Ciências 9º ano
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Acesso em: 26 abr. 2015. Página 166 ATIVIDADES Responda sempre no caderno. 1. Explique, com suas palavras, o que é a teoria cinético-molecular da matéria. 2. Ao lado, observe a imagem que mostra um pincel com tinta no momento em que ele é colocado em um copo com água. Fig. 1 (p. 166) Alex Bramwell/Dreamstime.com/ID/BR a) Descreva o que ocorre com a tinta do pincel e explique por que isso acontece com base na teoria cinético-molecular. b) Com base no conceito de energia, explique o que significa agitar o pincel. Essa agitação pode ocasionar aumento de temperatura? Justifique sua resposta. 3. A atividade a seguir deve ser feita em duplas. a) Procurem no dicionário os diversos significados da palavra calor e anotem-nos. b) Escrevam uma frase para cada um desses significados. c) Troquem as frases com outro grupo e analisem se os sentidos do termo calor estão sendo corretamente utilizados. 4. Observe, ao lado, a foto de um copo de chá com gelo. Fig. 2 (p. 166) Kokoroyuki/Dreamstime.com/ID/BR a) O chá estava quente ao ser colocado no copo. Explique como ocorre a troca de calor entre o chá e o gelo. b) Uma pessoa tomou o chá após ele ter esfriado. Explique por que a sensação de “gelado” vai desaparecendo à medida que o líquido é conduzido para o interior do corpo. c) Supondo que o chá foi esquecido sobre a mesa, explique quando cessa a troca de calor entre o gelo, o líquido e o ambiente.
a) Você concorda com essa afirmativa? Justifique sua resposta. b) Reescreva essa frase de acordo com o conceito de temperatura estudado.
Reinaldo Vignati/ID/BR A B C
Responda sempre no caderno. 7. Para identificar se o motor de um carro foi desligado há pouco tempo, basta aproximar a mão do capô e “sentir o calor”. a) Identifique o processo de troca de calor presente nesse caso. b) Substitua a expressão “sentir o calor” por uma expressão mais adequada ao processo físico que ocorre.
a) A condução de calor ocorre igualmente em todos os estados físicos: sólidos, líquidos e gasosos. b) A convecção ocorre em sólidos. c) A condução, a convecção e a irradiação necessitam de um meio material para propagar calor. d) O aquecedor elétrico propaga calor principalmente por convecção. e) O chuveiro elétrico aquece a água por irradiação. 9. O termômetro ao lado indica a temperatura de uma pessoa na escala Fahrenheit. Converta o valor apresentado para a escala Celsius e diga se a pessoa está ou não com febre. Fig. 1 (p. 167) André Ceolin/ID/BR 98,6
a) Quanto maior a capacidade térmica, maior a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de um corpo. b) Ao fornecer 5000 cal à barra de ferro e à barra de alumínio, a temperatura de ambas se eleva igualmente. c) A energia consumida para elevar a temperatura de um corpo só depende de seu material. 12. A tira abaixo ilustra uma aplicação da dilatação térmica. Fig. 2 (p. 167) PureStock/Glowimages Q1: Não consigo desatarraxar esta porca. Q2: Eu consigo. Q3: a) Identifique a variação relevante nessa dilatação: linear, superficial ou volumétrica. b) Explique por que o aquecimento da porca facilitou sua retirada. Página 168 CAPÍTULO 12 Eletricidade e magnetismo Fig. 1 (p. 168) Renato Ribeiro Silva/Futura Press Tempestade com raios na cidade de São Paulo (SP), 2012. Em alguns lugares, quando chove intensamente, é relativamente comum haver uma interrupção no fornecimento de energia elétrica. Como muitas situações no dia a dia das pessoas envolvem recursos tecnológicos que dependem desse tipo de energia, essas interrupções costumam causar transtornos e aborrecimentos. Os fenômenos elétricos estão presentes no nosso cotidiano, por exemplo, no funcionamento de lâmpadas, computadores e televisões, e em alguns fenômenos da natureza, como os raios. Em nossa casa recebemos a energia elétrica das usinas geradoras por meio das linhas de transmissão. Além dos fenômenos elétricos, estão presentes no nosso dia a dia os fenômenos magnéticos, observados em aparelhos como ímãs, bússolas, equipamentos de alto-falantes, microfones, telefones, etc. Existem também instrumentos específicos usados para mensurar as grandezas elétricas, como os relógios que marcam o consumo de energia, instalados na entrada das casas. A princípio, os fenômenos elétricos e magnéticos foram estudados separadamente pela Física, até que se descobriu que os fenômenos elétricos geram uma ação magnética, e os fenômenos magnéticos podem causar fenômenos elétricos. A partir dessa descoberta, ficou estabelecida a área da Física conhecida como eletromagnetismo.
