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7ª SÉRIE - Diretoria de Ensino

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1. j ela grande parte da energia fornecida ao ve culo dissipada perdida Para sabermos qual TS E TRE E a efici ncia ou o rendimento do autom vel LES de escape basta dividir a energia usada nas rodas pela energia dada inicialmente ao veiculo Assim temos Rendimento 9 kW172 kW 0 125 12 5 9kW energia usada nas rodas 72 kW energia dada inicialmente ao ve culo Pist o A perda de energia pode ser encontrada divi dindo a quantidade de energia perdida some os valores de perda 1 56 8 2 2 3 63 kW pela energia fornecida ao veiculo Perdas 63 kW172 kW 0 875 87 5 Virabrequim 63 kW energia perdida 72 kW energia inicialmente fornecida Figura 9 Esquema do funcionamento de um motor 37 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 37 03 09 09 14 41 17 38 Ent o de toda a energia fornecida ao vei culo apenas 12 5 dela convertida em movi mento das rodas Normalmente os carros funcionam com um rendimento em torno de 20 a 25 importante ressaltar que as perdas s o tanto de origem mec nica quanto t rmica As perdas t rmicas devem se troca de calor do motor com o ambiente pelo sistema de refrige ra o e energia interna dos gases de escape resultantes da explos o As perdas mec ni cas s o consequ ncia basicamente do atrito das superf cies met licas e da in rcia do pis t o veja a figura pist o o elemento respon s vel por comprimir a mistura
2. 11 12 Por exemplo l mpada pode apare cer em aquecimento uma vez que seu filamen to aquecido quando acesa e em ilumina o Uma ideia interessante recortar conjuntos de pequenos cart es com o nome de aparelhos e distribuir esses conjuntos para os grupos de alunos para que eles os organizem de acordo com os crit rios que criarem No momento de partilha dos grupos cada um deles pode apre sentar a sua classifica o expondo para a clas se os crit rios utilizados Para isso Esse um momento para Consumo de energia Pot ncia el trica e rel gio de luz Para responder s quest es anteriores pre cisamos primeiro entender que o consumo de energia el trica depende al m do tempo de uti liza o de uma caracter stica dos diferentes CP 7a CIE vol4 FINAL indd 12 aparelhos el tricos chamada pot ncia A po t ncia dos aparelhos expressa em Watts W e quase todos trazem essa informa o impressa em suas embalagens em chapinhas ou etique tas de fabrica o neles afixadas ou nos manu ais de instru o O quadro a seguir apresenta um exemplo de como essa informa o apare ce no manual de um forno de micro ondas Dados T cnicos Tens o V 127V 220V Capacidade litros 17 Frequ ncia Hz 60 2450 Frequ ncia das micro ondas MHz Pot ncia de consumo W 1050 1150 Corrente A 8 3 5 2 Peso Kg 12 2 Altura mm 280 Largura mm 461 Profundidade mm
3. Conte dos e temas circuito el trico corrente el trica curto circuito energia el trica Compet ncias e habilidades desenvolver modelos explicativos sobre componentes do circuito el trico associar experimentos sobre eletricidade com aparelhos el tricos e seus componentes identificar vari veis relevantes para a interpreta o e a an lise de experimentos sobre eletrici dade produzir textos e esquemas para relatar experi ncias Estrat gias atividades experimentais trabalho em grupo discuss o compartilhada Recursos peda os de fio cabinho fios de telefone de 40 cm de comprimento l mpadas pequenas de 3V como as de lanterna fita adesiva e tesoura sem ponta tira de metal de lata de refrigerante um peda o de madeira ou papel o grosso de 10 cm x 10 cm duas pilhas de Avalia o participa o dos alunos nas atividades em grupo e nas discuss es compartilhadas em rias Iniciaremos nossa discuss o apontando componentes de um circuito que s o utiliza dos diariamente pelos alunos como tomadas e interruptores Em seguida construiremos um circuito simples para ilustrar o funcionamento de uma l mpada e de uma lumin ria 03 09 09 14 40 36 15 16 Sensibiliza o e experimento Circuito el trico lanterna Podemos iniciar a atividade solicitando que os alunos identifiquem as tomadas e os interruptores de luz existentes na sala de aula Para que serve a tomada E os plugues E os interruptores de
