia potencial gravitacional na situação A? Justifique. A criança com 45 kg possuirá maior energia potencial gravitacional na situação A quando comparada com outra criança com massa de 40 Kg. Isso ocorre porque a energia potencial gravitacional depende da massa, da altura e da gravidade do astro. c) Quando a criança sai da situação A e vai até a situação B, o que acontece com sua energia potencial gravitacional e sua energia cinética com relação aos seus valores? O valor da energia potencial gravitacional diminui e da energia cinética aumenta. d) O que acontece com a energia cinética e potencial gravitacional quando a criança se desloca da situação B para a situação C? Quando a criança se desloca da situação B para a situação C a energia cinética diminui. 02. Escreva um pequeno parágrafo tentando explicar as formas como a energia solar se modifica até chegar ao homem. A luz solar pode ser transmitida pelo ar através de um processo denominado irradiação. Mas existe outras formas de transmissão da energia do sol que chega até os seres vivos. Uma dessas formas é através do processo denominado convecção em que ocorre a transmissão de energia entre moléculas.

3 Um exemplo é entre as moléculas de água. A outra forma de transmissão de energia é realizada entre partículas, ocorre principalmente entre os metais e o processo é conhecido como condução. 03. Analisando a tabela dos valores calóricos de alguns alimentos responda o que se pede: a) Se um adolescente que gasta no seu dia a dia 1570 Kcal, ingerir ao longo do dia 150 g de arroz com feijão, 1 concha de estrogonofe, 2 copos de leite, 3 fatias de bolo de cenoura, 2 pães com duas fatias de cheddar cada e uma lata de coca, o adolescente está ingerindo mais ou menos calorias do que ele necessita. Qual a consequência disso? Quando somamos todas as calorias ingeridas pelo adolescente percebemos que seu consumo diário é 1907 cal. Portanto ele ingere mais calorias que necessita podendo engordar. b) Uma jovem que deseja seguir uma alimentação adequada consultou uma nutricionista e viu que precisa ingerir diariamente 1350 Kcal por dia. Sugira dois tipos de cardápios que ela possa fazer sem extrapolar muito o limite calórico diário. Um sugestão para uma dieta no limite calórico do adolescente seria: Unidade Alimento Valor calórico Soma por alimento 1 Suco de abacaxi 100 kcal 100 kcal 1 Bolo de cenoura 1 x 135 kcal 135 kcal 2 Maçãs 2 x 85 kcal 170 kcal 2 Fatias de melancia 2 x 24 kcal 48 kcal 1 Copo leite integral 1 x 150 kcal 150 kcal 1 Pão francês 1 x 135 kcal 135 kcal 1 Fatia cheddar 1 x 107 kcal 107 kcal 4 Colheres de arroz e feijão 4 x 75 kcal 300 kcal 1 Coxa de frango 1 x 120 kcal 120 kcal 1 Concha de estrogonofe 1 x 332 kcal 332 kcal Soma diária 1597 kcal são ingeridas nesse cardápio. Com essa alimentação o adolescente não extrapola muito o limite calórico diário. 04. Explique como ocorre a transformação de energia em cada um dos principais processos de produção energética utilizada hoje em dia.