A eletricidade envolve fenômenos associados às cargas elétricas. Sabemos que os corpos são constituídos por átomos, e que o átomo é formado por uma região central chamada núcleo, composta por partículas de carga elétrica positiva (+), os prótons, e partículas sem carga elétrica, os nêutrons. Ao redor do núcleo estão as partículas de carga elétrica negativa (−), os elétrons, organizadas em uma região chamada eletrosfera. Um átomo ou um corpo é neutro quando apresenta carga elétrica nula, ou seja, tem o mesmo número de elétrons e de prótons. Quando há um desequilíbrio entre o número de elétrons e de prótons, dizemos que o corpo está eletrizado. Para eletrizar um corpo, é necessário que ocorra a transferência de elétrons entre dois ou mais corpos.
ID/CL
Modelo do átomo de oxigênio, formado por oito prótons, oito nêutrons e oito elétrons. Representação sem proporção de tamanho e distância. Cores-fantasia nêutron próton elétron Eletrização Um corpo pode ser eletrizado positivamente pela retirada de elétrons, de modo que apresente mais cargas positivas do que negativas. De modo contrário, um objeto pode ser eletrizado negativamente se receber elétrons, ficando com excesso de cargas negativas. Em um processo de eletrização entre objetos, não acontece a destruição ou a criação de cargas elétricas, apenas a transferência de cargas entre eles. Com isso, a quantidade total de cargas elétricas positivas e negativas de dois ou mais objetos permanece constante, ou seja, essas quantidades se mantêm, antes e depois da eletrização. É importante lembrar que, para um corpo se tornar eletrizado positivamente, ele não receberá cargas positivas (prótons), ele perderá cargas negativas (elétrons). Isso quer dizer que um corpo eletrizado positivamente não tem excesso de prótons, e sim falta de elétrons. Nos processos de eletrização, os elétrons são as únicas partículas que podem ser transferidas de um corpo para outro. Fig. 2 (p. 169) Ilustrações: Paula Radi/ID/BR Representações sem proporção de tamanho e distância entre si. Cores-fantasia Objeto neutro: número igual de cargas positivas e negativas. Objeto eletrizado positivamente: falta de elétrons. Objeto eletrizado negativamente: excesso de elétrons. As cargas elétricas interagem a distância sem que haja contato físico entre elas. Essa interação faz surgir uma força elétrica atrativa ou repulsiva, dependendo do sinal das cargas elétricas envolvidas. Fig. 3 (p. 169) Representação de cargas elétricas, simbolizadas por esferas. Cargas de mesmo sinal se repelem, e cargas de sinais opostos se atraem. Paula Radi/ID/BR Representações sem proporção de tamanho e distância entre si. Cores-fantasia
Nesse processo, dois corpos, inicialmente neutros, são atritados entre si de modo que ocorra transferência de elétrons de um corpo a outro. Fig. 1 (p. 170) ID/CL