4. Esquema relativo ao caminho da eletricidade CP 7a CIE vol4 FINAL indd 25 O Luciano Candisani Kino b As linhas de transmiss o levam a eletricidade das usinas at nossas casas Q E Z A D 5 Z 5 d as tomadas e os interruptores 25 03 09 09 14 41 03 Fontes e convers es de energia para gera o de eletricidade Neste segundo momento vamos discutir as transforma es de energia que ocorrem nas usinas geradoras Para isso propomos a leitu ra e a discuss o do seguinte texto em sala de aula pelos grupos O texto descreve breve mente o funcionamento de cinco geradores de eletricidade as hidrel tricas as termel tricas as termonucleares as turbinas e licas e a solar fotovoltaica Texto A gera o da energia el trica em diferentes tipos de usinas A forma de energia mais usada nas casas nas ind strias e no com rcio a el trica Assim estu dar como obter energia el trica equivale a examinar todo o problema energ tico Hoje temos v rias formas de transformar diferentes fontes de energia em eletricidade Em seguida listamos cinco dessas formas p a E A gera o hidrel trica gera o de energia el a trica a partir do movimento das guas consiste E na maior parte das vezes na constru o de uma Gerador a barragem em um rio para repres lo e com isso criar um reservat rio de gua Essa gua ser usada para movimentar turbinas que ir o a
5. energia obtida de fontes naturais capazes de se regenerar em um curto per odo de tempo e energia n o renov vel energia obtida de recur sos que n o s o repostos pela natureza ou pela a o humana em um curto per odo de tempo sejam esclarecidos e discutidos com a classe Novamente a imagem dos processos envol vidos em cada uma dessas usinas til para a compreens o dos argumentos que s o apresen tados na tabela A ideia mostrar para os alunos que as formas de gerar energia el trica ao mes mo tempo que apresentam benef cios produzem impactos ambientais que precisam ser estuda dos e minimizados a partir de um planejamento estrat gico de implanta o dessas usinas Isso pode nos remeter a uma discuss o CP 7a CIE vol4 FINAL indd 32 importante sobre o desenvolvimento sustent vel da sociedade que passa pelo uso racional de energia el trica Nessa discuss o os alunos podem indicar medidas que diminuam o con sumo e o desperd cio de energia el trica Vale desenhar ou mesmo escrever um texto A classe pode estar dividida em grupos de tr s a quatro alunos Ap s a discuss o em grupo interes sante que os alunos ou grupos compartilhem suas discuss es e opini es com a classe Sintese e fechamento das atividades No ltimo momento desta Situa o de Aprendizagem importante que sejam reto mados os temas discutidos neste m dulo para que o aluno possa construir uma vis o geral dos
6. 2 ensino fundamental 7 S RIE volume 4 2009 AN DS o o mn D Fa As So JO GOVERNO DO ESTADO DE SAO PAULO Governador Jos Serra Vice Governador Alberto Goldman Secret rio da Educa o Paulo Renato Souza Secret rio Adjunto Guilherme Bueno de Camargo Chefe de Gabinete Fernando Padula Coordenadora de Estudos e Normas Pedag gicas Val ria de Souza Coordenador de Ensino da Regi o Metropolitana da Grande S o Paulo Jos Benedito de Oliveira Coordenador de Ensino do Interior Rubens Antonio Mandetta Presidente da Funda o para o Desenvolvimento da Educa o FDE F bio Bonini Sim es de Lima EXECU O Coordena o Geral Maria In s Fini Concep o Guiomar Namo de Mello Lino de Macedo Luis Carlos de Menezes Maria In s Fini Ruy Berger GEST O Funda o Carlos Alberto Vanzolini Presidente do Conselho Curador Antonio Rafael Namur Muscat Presidente da Diretoria Executiva Mauro Zilbovicius Diretor de Gest o de Tecnologias aplicadas Educa o Guilherme Ary Plonski Coordenadoras Executivas de Projetos Beatriz Scavazza e Angela Sprenger COORDENA O T CNICA CENP Coordenadoria de Estudos e Normas Pedag gicas CP 7a CIE vol4 FINAL indd 2 Coordena o do Desenvolvimento dos Conte dos Program ticos e dos Cadernos dos Professores Ghisleine Trigo Silveira AUTORES Ci ncias Humanas e suas Tecnologias Filosofia Paulo Miceli Luiza