4 a) Hidrelétrica: Na hidrelétrica ocorre transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética, energia cinética em mecânica e energia mecânica em energia elétrica. b) Solar em alimento: A energia luminosa é transformada em energia química através do processo da fotossíntese. Essa energia química armazenada nos alimentos é transformada pelos seres vivos em calor e movimento. O mundo movido a petróleo Sem energia não há sociedade humana. Essa afirmação categórica é tão verdadeira quanto o fato de que sem energia não haveria sequer seres humanos. Todas as formas de energia provêm do Sol e são armazenadas na natureza. Nosso corpo vive por processar carboidratos, gorduras e proteínas, capazes de liberar energia para manter nossa temperatura média, de 36 graus celsius, e nossa sobrevivência, nos movimentar, trabalhar, respirar e pensar. A sociedade vive da energia retirada principalmente dos derivados de petróleo. Por isso, todas as nações buscam permanentemente fontes de energia para garantir essas mesmas atividades essenciais: sobreviver (cozinhar e tomar banho), movimentar-se (transportes), trabalhar (indústria, comércio e agricultura), manter a temperatura ambiente (calefação e ar condicionado) e pensar (lazer, informática etc). Neste momento do século XXI, a humanidade vive o mesmo dilema de uma pessoa comilona e obesa que se vê, de repente, com muita gordura no corpo e correndo o risco de ficar sem comida. As fontes tradicionais de energia estão se esgotando num futuro não muito distante, e, simultaneamente, o planeta está armazenando energia demais no lugar errado, o que provoca o aquecimento global da atmosfera. Ao queimar materiais como lenha, petróleo, xisto, carvão, gás natural e outros, o homem utiliza apenas parte da energia do sol armazenada neles; a outra parte é liberada na atmosfera, sob a forma de gases, que também retêm calor. Em todos os casos, estamos queimando ou liberando carbono. Em razão disso, a atmosfera está se tornando obesa de carbono, principalmente na forma de dióxido de carbono (CO 2 ). Da mesma maneira que uma pessoa obesa tem de mudar a dieta alimentar, o ser humano precisará diversificar sua cesta energética e utilizar menos o petróleo, que era seu combustível mais calórico, econômico e fácil. Os problemas atuais de energia e meio ambiente são duas faces da mesma moeda. 05. De acordo com o texto e seus conhecimentos responda nos itens a baixo. a) Explique com suas palavras o que o texto quer dizer com a seguinte frase: Todas as formas de energia provêm do Sol e são armazenadas na natureza. No Sol a energia potencial nuclear é transformada em luz calor através da fusão de hidrogênios para formar hélio. Essa energia chega ao nosso planeta através da irradiação e é armazenada nos alimentos pelo processo da fotossíntese. b) Porque os combustíveis fósseis são considerados fontes de energia não renováveis?

5 Os combustíveis fósseis são considerados fontes de energia não renováveis porque levam milhões de anos para serem formados. Desse modo não podem ser repostos na natureza na mesma velocidade em que são consumidos. c) A partir de que elementos os combustíveis fósseis são formados? Os combustíveis fósseis são formados de matéria orgânica (animais e vegetais) que sofreu soterramento a milhões de anos. d) Cite dois principais danos ambientais que o uso desse tipo de combustível fóssil pode provocar. Explique cada um deles. O principal dano ambiental causado pelos combustíveis fósseis é a intensificação do efeito estufa. Isso ocorre devido a emissão de gases como o dióxido de carbono. Mas, além disso, podemos destacar a diminuição da biodiversidade em áreas de exploração de carvão mineral e os acidentes em mar envolvendo a exploração e transporte do petróleo. e) Qual a solução que o texto traz para diminuir o uso de combustíveis fósseis? Dê exemplos: A diversificação das fontes energéticas. Essas fontes podem ser representadas por energia solar, biocombustíveis e energia eólica. f) Explique em poucas palavras o que é o efeito estufa e o que é aquecimento global. O efeito estufa é o aquecimento do planeta pela chegada e aprisionamento de calor pela atmosfera. Esse efeito estufa é natural e essencial para a sobrevivência dos seres vivos na Terra. Mas o aquecimento global é a intensificação desse efeito estufa ocasionado pela emissão excessiva de dióxido de carbono para a atmosfera. g) Quais são os principais efeitos do aquecimento global? O aquecimento global pode contribuir para reduzir a diversidade de animais e plantas e para o derretimento de geleiras devido ao aumento da temperatura da Terra. Petróleo e pré-sal O pré-sal é uma porção do subsolo que se encontra sob uma camada de sal (que pode ter até dois quilômetros de espessura), situada alguns quilômetros abaixo do leito do mar. Acredita-se que a camada do pré-sal, formada há 150 milhões de anos, possui grandes reservatórios de óleo leve (de melhor qualidade e que produz petróleo mais fino) formados a partir da decomposição de materiais orgânicos. Estima-se que a camada de pré-sal no Brasil contenha cinco vezes mais a quantidade de óleo que as reservas atuais do país. Se esta expectativa for confirmada o Brasil ficará entre os seis países que possuem as maiores reservas de petróleo do mundo, atrás somente de Arábia Saudita, Irã, Iraque, Kuwait e Emirados Árabes. 06. A respeito das fontes de energia responda as questões a baixo.