Representações sem proporção de tamanho e distância entre si. Cores-fantasia Etapas da eletrização por atrito Lenço de seda inicialmente neutro. Vidro inicialmente neutro. Os átomos do lenço de seda ganham elétrons; portanto, esse objeto está eletrizado negativamente. A barra de vidro se eletriza por atrito. O vidro perde elétrons para o lenço; o objeto fica eletrizado positivamente. Na eletrização por atrito, um corpo cede elétrons para o outro. Assim, ao final da eletrização, um corpo fica com excesso de elétrons – carga negativa, e o outro fica com falta de elétrons – carga positiva. Eletrização por indução Esse processo envolve um corpo eletrizado e outro neutro. Ao aproximar um corpo eletrizado do corpo neutro, ocorre uma indução, que é a separação de cargas no corpo neutro. Depois, o corpo neutro é ligado ao solo por meio de um fio que possibilita o deslocamento de elétrons do solo para o corpo neutro ou vice-versa. O sentido do fluxo de elétrons dependerá da carga elétrica do corpo eletrizado. Ao retirar a ligação com o solo, o corpo neutro ficará eletrizado, pois recebeu ou perdeu elétrons para o solo. Fig. 2 (p. 170) Paula Radi/ID/BR Etapas da eletrização por indução A
C I Um bastão (I) eletrizado positivamente se aproxima de uma esfera metálica (C), inicialmente com carga neutra. B C I
Na esfera ocorre a indução de cargas. Os elétrons são atraídos pela carga positiva do bastão e se concentram em uma região próxima à carga. C
C I T Faz-se a ligação da esfera com o solo (T). Elétrons do solo são atraídos em direção às cargas positivas da esfera. D C
Representações sem proporção de tamanho e distância entre si. Cores-fantasia Na eletrização por indução, o corpo inicialmente neutro fica eletrizado com carga de sinal oposto à do corpo inicialmente eletrizado, chamado de indutor.
Ao promover o contato de um corpo eletrizado com outro neutro, ocorre a transferência de elétrons entre os corpos. O sentido dessa transferência depende da carga do corpo eletrizado. Depois da eletrização por contato, os corpos ficam com cargas elétricas de mesmo sinal ou neutros, dependendo das cargas dos corpos.
Ilustrações: André Ceolin/ID/BR Representações sem proporção de tamanho e distância entre si. Cores-fantasia Etapas da eletrização por contato A Ao pentear o cabelo, o pente é eletrizado por atrito. B O pente já eletrizado é colocado próximo aos pedaços de papel, inicialmente com carga neutra. C Os pedaços de papel são atraídos pelo pente e ficam grudados nele. D Após tocarem no pente, os pedaços de papel ficam eletrizados com cargas de mesmo sinal que o pente e são repelidos.
Um corpo neutro é atraído por um corpo eletrizado. Isso acontece porque a aproximação do corpo eletrizado provoca a separação de cargas no corpo neutro, de modo que as cargas de sinal oposto ao corpo eletrizado ficam mais próximas e são atraídas por ele. Eletroscópio de folhas O eletroscópio de folhas é um dispositivo que pode ser usado para verificar se um corpo próximo a ele está eletrizado. Na figura ao lado, uma esfera eletrizada positivamente se aproxima da parte superior do eletroscópio e provoca um deslocamento de elétrons para essa região.
Representação do funcionamento de um eletroscópio de folhas. Paula Radi/ID/BR esfera metálica rolha esfera metálica recipiente de vidro transparente folhas metálicas finas (lâminas de metal) Em razão do excesso de cargas negativas na parte superior, ocorre o acúmulo de cargas positivas nas duas folhas metálicas, na parte inferior do eletroscópio, e surge uma força de repulsão entre elas que abre as folhas metálicas, indicando que a esfera está eletrizada.