7. 373 Di metro do prato mm 245 Indica es das caracter sticas de um micro ondas com um destaque dado pot ncia Fonte Eletropaulo Alguns manuais de instru o tamb m podem ser levados para esse fim A ideia ale a pena dizer que essas grandezas 03 09 09 14 40 33 tamb m representam caracteristicas desses aparelhos Por m como o objetivo nesse momento Nessa discuss o pode se ressaltar a import ncia da o Mas como medido o consumo de energia el trica Para responder a essa pergunta uma sugest o Schlumberger Industria Bras 19 9921 9 2 SA ey 4566 5445885 amy dE Wh ode e 60Hz 120V 15A Imax100A Kd1 8 Wir al MA as L Figura 1 Rel gio de luz o Jacek Kino Aten o As atividades propostas devem ser realizadas sempre sob a supervis o de um adulto 3 CP_7a_CIE_vol4_FINAL indd 13 Ci ncias 72 s rie Volume 4 Como proposta de isso devem realizar os passos a seguir 1 Primeiro necess rio desligar todos os aparelhos el tricos das tomadas e todos os interruptores de luz da resid ncia Depois deve se ligar um aparelho de cada vez e observar o que acontece com o disco do rel gio de luz Pode se ligar apenas uma l mpada e verificar o que ocorre A rapidez com que o disco gira indica a quantidade de energia que est sendo consumida Em seguida desligamos a l mpada e lig
8. Renata Alves Ribeiro Yassuko Hosoume S o Paulo SEE 2009 ISBN 978 85 7849 393 6 1 Ci ncias 2 Ensino Fundamental 3 Estudo e ensino Fini Maria In s Il Leite Cristina Ill Micheletti Neto Jo o Carlos Miguel Tomaz IV Silva Ma ra Batistoni e V Pereira Maria Augusta Querubim Rodrigues VI Ribeiro Renata Alves VII Hosoume Yassuko VIII T tulo CDU 373 3 5 03 09 09 14 40 32 Caras professoras caros professores Este exemplar do Caderno do Professor completa o trabalho que fizemos de revis o para o aprimoramento da Proposta Curricular de 5 a 8 s ries do Ensino Fundamental Ciclo IT e do Ensino M dio do Estado de S o Paulo Gra as s an lises e sugest es de todos os professores pudemos finalmente completar um dos muitos recursos criados para apoiar o trabalho em sala de aula O conjunto dos Cadernos do Professor constitui a base estrutural das aprendizagens fundamentais a serem desenvolvidas pelos alunos A riqueza a complementaridade e a marca de cada um de voc s nessa elabora o foram decisivas para que a partir desse curr culo seja poss vel promover as aprendizagens de todos os alunos Bom trabalho Paulo Renato Souza Secret rio da Educa o do Estado de S o Paulo CP 7a CIE vol4 FINAL indd 3 03 09 09 14 40 32 E Sum rio S o Paulo faz escola Uma Proposta Curricular para o Estado 5 Ficha do Caderno 7 Orienta o sobre os conte dos do Caderno 8 Te
9. polos da l mpada As representa es das figu ras II e III est o corretas ou seja permitem a passagem da corrente pela l mpada e conse quentemente ela deve acender Caso isso n o ocorra verifique se n o h mau contato e depois se pilhas e l mpadas est o funcionando corretamente ou seja se a l mpada n o est queimada ou a pilha descarregada Na discuss o sobre o que acontece quan do encostamos e desencostamos o fio da l m pada podem surgir termos como eletricidade e energia para explicar a corrente el trica que se estabelece no fio quando a l mpada est acesa Quando encostamos o fio na parte met lica da l mpada fechamos o circuito el trico que rece be esse nome justamente porque a eletricidade circula pelo sistema montado e assim a pilha fornece energia para a eletricidade circular e a l mpada acender Quando desencostamos o fio da l mpada impedimos essa eletricidade de circular e assim a l mpada n o acende Pode se agora retomar a pergunta feita sobre o interruptor de luz de nossa casa Por Ci ncias 72 s rie Volume 4 que a l mpada acende quando apertamos o interruptor de luz E por que ela apaga quando apertamos para o outro lado Vale a pena expli car que embora n o vejamos os fios de liga o e a fonte de energia el trica existe um circui to el trico interno s paredes que permite que a l mpada acenda e apague ao apertarmos o interruptor fechamos e abrimos o circuit