6 a) No Brasil, quais são as principais fontes de energia utilizadas? No Brasil as principais fontes de energia são hidroelétricas e o petróleo. b) Se o gás natural é um combustível fóssil assim como o petróleo, por que o primeiro é considerado mais limpo na produção de energia? O gás natural é derivado de combustíveis fósseis, mas quando comparado ao carvão mineral e ao petróleo é considerado limpo porque emite menor quantidade de dióxido de carbono para a atmosfera. c) O que faz com que determinadas fontes de energia sejam classificadas com renováveis ou não renováveis? As energias renováveis apresentam um pequeno tempo para se reestabelecerem na natureza, já as energias não renováveis levam milhões de anos para se formarem. Desse modo não podem ser repostas na natureza na mesma velocidade do seu consumo. 07. Leia a seguinte frase extraída do site da Petrobras: O mais limpo dos combustíveis fósseis, o gás natural, possui características que favorecem uma maior durabilidade aos equipamentos que o utilizam e os impactos ambientais. a) Quais são os demais combustíveis fósseis utilizados como fonte de energia? São utilizados além do gás natural o petróleo e o carvão mineral. b) Por que o gás natural é considerado o mais limpo dentre os combustíveis fósseis? O gás natural entre os combustíveis fósseis emite menor quantidade de gases (dióxido de carbono) que intensificam o efeito estufa. c) Quais os principais prejuízos que esses combustíveis causam ao meio ambiente? Esses combustíveis fósseis podem causar impactos ambientais como a intensificação do efeito estufa e com isso contribuir para o derretimento do gelo dos polos além a da redução da biodiversidade do planeta. Ainda pode contribuir para aumentar a acidez das chuvas. 08. Para a construção de hidrelétricas economicamente viáveis o rio deve possuir uma queda d água expressiva ou uma grande vazão. Sobre isso responda: 1. Qual a relação existente entre o tamanho da queda d água e produção de energia em uma hidrelétrica? O maior tamanho da queda está relacionado à maior produção de energia devido à maior energia potencial gravitacional armazenada na água. 2. Que tipo de energia está presente na água? Esta irá se transformar em qual tipo de energia? A energia presente na água é a energia potencial gravitacional que será transformada em energia cinética.

7 3. A energia elétrica, quando chega em nossas casas é transformada em outros tipo de energia. De exemplos e aparelhos que consomem energia elétrica em sua casa e em que tipo de energia a energia elétrica é transformada. Alguns exemplos de aparelhos que transformam energia elétrica em outros tipos de energia nas nossas casas são: Rádio: energia elétrica em energia sonora e luminosa. Televisor: energia elétrica em energia luminosa, sonora e térmica. Ventilador: energia elétrica em energia mecânica. Ferro de passar roupas: energia elétrica em energia térmica e luminosa. 09. A respeito da fotossíntese e fontes de energia assinale verdadeiro (V) ou falso (F) nas afirmativas a seguir: (V) As plantas captam a energia luminosa do Sol e transformam em energia química. (F) A energia luminosa do Sol é transformada em energia potencial mecânica através da fotossíntese. (V) Algumas plantas fotossintetizantes podem gerar biocombustíveis. (V) As plantas recebem a energia solar através da irradiação. (V) Através da cadeia alimentar os animais conseguem obter a energia estocada pelos vegetais. 10. Complete o texto com a palavra correta presente nos parênteses: O efeito estufa (calor / estufa) é um fenômeno natural (natural / artificial) capaz de manter a vida no planeta Terra. Entretanto quantidades excessivas (excessivas / mínimas) de gases estufa na atmosfera (camada de ozônio / atmosfera) podem elevar a temperatura do planeta a níveis indesejados. Gases como o metano (hélio / metano) são considerados gases de efeito estufa por reter (reter / refletir) parte da radiação solar. O reflorestamento contribui para a diminuição (o aumento / a diminuição) do efeito estufa devido a fixação (fixação / produção) de carbono durante a fotossíntese.