Nessa atividade você irá construir um eletroscópio de folhas e verificará se um objeto está ou não eletrizado. Material •um pedaço de arame fino, com aproximadamente 10 cm de comprimento •um prego com a mesma espessura do arame •um martelo •um pedaço de fio de cobre de 1 cm •um pedaço de papel-alumínio do tamanho de uma folha A4, aproximadamente •um pote transparente com tampa •uma bolinha de isopor, maciça, com aproximadamente 30 mm de diâmetro •massa de modelar •papel toalha •tesoura •um canudo para refrigerante Fig. 1 (p. 172) Fotografias: Alexandre Dotta/ID/BR Procedimento 1. Peça a seu professor que faça um furo no centro da tampa do pote. Fig. 2 (p. 172) 2. Passe o arame pelo furo, deixando a maior parte de seu comprimento livre no interior do pote e apenas um pedaço com aproximadamente 4 cm na parte externa do pote. Utilize a massa de modelar para fixar o arame no lugar. Fig. 3 (p. 172) 3. Dobre a ponta do arame que ficará dentro do pote em forma de gancho. Corte duas tiras de papel-alumínio com aproximadamente 3 cm de comprimento e 1 cm de largura. Página 173 4. Prenda as duas tiras de papel-alumínio com o pedaço de fio de cobre e pendure-as no gancho, conforme a foto ao lado. Fig. 1 (p. 173) Fotografias: Alexandre Dotta/ID/BR 5. Com cuidado para que as tiras não caiam, coloque a tampa no pote e feche-o. Fig. 2 (p. 173) 6. Cubra a esfera de isopor com papel-alumínio e prenda-a na ponta externa do arame. Experimento 1 Atrite o canudo com o papel toalha e, em seguida, aproxime e afaste o canudo da esfera. Observe as folhas de papel-alumínio no interior do vidro. Fig. 3 (p. 173) INTEGRANDO IDEAS 1. Descreva o movimento que ocorre com as folhas de papel-alumínio no interior do recipiente. 2. Explique por que isso ocorre. 3. O número total de cargas do eletroscópio sofreu alguma alteração? Justifique sua resposta. Experimento 2 Descarregue o eletroscópio, encostando um dedo na esfera. Fig. 4 (p. 173) Atrite o canudo com o papel toalha e encoste-o na esfera. Observe as folhas de papel-alumínio no interior do vidro. INTEGRANDO IDEAS 4. Descreva o movimento que ocorre com as folhas de papel-alumínio. 5. Explique por que isso ocorre. 6. O número total de cargas do eletroscópio sofreu alguma alteração? Justifique sua resposta. Página 174 Circuito elétrico Quando acontece falta de energia elétrica, costuma-se utilizar um aparelho bastante conhecido – a lanterna. A lanterna funciona independentemente da rede elétrica, porque ela utiliza pilhas como fonte de energia. Além das pilhas, a lanterna possui uma lâmpada, um interruptor para ligar e desligar e fios que conectam todos esses elementos, formando um circuito elétrico.
Vista em corte de uma lanterna com as pilhas. Paula Radi/ID/BR pilha fio interruptor lâmpada Cores-fantasia Representações sem proporção de tamanho e distância entre si. Todo circuito elétrico fechado apresenta uma fonte de energia, que pode ser pilha, bateria ou uma conexão com a rede elétrica por meio de uma tomada e componentes interligados por fios.
Ilustrações: Paula Radi/ID/BR pilha lâmpada apagada interruptor O esquema acima é de um circuito elétrico simples com seus principais componentes, interligados por fios de conexão. Nessa situação, a lâmpada está desligada. Esse esquema pode representar o circuito de uma lanterna. Podemos representar o mesmo circuito elétrico utilizando símbolos para seus componentes. A letra R indica a lâmpada, os sinais + e − indicam a pilha, e a linha desconectada indica o interruptor aberto. Esse circuito não está em funcionamento; portanto, diz-se que o circuito está aberto. Com o interruptor fechado se estabelece uma conexão entre os componentes do circuito, acendendo a lâmpada. Fig. 3 (p. 174) Ilustrações: Paula Radi/ID/BR pilha lâmpada acesa interruptor A lâmpada acende quando o interruptor é ligado, ou seja, o circuito foi fechado, portanto, o aparelho está em funcionamento. Esquema que representa o circuito fechado. As setas indicam a circulação de energia elétrica estabelecida com o fechamento do interruptor. R R
Página 175 Componentes diversos de circuito elétrico Quando o circuito elétrico é alimentado pela rede de energia elétrica, como ocorre em uma residência, os componentes elétricos apresentam funções variadas, definidas pelo tipo de transformação de energia que realizam. No quadro abaixo estão alguns exemplos de componentes elétricos e fontes de energia elétrica. Geradores elétricos Pilhas, baterias e rede elétrica são fontes de energia elétrica, também chamadas de geradores. As duas primeiras geram energia elétrica a partir da transformação de energia química armazenada. E a rede elétrica faz esse fornecimento graças à transformação da energia mecânica em energia elétrica, que ocorre nas usinas geradoras. Fig. 1 (p. 175) Fabio Rossi/Agência O Globo Eduardo Santaliestra/ID/BR À esquerda, vista aérea da usina hidrelétrica de Tucuruí, no Rio Tocantins, em Tucuruí (PA), 2010. Nesse tipo de usina, a energia potencial da água é transformada em energia cinética antes de chegar às turbinas e mover os geradores que produzem a energia elétrica. À direita, pilhas e baterias. Resistores elétricos Os resistores são componentes ou aparelhos elétricos cuja função é converter a energia elétrica do circuito em energia térmica. São exemplos de aparelhos que possuem resistores: chuveiro, aquecedor elétrico, torradeira, etc.