10. usos e propriedades no ltimo ciclo do Ensino Fundamental tem por objetivo a constru o de um panorama das fontes da produ o e dos usos que fazemos da eletricidade em nosso dia a dia a partir de no es e conceitos b si cos sobre o consumo de energia sobre algumas caracter sticas dos aparelhos el tricos e sobre os processos de obten o e transforma o de energia A discuss o desse tema visa tamb m conscientizar os alunos para o uso adequado de aparelhos el tricos e o reconhecimento de situa es de risco envolvendo eletricidade A identifica o das diferentes fontes de ener gia assim como a compreens o de seus usos por meio de tecnologias visa promover nos jovens compet ncias para que possam ter condi es por exemplo de avaliar benef cios e riscos decorrentes desses usos assim como os efeitos sobre a sa de humana e sobre o ambiente Para isso as atividades aqui propostas pre tendem proporcionar uma viagem pelos cami nhos da eletricidade Iniciaremos pelos usos da energia el trica em nosso dia a dia Estimamos consumos de energia a partir de uma grandeza que caracteriza todos os aparelhos el tricos a pot ncia Depois passamos a investigar alguns componentes do circuito el trico residencial interruptores e tomadas com suas fun es Avaliamos os riscos de acidentes com eletricida de e enumeramos orienta es sobre o uso segu ro da energia el trica Investigamos ainda as fontes e al
11. 4 Prenda com fita adesiva uma ponta do fio vermelho na l mpada e a outra na tachinha 5 Fa a o mesmo com a pilha prenda uma ponta do fio na pilha e a outra ponta na segunda tachinha 6 Recorte uma pequena tira de alum nio de uma lata Use a lixa para retirar a camada de verniz que isolante da tira 7 Espete uma das tachinhas na l mina met lica e enfie as duas tachinhas com os fios j enrolados na base deixando as um pouco separadas Aten o necess rio cuidado no manu seio de tesoura tachinhas e tiras de alum nio CP 7a CIE vol4 FINAL indd 18 Pronto Est montado o circuito da sua lumin ria Como fazemos para acend la E para apag la Nesse sistema quando encosta mos a l mina na outra tachinha fechamos o circuito e a l mpada acende Para apa gar a l mpada basta desencostar a l mina met lica E assim montamos um interrup tor Agora pe a aos alunos para construi rem uma lumin ria e apresent la classe Ao t rmino da atividade importante fazer uma sintese dos temas que foram tra balhados mostrando aos alunos como as quest es propostas inicialmente puderam ser respondidas com o encaminhamento da ati vidade Pode se sugerir que ao final de cada parte da Situa o de Aprendizagem dese nhem o arranjo experimental que montaram e expliquem o que foi feito e observado importante que estejam presentes nessa s n tese elementos caracter sticos da abertura e do
12. Inicialmente o homem primitivo h apro ximadamente 1 milh o de anos sem o uso do fogo tinha apenas a energia dos alimentos que ele consumia 2 000 kcal dia Em um segundo momento o homem ca ador h cerca de 100 mil anos tinha mais comida e tamb m queima va madeira para obter calor e para cozinhar Mais tarde o homem agricola primitivo em 5000 a C j utilizava a energia da tra o 03 09 09 14 41 15 35 36 animal Na fase avan ada do homem agri cola em 1 400 d C ele usava carv o para aquecimento a for a da gua e do vento e o transporte animal Mais recentemente na sua fase industrial por volta de 1 800 o homem passou a utili zar a m quina a vapor J o homem contem por neo tecnol gico consome por volta de 230 000 kcal dia cerca de cem vezes mais que o homem primitivo Essa energia claramen te n o est relacionada apenas alimenta o mas tamb m ao conforto como nos sistemas de aquecimento ou resfriamento de ambientes ao uso de equipamentos el tricos e eletr nicos ilumina o a chuveiros el tricos etc Parte da energia consumida pelo homem usada em transportes O crescimento da energia consumida per capita deve se principalmente aos avan os da tecnologia que aumentaram a pot ncia dispo n vel para o homem Atualmente a usina hidrel trica de Itaipu usando 18 turbinas capaz de gerar cerca de 13 000 000 kW de pot ncia importante ressaltar que o
