Projeto Embuá Unidade de Aprendizagem: ENERGIA Sugestões de links para leituras e pesquisas A Energia e a Química(artigo) - Renato José de Oliveira - Joana Mara Santos http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc08/conceito.pdf Diet ou Light: qual a diferença?(artigo) - Rejane Maria Ghisolfi da Silva - Sandra Terezinha de Farias Furtado http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc21/v21a03.pdf Química e Energia (livro) - Claudio J.A. Mota - Nilton Rosenbach Jr. - Bianca Peres Pinto http://www.quimica.seed.pr.gov.br/arquivos/file/aiq_2011/quimica_energia.pdf Simplesmente Química (artigo) - Luiz Feraz Netto http://www.feiradeciencias.com.br/sala21/21_sq01.asp Viagens na eletricidade (vídeo completo) https://www.youtube.com/watch?v=vfuoahoe7j0 Petróleo como combustível(vídeo) http://www.youtube.com/watch?v=jglotyt4cvy Petróleo: origem, composição, refino(vídeo) http://www.youtube.com/watch?v=p_kl-epqpzc Dínamo de bicicleta(vídeo) http://www.youtube.com/watch?v=dtontk_z17m Valor calórico dos alimentos(artigo) http://www.mundoeducacao.com/quimica/como-se-determina-valor-calorico-umalimento.htm
Texto n. o 1 Energia sob o ponto de vista biológico Há diferentes tipos e fontes de energia, entretanto, sob o ponto de vista biológico a energia solar (luminosa) é, sem dúvida, o combustível que movimenta, direta ou indiretamente, a maior parte da vida na Terra. No entanto, há exceções para esta dependência universal da luz solar. Em alguns locais no fundo do mar, onde não há penetração de luz, existem ricas comunidades de animais que sobrevivem pela ação de bactérias que conseguem converter a energia presente nas ligações moleculares dos compostos inorgânicos em energia química para a produção de compostos orgânicos. Sendo assim, não podemos deixar de mencionar a importância da energia química, principalmente, aquela contida nas ligações moleculares dos compostos orgânicos constituintes dos alimentos, os quais são fundamentais para obtenção da energia necessária ao metabolismo celular. O fluxo de energia na natureza segue as leis gerais da Física, particularmente às leis da Termodinâmica, cujo Princípio da Conservação da Energia pode ser comprovado a todo o momento. Basta observamos uma forma de energia sendo transformada em outra. Por exemplo, para que um automóvel possa se movimentar é necessário que a energia armazenada no combustível (gasolina, etanol, diesel, gás natural, biodiesel) seja transformada em energia mecânica, ou a energia mecânica de uma queda d água quando convertida em energia elétrica etc. O mesmo princípio pode ser observado, por exemplo, no processo fotossintético, quando a energia solar é transformada em energia química. As células eucarióticas possuem duas organelas especializadas no processamento de energia: o cloroplasto e a mitocôndria. Nos cloroplastos ocorre a síntese dos compostos energéticos (glicose); estando presentes apenas nas células eucarióticas dos seres fotossintetizantes (algas e plantas). As mitocôndrias possuem a função de degradar esses compostos orgânicos para a obtenção da energia necessária ao metabolismo da célula; e estão presentes em todos os tipos de células eucarióticas (algas, plantas, protozoários, fungos e animais). Além disso, se você analisar as tabelas de composições nutricionais, impressas nas embalagens de alimentos, verificará que elas geralmente trazem as quantidades relativas dos principais componentes do produto e a quantidade de energia que ele contém. O valor energético dos alimentos, expressos em quilocalorias (kcal; uma quilocaloria equivale a 1.000 cal), refere-se à parcela de energia disponível presente nas ligações químicas de suas moléculas. Portanto, os alimentos (a sua ingestão, os processos digestórios tornam os nutrientes existentes nos mesmos disponíveis ao organismo) estão relacionados aos processos energéticos biológicos. Professora Josiane. 2
O que vamos investigar em Biologia para auxiliar no entendimento do que vem a ser Energia... Enviar para embuabio@gmail.com 1. Como ocorre a produção de compostos orgânicos (glicose) durante o processo fotossintético? 2. Como os compostos orgânicos (nutrientes) são utilizados pelas células para disponibilizarem a energia necessária à manutenção das funções vitais? 3. Qual a relação existente entre o gás oxigênio e os nutrientes no processo de conversão de energia nas células? 4. Que sistemas fisiológicos corporais estão envolvidos, diretamente e indiretamente, na digestão dos alimentos e, consequentemente, na distribuição dos nutrientes às células dos animais ditos vertebrados? 5. Quais os principais tipos de nutrientes encontrados nos alimentos classificados como energéticos? 6. Investigue e explique o que você entende por taxa metabólica basal e taxa metabólica total. 7. Explore o significado das seguintes expressões: dieta protetora e dieta balanceada. 8. Atualmente, um doa maiores problemas de saúde pública no mundo é a obesidade. O que a obesidade tem a ver com o tema Energia que vem sendo estudado? 3