Fernando Favoretto/Criar Imagem Chuveiro elétrico conectado à rede de energia elétrica e em funcionamento. A energia elétrica é transformada em energia térmica para aquecer a água.
São aparelhos que transformam a energia elétrica em energia cinética. Exemplos são o liquidificador, o ventilador, a furadeira e a máquina de lavar roupas. Fig. 3 (p. 175) Vilax/Shutterstock.com/ID/BR Motor que transforma a energia elétrica em energia mecânica.
São aparelhos que convertem a energia elétrica em outro tipo de energia que não sejam a térmica e a cinética. Por exemplo: lâmpadas fluorescentes, computadores, etc.
Fotostoker/Shutterstock.com/ID/BR A lâmpada eletrônica transforma energia elétrica em energia luminosa.
Quando um circuito é fechado, o gerador fornece energia elétrica que percorre o circuito por meio da corrente elétrica. A corrente elétrica pode ser definida como o fluxo de elétrons movimentando-se em uma única direção no interior do circuito. A unidade de medida é o ampère, representado pela letra A.
A bateria fornece energia elétrica e os elétrons realizam um movimento organizado, chamado de corrente elétrica, no sentido do polo positivo da bateria. Por convenção, o sentido da corrente é oposto ao movimento dos elétrons. Paula Radi/ID/BR sentido convencional da corrente elétrica movimento dos elétrons
Existem materiais que podem conduzir a corrente elétrica e outros que proporcionam o isolamento elétrico. Em geral, os metais e os líquidos que possuem íons em sua composição, como água com sal de cozinha dissolvido, são considerados bons condutores elétricos. Entre os maus condutores ou isolantes elétricos estão a madeira, o vidro, o plástico, o couro e a borracha, por exemplo. Os fios de cobre, muito utilizados nas instalações elétricas, geralmente possuem uma película de proteção ao longo de seu comprimento, que pode ser de borracha, plástico ou mesmo uma camada de verniz, evitando a passagem de corrente entre os fios que estão em contato e protegendo pessoas e animais de choques elétricos. Os isolantes elétricos podem se comportar como condutores, dependendo da intensidade da corrente elétrica a que estão submetidos. Fig. 2 (p. 176) Dar07/iStock/Getty Images Fios de cobre que compõem um cabo elétrico envolvidos por uma película de borracha em toda a sua extensão.
Em qualquer edificação, existe um quadro de luz onde se localizam fusíveis ou disjuntores. Esses dois itens são componentes de segurança, porque protegem os aparelhos elétricos de uma eventual sobrecarga na rede de energia elétrica no caso de um aumento na intensidade da corrente. Quando isso acontece, esses equipamentos abrem o circuito e interrompem a passagem da corrente. O fusível se queima e deve ser substituído; o disjuntor desarma, isto é, desliga-se, e é necessário religá-lo manualmente, depois de corrigir o problema que causou esse desligamento.
Sérgio Dotta Jr./ID/BR Fusível.
Sérgio Dotta Jr./ID/BR Disjuntor.