13. ao calor Podemos tamb m incluir outras transforma es de energia em eletricidade como a transforma o que ocorre nas pilhas e baterias Quando usamos uma pilha estamos convertendo energia qu mica em energia el trica A c lula solar presente em algumas calculadoras um outro exemplo de transforma o de energia na qual a energia luminosa convertida em energia el trica Aqui tamb m poss vel ressaltar a gera o de eletri cidade a partir de c lulas solares colocadas em casas Essas c lulas aproveitam o potencial de algumas regi es onde a incid ncia de luz solar alta para gerar energia el trica que abastece casas e at pequenas comunidades CP 7a CIE vol4 FINAL indd 30 Luz energia luminosa El trica Impactos ambientais e desenvolvimento sustent vel na produ o de energia el trica Neste momento da Situa o de Aprendi zagem vamos completar a tabela construi da anteriormente com algumas informa es sobre os diferentes impactos de cada usina estudada A discuss o pode ser iniciada retomando primeiro algumas caracter sticas das diferen tes usinas investigando as consequ ncias para o ambiente desde sua implanta o at o seu funcionamento A tabela a seguir apresenta para cada usina argumentos favor veis e des favor veis a cada forma de gera o de eletrici dade Esses argumentos podem ser discutidos com a classe Apresentamos algumas quest es que podem direcionar essa
14. assuntos trabalhados Pode se fazer uma s ntese sobre a quest o da eletricidade no nosso dia a dia dando maior nfase ago ra ao uso sustent vel de energia Os alunos precisam perceber as diferen as entre as usinas do ponto de vista do desenvol vimento sustent vel verificando que embora haja usinas com menores impactos ambien tais eles nunca s o nulos Al m disso pre ciso constatar que a constru o de uma usina depende de muitas condi es ambientais econ micas sociais e pol ticas E todos esses aspectos est o vinculados a uma determina da regi o ou pa s de modo que n o h uma receita nica H locais em que um deter minado tipo de usina mais vantajoso que outro dependendo das condi es de geogra fia geologia clima condi es habitacionais condi es econ micas etc 03 09 09 14 41 12 Nesta segunda parte vamos aproveitar os conhecimentos adquiridos sobre energia el tri ca principalmente a compreens o das fontes de energia e aprofundarmos o tema dos com bust veis atendo nos principalmente aos mais utilizados nos transportes Tamb m ser estu dada a evolu o dos transportes e do consumo de energia pelo homem mostrando como esses SITUA O DE APRENDIZAGEM 5 Ci ncias 72 s rie Volume 4 Tem 2 ENERGIA ARMAZENADA NOS MATERIAIS dois elementos est o interligados O nosso con sumo de energia n o apenas aquele medido pelo rel gio de luz e pelo medidor de combu
15. combust vel ar na explos o e seu movimento transmitido s rodas atrav s do virabrequim Outras per das ocorrem quanto mais acess rios dire o hidr ulica ar condicionado vidros e travas el tricas o carro tiver maior ser o consumo de combust vel para esses itens Os ve culos com sistema de funcionamen to el trico possuem um rendimento maior que os t rmicos j que as perdas s o bem meno res Nos motores el tricos elas ocorrem prin cipalmente pelo atrito interno entre as pe as e pelo aquecimento dos fios por causa da cor rente el trica Hoje com o avan o da tecnologia temos carros conhecidos como bicombust veis que podem ser abastecidos com gasolina ou lcool Pe a aos alunos que observem o pre o desses dois combust veis Eles verificar o que inva riavelmente o pre o do lcool inferior ao da gasolina Sendo assim pergunte se eles coloca riam lcool ou gasolina em seus carros Caso os alunos observem apenas o pre o do com bust vel eles provavelmente indicar o o lcool para o abastecimento importante esclarecer que embora ambos possam ser utilizados nos carros com essa tecnologia os dois combusti veis apresentam caracter sticas distintas Eles possuem poder de combust o diferente Se CP 7a CIE vol4 FINAL indd 38 fizermos uma lamparina com a mesma quanti dade de gasolina e lcool etanol a lamparina com gasolina ficaria acesa cerca de 30 a mais que a feita com