Texto n. o 2 O que é energia? Apesar de fazer parte do nosso vocabulário cotidiano, não é fácil conceituar energia, nem mesmo para os especialistas. Por isso, talvez seja melhor considerar situações em que podemos perceber a sua presença em vez de defini-la. Por exemplo, a energia armazenada nos alimentos (carboidratos e gorduras) faz com que os órgãos do corpo de uma pessoa funcionem corretamente. A energia contida nos combustíveis faz com que os automóveis, os caminhões e outros meios de transporte se locomovam. As máquinas modernas, para seu funcionamento, também necessitam de energia proveniente também dos combustíveis ou da eletricidade. Equipamentos eletrônicos, cada vez mais presentes em nosso cotidiano, só funcionam se há fornecimento de energia elétrica. A luz solar, o som, a radioatividade, o calor são manifestações de energia. Pelo que se vê, muitas são as formas de percebermos a energia e é impossível não reconhecer sua importância. A palavra energia vem do idioma grego energéia podendo significar trabalhão, ação. No entanto, pelo menos duas tentativas para definir energia são: 1. Capacidade de um sistema realizar trabalho. Em 1807, o termo foi usado pela primeira vez com esse sentido em um tratado escrito pelo cientista inglês Thomas Young. 2. Em 1872, Maxwell propôs uma nova definição (muito aceita atualmente), na qual se entende por energia a capacidade de alterar o estado de um sistema. Quando se faz referência à energia, é fundamental considerar o Princípio de Conservação da Energia. Lembre-se, a propósito, de Lavoisier: Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma. Embora normalmente se faça menção à Lei de Lavoisier para massas envolvidas nas reações químicas, por que não para a energia? Um bom exemplo a respeito da conservação de energia pode ser descrito através da queima (reação com oxigênio) de gasolina ou de etanol (álcool etílico). Dentro da câmara de combustão do motor do carro, parte da energia potencial das ligações químicas dos combustíveis citados, bem como e do oxigênio, é convertida em energia térmica. Esta por sua vez, é transferida às partículas dos produtos (gás carbônico e água) na forma de energia cinética. Assim, pelo Princípio da Conservação de Energia, a energia interna do sistema, antes da explosão, é igual à energia imediatamente posterior e assim por diante. Fig.1: Princípio básico de funcionamento de motor de combustão interna. 4
Podemos também citar o processo bio-físico-químico denominado fotossíntese para ilustrar que a energia se conserva. Nesse caso, grosso modo, a energia luminosa/térmica proveniente do sol muda para energia química, a qual, posteriormente, pode ser transformada em energia térmica, por exemplo. Os níveis tróficos, estudados pela Biologia, fazem sentido se levarmos em consideração que a energia química dos produtores (acumulada durante a fotossíntese) pode ser repassada aos consumidores e, a seguir, aos decompositores. Mas onde a energia é armazenada? A Ciência afirma que o armazenamento da energia nos seres vivos, nos diferentes níveis tróficos, se dá em nível celular, especificamente nas ligações intermoleculares de compostos químicos como glicídios (carboidratos) e lipídios (gorduras). Os protídeos (proteínas) também apresentam a capacidade de armazenar energia, mas a quantidade de energia fornecida potencialmente difere na hora do aproveitamento da mesma por parte do organismo. Por quê? A energia contida nos grupos de substâncias citadas, sendo grandeza física, pode ser medida. Para tanto, utilizam-se aparelhos denominados calorímetros, os quais medem essa energia de forma indireta. Na verdade, essa medição é indireta, porque a energia medida, ou melhor, calculada corresponde ao calor que determinada massa de água absorve, quando há a combustão da substância cuja energia se quer medir. A unidade de medida da energia, segundo o SI, deverá ser o joule(j), mas caloria(cal) é consagrada pelo uso, em especial quando se refere à energia contida nos alimentos. Utiliza-se a expressão a seguir para cálculço da energia absorvida pela água, a qual deverá ser igua Nesse caso, múltiplos, como quilocaloria (kcal) e quilojoule (kj), são muito usados. Existe uma conversão direta de cal para joule : 1 cal = 4,18J. O calculo referido anteriormente, correspondente à energia que a água absorve, pode ser realizado com ajuda da expressão: Q = m. c. T Onde: Q = quantidade de energia (cal); m = massa (g); c = calor específico da água (cal/g. o C); T = variação da temperatura ( o C). Nos rótulos dos alimentos, mais recentemente, as informações nutricionais referentes ao conteúdo energético, além da expressão em calorias ou quilocalorias, lêse também em joule e quilojoules. Luiz Antônio. 5
Filmes recomendados Síndrome da China The China Syndrome / EUA, 1979 117 minutos Gênero: Drama Direção: James Bridges Roteiro: Mike Gray, T.S. Cook e James Bridges Elenco: Jane Fonda, Jack Lemmon, Michael Douglas, Scott Brady, James Hampton Silkwood - O Retrato de Uma Coragem Silkwood/EUA, 1983 131 minutos Gênero: Biografia/Drama/Suspense Direção: Mike Nichols Roteiro: Nora Ephron (escrito por), Alice Arlen (escrito por) Elenco: Meryl Streep, Kurt Russel, Cher Outros filmes... Dê a sua sugestão de filme com o tema energia. 8