Dentre os materiais, os metais são bons condutores elétricos nos estados sólido e líquido, enquanto as substâncias iônicas são boas condutoras de eletricidade somente no estado líquido ou quando dissolvidas em água, conforme visto no capítulo 4. Explique por que esses dois grupos de materiais (metais e substâncias iônicas) têm a propriedade de conduzir eletricidade. Página 177 Tensão elétrica É comum as pilhas e baterias indicarem valores de tensão de 1,5 volt, 3 volts, 6 volts ou 12 volts. Mas o que é essa tensão? Fig. 1 (p. 177) Paula Radi/ID/BR Bateria de automóvel, que, em geral, apresenta 12 V.
Rob Bouwman/Dreamstime.com/ID/BR Conjunto de pilhas pequenas, também chamadas de tipo AA. Cada uma apresenta 1,5 V de tensão elétrica. O conceito de tensão ou voltagem está relacionado com a força de atração que surge quando cargas positivas e negativas estão separadas, como nos polos de uma bateria. Quando a bateria é conectada ao circuito, os elétrons são atraídos para o polo positivo, estabelecendo uma corrente elétrica. A tensão elétrica mantém o movimento dos elétrons no circuito. Quando um aparelho é ligado à tomada, a tensão da rede elétrica aplica uma força sobre os elétrons, organizando seu movimento ao longo dos fios condutores. Quanto maior essa tensão, maior a força a qual os elétrons estão submetidos.
Jacek Iwanicki/kino.com.br Tomada elétrica com três pinos, padrão brasileiro, e plugue usado em aparelhos. Na tomada com três pinos, o pino central tem função de aterramento, a fim de garantir maior segurança contra choque elétrico.
A unidade de medida da tensão é o volt, cujo símbolo é V. A tensão também é chamada de voltagem. Resistor e resistência elétrica Os resistores são componentes que oferecem oposição à passagem da corrente elétrica. Essa oposição é chamada de resistência elétrica. A resistência elétrica é uma propriedade dos materiais, relacionada à baixa condutividade elétrica. Ela depende do material, da espessura e do comprimento do fio utilizado na fabricação do resistor. A unidade de medida da resistência no SI é ohm, cujo símbolo é Ω.
Da mesma forma que o atrito dissipa energia nos movimentos, o resistor dissipa energia elétrica, transformando-a em energia térmica. Fig. 4 (p. 177) O resistor da lâmpada é o fio suspenso entre os suportes. Esse fio também é chamado de filamento. A lâmpada, ao ser acesa, converte parte da energia elétrica em energia luminosa e parte em energia térmica. s-ts/Shutterstock.com/ID/BR resistor
Fig. 5 (p. 177) Resistor de chuveiro elétrico, chamado no dia a dia de resistência. Quando o chuveiro é ligado, o resistor transforma energia elétrica em energia térmica, aquecendo a água. resistor Gabor Nemes/kino.com.br Página 178 Potencia elétrica A potência elétrica indica a taxa de transformação de energia elétrica em outros tipos de energia por unidade de tempo. A unidade de medida da potência elétrica é o watt, representado por W. Uma lâmpada com potência de 60 W converte 60 joules de energia elétrica em energia luminosa e térmica a cada segundo. Os equipamentos que usam energia elétrica em seu funcionamento costumam ter uma placa com as especificações técnicas, informando a tensão a ser usada, a potência do equipamento, entre outras. O consumo de energia elétrica medido em nossa residência depende da potência elétrica dos aparelhos e do tempo em que permanecem ligados. A unidade de medida de consumo de energia elétrica é o quilowatt-hora (kWh). O consumo de 1 kWh de energia elétrica equivale ao de um aparelho de potência 1000 W (1 kW) ligado durante 1 hora.