16. compet ncias e habilidades gt Construir e aplicar conceitos de v rias reas PROPOSTAS DE SITUA ES DE RECUPERA O gt Relacionar informa es representadas de diferentes formas e conhecimentos dispo n veis em situa es concretas para cons truir argumenta o consistente Sugerimos aqui uma proposta de recupe ra o fundamentada na leitura e na interpre ta o de textos As quest es de interpreta o devem ser elaboradas de forma a permitir a verifica o dessas compet ncias e habilida des Voc pode tomar como base as quest es usadas nas diversas atividades desenvolvidas durante o bimestre para elaborar as quest es de interpreta o para os seguintes textos que do conhecimento para a compreens o de fen menos naturais podem ser trabalhados na recupera o O texto 1 ressalta a quest o do consumo sustent vel em que o aluno instigado a divul gar ideias referentes economia de energia J o texto 2 apresenta uma nova forma de produzir o lcool atrav s do baga o da cana de a car gt Selecionar organizar relacionar interpre tar dados e informa es representados de diferentes formas para tomar decis es e enfrentar situa es problema TEXTO 1 Economizar no que for poss vel Como voc pode entrar no grande esfor o coletivo para racionalizar o uso de energia Vou propor um desafio voc tem dez segundos para correr todos os c modos de sua casa e tentar identifica
17. consumo de energia tamb m ocorre de forma indireta ou seja n o consumimos apenas o que medido pelo rel gio de luz ou pela bomba de combus t vel mas tamb m tudo que necess rio para a produ o e a distribui o dos objetos que uti lizamos como caderno l pis cadeira saco de supermercado roupa etc Pe a aos alunos que fa am um levantamen to das etapas envolvidas no processo de fabrica o e distribui o de um caderno por exemplo Eles v o perceber que a produ o do papel se inicia atualmente com a planta o de rvores principalmente eucaliptos Ap s seu crescimen CP 7a CIE vol4 FINAL indd 36 to derruba se a rvore corta se a madeira e inicia se a produ o da celulose e em seguida a do papel Mesmo ap s a confec o do papel ele ainda precisa ser encadernado e chegar aos alunos O uso do caderno implica aquilo que chamamos de consumo indireto j que todo o processo de confec o e distribui o implicou gastos energ ticos que ficaram embutidos no pr prio caderno Efici ncia energ tica Pergunte aos alunos se eles acham que todo o combust vel que inserido no autom vel usado para o giro das rodas Caso eles respon dam que apenas parte do combust vel usado para fazer a roda girar pe a que fa am uma estimativa um chute pensado de qual a par cela ou porcentagem da energia do combusti vel eles acham que usada para fazer a roda girar e para que usad
18. discuss o 03 09 09 14 41 12 Argumentos favor veis e desfavor veis na gera o de energia el trica em diferentes tipos de usinas Gera o de energia el trica Argumentos favor veis Ci ncias 72 s rie Volume 4 Argumentos desfavor veis Hidrel trica Fonte renov vel de energia utiliza a gua dos rios n o queima combust vel n o produz lixo pode ser utilizada em sistemas de pequeno e grande porte Mudan a na fauna e na flora deslocamento de popula es ribeirinhas destrui o de terras produtivas e florestas desvio do curso dos rios Termel trica combust veis f sseis biomassa e nuclear Utiliza v rios tipos de combust veis pode ser instalada em qualquer local seu funcionamento independe de fatores naturais como sol chuva ou vento pode ser acionada a qualquer momento Polui o do ar por emiss o de gases e cinzas por causa da queima de combust vel o que n o ocorre no caso da termonuclear mas em contrapartida h a produ o de lixo nuclear aumento do efeito estufa por causa da emiss o de gases aumento da temperatura das guas dos rios que s o utilizadas para o sistema e para refrigera o alto custo com manuten o Fonte renov vel de energia utiliza o vento n o queima combust vel n o produz lixo pode ser utilizada em sistemas de pequeno e grande porte Deve ser instalada em regi es com bastant