Jacek Iwanicki/kino.com.br Relógio de luz utilizado para medir o consumo de energia elétrica em edificações. MULTIPLICADOR POR 10 Fig. 2 (p. 178) Daniel De Granville/Fotoarena A conta de energia elétrica é calculada sobre o consumo em kWh. O valor a pagar (sem contar os impostos) é o produto da energia consumida pelo preço do quilowatt-hora. Conta do mês 02/2014 Seu número 11403250 Consumo Mês (kWh) 135 Data de vencimento 10/03/2014 Valor total a pagar (R$) R$ 60,12 Incidirão sobre a conta paga após o vencimento multa de 2%, juros de mora de 0,0333% ao dia (conf. lei 10.438/02), e atualização monetária com base no IGP-M a serem incluídos na proxima conta. Dados cadastrais
Há materiais com propriedades de condução de corrente elétrica em um nível intermediário que não podem ser considerados nem bons, nem maus condutores. Eles apresentam essa característica em sua forma pura, como um cristal. Dois exemplos desse tipo de material são o silício e o germânio, que são trabalhados na indústria e usados para a fabricação de componentes eletrônicos, como os transistores, diodos etc. Esses materiais são dopados, isto é, acrescentam-se impurezas em sua estrutura, o que os torna materiais com características especiais, pois, dependendo da intensidade da corrente elétrica, podem se comportar como isolantes ou como condutores. Esse comportamento é adequado para processar as correntes elétricas existentes em circuitos miniaturizados, como os que são colocados no interior dos computadores.
Maxim Blinkov/Dreamstime.com/ID/BR Componentes de silício e outros semicondutores instalados em uma placa de computador.
Vamos tentar acender uma lâmpada com uma pilha, com base nos conceitos aprendidos sobre circuitos elétricos. Material •1 lâmpada pingo d'água (1,5 V ou 3 V) •1 fio de cobre, desencapado nos terminais •1 pilha AA (ou outra qualquer, de 1,5 V) •fita isolante Fig. 1 (p. 179) Sérgio Dotta Jr./ID/BR Procedimento 1. Conecte a base da lâmpada no polo positivo da pilha. 2. Com a fita isolante prenda uma das extremidades do fio de cobre na parte metálica da lâmpada. Conecte a outra extremidade do fio no polo negativo da pilha conforme mostra a imagem ao lado. Fig. 2 (p. 179) Ilustrações: Paula Radi/ID/BR 3. Observe se a lâmpada acende e anote os resultados. 4. Teste outras combinações de ligação dos dispositivos. São sugeridas as seguintes disposições: Fig. 3 (p. 179) A B C D E F 5. Represente, na forma de desenho, as combinações avaliadas. Anote os resultados obtidos. INTEGRANDO IDEAS 1. Desenhe em seu caderno o(s) esquema(s) de circuito em que a lâmpada acendeu. 2. Por que a lâmpada acende apenas em certas configurações? Formule uma hipótese para explicar as situações nas quais a lâmpada não acendeu. 3. Você consegue pensar em uma maneira de acender duas lâmpadas em um mesmo circuito? Página 180 Fontes de energia Grande parte da população no planeta vive de um modo que demanda grandes quantidades de energia. As maiores demandas de energia estão relacionadas à produção de energia elétrica e à produção de combustíveis para serem usados nos meios de transporte. A energia elétrica, por exemplo, pode ser utilizada para iluminar, aquecer, etc. Os recursos naturais usados para obter energia para esses fins são chamados fontes de energia. Elas podem ser classificadas em dois grupos: as fontes de energia renováveis e as não renováveis.
São consideradas renováveis as fontes provenientes de recursos naturais que não se esgotam conforme o uso ou que levarão muito tempo para se esgotarem, como o vento e o Sol. Outros recursos são considerados renováveis porque podem ser repostos num curto período de tempo, como a biomassa de plantas. Energia hidráulica O princípio do funcionamento de uma usina hidrelétrica é utilização do movimento da água para gerar eletricidade. Para isso, a água é contida por uma barragem, formando um reservatório de água e um desnível. Em razão da diferença de altura, a água tem energia potencial gravitacional que se transforma em energia cinética ao escoar pelas comportas da represa. O movimento da água gira as pás de turbinas que estão ligadas a um gerador que, por sua vez, transforma a energia cinética em elétrica. O processo de transformação de energia hidráulica em energia elétrica não produz poluentes. No entanto, em geral, grandes extensões de terra são alagadas para a construção de reservatórios afetando os ecossistemas e a população do entorno. A decomposição da vegetação encoberta pela inundação produz o metano – gás de efeito estufa com potencial de aquecimento maior que o gás carbônico.