19. energia el trica em diferentes tipos de usinas Estrat gias leitura de texto trabalho em grupo discuss o compartilhada visita usina Avalia o participa o dos alunos nas atividades em grupo e nas discuss es compartilhadas em Em seguida interessante expor as ideias dos alunos no quadro e a partir delas encami nhar uma discuss o sobre as usinas geradoras de eletricidade e sobre o caminho que ela faz das usinas at nossas casas Apresentamos em segui da um pequeno esquema que pode ser monta do com os alunos para ilustrar esse caminho Pode se terminar esse primeiro momento da ati vidade resgatando a pergunta inicial e buscan do articular os caminhos ilustrados pelos alunos em seus desenhos e textos com o caminho ilus trado pelo esquema a seguir 03 09 09 14 40 55 Este esquema pode ser complementado em fun o das respostas dadas pelos alunos Por exemplo caso um aluno tenha dito que o caminho da eletricidade come a pelo represa Ci ncias 72 s rie Volume 4 mento das guas insira esse represamento no in cio Se outro disser que no caminho da ele tricidade h postes insira os entre as imagens bec O caminho da eletricidade O Tara Venanzi Kino a A energia el trica gerada nas usinas O Grupo Keystone c A instala o el trica de nossas casas leva a eletricidade at O Iara Venanzi Kino e Ligamos os aparelhos el tricos nas tomadas para utiliz los Figura 6
20. lcool No carro ocorre pra ticamente o mesmo quando abastecido com gasolina o carro pode rodar por volta de 30 a mais que quando abastecido com a mesma quantidade de lcool Assim para valer a pena o uso do lcool ele precisa estar com um pre o mais de 30 inferior ao da gasolina Pe a para que os alunos comparem nova mente os pre os e decidam pelo uso da gasoli na ou do lcool Para deixar mais claro o tipo de c lculo preciso dar um exemplo Pre o do lcool R 1 69 o litro Pre o da gasolina R 2 59 o litro Fa a com os alunos o seguinte c lculo mul tiplique o valor da gasolina por 0 70 70 Assim descobrimos quanto 70 do pre o da gasolina Se esse valor for maior que o pre o do lcool vale a pena economicamente usar o lcool Caso contr rio use a gasolina 2 59 x 0 70 1 813 Este valor maior que o pre o do lcool por tanto o melhor neste caso usar o lcool Os transportes e os combust veis Ap s a montagem da linha do tempo dos transportes e as discuss es sobre efici ncia pergunte aos alunos qual foi o tipo de combus t vel usado pelos ve culos ao longo do tempo Por exemplo pode se questionar sobre o com bust vel usado nas carro as Comente com os alunos que quando se inventou a roda a ideia era facilitar o transpor te de cargas grandes e pesadas O deslizar das rodas reduz o trabalho que o homem teria para transportar essas cargas inven o da rod
21. modo que cada grupo construa o esquema de um tipo de usina As termel tricas podem ser separadas por tipo de combust vel Assim as usinas terme l tricas podem ser subdivididas em tr s tipos nuclear biomassa e combust vel f ssil Dessa forma s o seis esquemas de usinas para ser montados 1 2 e 3 termel tricas 4 hidrel tri ca 5 e lica 6 solar ou fotovoltaica Esquemas 1 2 e 3 usinas termel tricas BIOMASSA COMBUST O TURBINA GERADOR ENERGIA EL TRICA COMBUST VEIS F SSEIS COMBUST O TURBINA GERADOR ENERGIA EL TRICA ELEMENTOS FISSEIS FISS O NUCLEAR TURBINA GERADOR ENERGIA EL TRICA Transforma o de energia t rmica em el trica 28 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 28 03 09 09 14 41 11 Esquema 4 usina hidrel trica QUEDAS D GUA TURBINA GERADOR ENERGIA EL TRICA Esquema 5 usina e lica VENTOS TURBINA GERADOR ENERGIA EL TRICA Ci ncias 72 s rie Volume 4 Esquema 6 usina solar ou fotovoltaica C LULA SOLAR FOTOVOLTAICA ENERGIA EL TRICA Transforma o de energia mec nica em el trica Ap s a montagem do esquema de funciona mento das usinas certifique se de que os alunos compreenderam as principais semelhan as e diferen as entre as formas de gera o de eletri cidade em cada tipo de usina as fontes ou recursos utilizados e os proces