Ernesto Reghran/Pulsar Imagens Vista aérea da usina hidrelétrica de Itaipu. Foz do Iguaçu (PR), 2015.
A energia proveniente do vento (energia eólica), pode ser transformada em energia elétrica. Nesse processo, não há produção de poluentes atmosféricos nem gases de efeito estufa. Nas usinas eólicas, a energia cinética do vento move as hélices de turbinas eólicas. Essas hélices estão ligadas a geradores que transformam a energia cinética em energia elétrica. A construção de uma usina eólica exige um estudo detalhado da região levando em consideração o regime de ventos, o relevo, a rota de migração de aves que podem colidir com as hélices, entre outras. Além disso, deve-se considerar que o movimento das hélices produz um ruído constante prejudicial a fauna local. Fig. 2 (p. 180) Vitor Marigo/Opção Brasil Imagens Parque eólico em Beberibe (CE), 2014.
A energia solar (luz e calor) é considerada inesgotável, assim como a energia eólica. A energia luminosa pode ser transformada diretamente em energia elétrica por células fotovoltaicas e a energia térmica pode ser utilizada para aquecer água em coletores solares. O processo de conversão de energia solar em energia elétrica não produz poluente. No entanto, a poluição ocorre na fabricação dos painéis solares e no final da vida útil desses equipamentos, pois alguns materiais de que são feitos não podem ser reaproveitados e, portanto, são encaminhados à aterros sanitários. Apesar do custo dos painéis solares ter reduzido nos últimos anos, o investimento nessa tecnologia ainda continua alto quando se compara com outras fontes de energia. Outro ponto que se deve considerar para a construção de uma usina solar é a disponibilidade diária de energia solar da região. Por essa razão, a utilização dessa fonte de energia em locais de altas latitudes pode não ser interessante, uma vez que, nos meses de inverno, a incidência solar é menor. Fig. 1 (p. 181) Agência RBS/Folhapress Inaugurada em 2014, a usina em Tubarão (SC) foi considerada, no mesmo ano, a maior usina solar em operação no Brasil. Foto de 2015.
Com base nas informações apresentadas, construa um quadro comparativo com as vantagens e desvantagens de cada fonte de energia renovável. Energia da biomassa Qualquer matéria orgânica, seja ela de origem animal ou vegetal, utilizada para a produção de energia é chamada de biomassa. Esse material pode ser queimado diretamente, como a lenha, ou convertido em biocombustível, como é o caso do etanol e do biodiesel. Em relação aos combustíveis fósseis, os biocombustíveis poluem menos e são renováveis. No entanto, apesar de não conter enxofre em sua composição, a utilização de biocombustíveis gera óxidos de nitrogênio, uma das substâncias responsáveis pela chuva ácida, e materiais particulados – um poluente atmosférico. A necessidade de grandes extensões de terra para o cultivo de biomassa (cana-de-açúcar e biomassa florestal), pode favorecer o desmatamento e, com isso, prejudicar a fauna e a flora local. Fig. 2 (p. 181) Ernesto Reghran/Pulsar Images Geração de energia da queima da biomassa da cana-de-açúcar. Na imagem, detalhe da fornalha da usina em Maringá (PR), 2013.
[...] A usina maremotriz – que já possui experiências concretas em quatro países e está em fase de construção ou planejamento em outros nove – pode ser implementada em breve no Brasil. Especialistas de todo o país estão em São Luís [MA] para discutir a viabilização do Projeto do Bacanga, que prevê instalação da tecnologia na capital maranhense. [...] No Brasil, a potência do litoral maranhense, cujas amplitudes de marés atingem até oito metros – as maiores do país – tornam as condições favoráveis para a instalação do projeto. De acordo com o especialista Thiago Filho, da Universidade Federal de Itajubá (MG), o Projeto do Bacanga é um estudo piloto, que ainda não tem capacidade para tornar o Maranhão autônomo em abastecimento, mas faz parte de uma estratégia nacional de fontes alternativas de geração de energia limpa. [...] Clarissa Carramilo. G1 Maranhão. Disponível em: Yüklə 304,33 Kb. Dostları ilə paylaş:
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