22. o N o tocar em fios desencapados etc Um experimento que pode ser feito para investigar se um material condutor ou iso lante consiste em montar um pequeno cir cuito el trico contendo uma fonte de energia duas pilhas de 1 5 V uma l mpada de 3 V alguns fios de telefone com as extremidades desencapadas e diferentes materiais a serem investigados chave de fenda borracha tesou ra de metal martelo caneta esferogr fica pregador r gua etc A figura a seguir ilustra o arranjo experimental Fotos O Fernando Favoretto Figura 4 Testes de material isolante ou condutor Algumas perguntas podem ser feitas para iniciar a investiga o 1 O que podemos fazer para a l mpada acender 2 Se encostarmos uma r gua de pl stico nas duas extremidades dos fios o que ir acontecer 20 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 20 3 E se encostarmos um pregador de madeira E uma caneta de pl stico E uma borracha 4 E se encostarmos os fios em uma tesoura de metal E na parte de metal de um mar telo E em uma chave de fenda 5 Por que a l mpada acende em alguns momentos e n o acende em outros 03 09 09 14 40 51 A ideia aqui discutir com os alunos que alguns materiais s o isolantes e desse modo n o deixam passar a eletricidade e outros s o condutores ou seja permitem que a eletrici dade circule Neste experimento materiais de madeira borracha e pl stico s
23. 5 V uma l mpada pequena de 3 V alguns fios de telefone com as extre midades desencapadas e diferentes materiais a serem investigados chave de fenda borracha tesoura de metal martelo caneta esferogr fica pregador r gua etc Avalia o participa o dos alunos nas atividades em grupo nas constru es experimentais e nas discuss es compartilhadas em classe Nesta Situa o de Aprendizagem vamos explorar os riscos envolvidos na uti liza o de aparelhos el tricos e os cuidados necess rios para evitar situa es de risco A proposta trabalhar com um experi mento simples para investigar a diferen a entre materiais condutores e isolantes e realizar leituras e interpreta o de textos Apresentamos tamb m algumas situa es problema para serem resolvidas a partir da leitura e da discuss o do texto escolhido para a atividade CP 7a CIE vol4 FINAL indd 19 Sensibiliza o e experimento Condutores e isolantes A atividade pode ser iniciada com uma problematiza o O que podemos fazer para evitar um choque el trico A ideia trabalhar a partir das respostas dos alunos com os con ceitos de material isolante que impede a pas sagem de eletricidade e material condutor que permite que a eletricidade passe por ele Podem surgir as seguintes respostas quest o proposta N o colocar o dedo na tomada 03 09 09 14 40 37 19 N o empinar pipas perto de fios de alta ten s
24. CP 7a CIE vol4 FINAL indd 45 03 09 09 14 41 30 A partir desse texto pode se solicitar ao alu cientizar seus colegas sobre a necessidade do no que escreva o discurso sugerido para cons uso racional de energia Texto 2 Baga o da cana tamb m produz lcool Uma pesquisa inovadora promete consolidar a posi o estrat gica do Brasil como um grande produtor mundial de biocombust veis Pesquisadores da Petrobras e da Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ desenvolveram uma tecnologia para a obten o de etanol a partir do baga o da cana de a car o que poder aumentar em 40 a produ o nacional desse biocombust vel e incre mentar a participa o das fontes renov veis na matriz energ tica do pa s A iniciativa surgiu da necessidade da Petrobras de investir em alternativas que aumentassem a produ o de lcool sem expandir a rea de cana plantada o que evitaria a competi o com a agri cultura voltada para a produ o de alimentos e n o estimularia o desmatamento A partir de um levantamento feito pela empresa nas principais universidades do pa s teve in cio em 2004 um projeto baseado em resultados promissores de uma pesquisa conduzida pelo professor Ney Pereira Junior da Escola de Qu mica da UFRJ A tecnologia utiliza mat rias primas que con t m lignocelulose presente em qualquer fibra vege tal para obter bioetanol nome t cnico do lcool produzido a partir de res duos vegetais O etanol convencio
25. Christov Adilton Lu s Martins e Ren Jos Trentin Silveira Geografia Angela Corr a da Silva Jaime Tadeu Oliva Raul Borges Guimar es Regina Araujo Regina C lia Bega dos Santos e S rgio Adas Hist ria Paulo Miceli Diego L pez Silva Glaydson Jos da Silva M nica Lungov Bugelli e Raquel dos Santos Funari Sociologia Heloisa Helena Teixeira de Souza Martins Marcelo Santos Masset Lacombe Melissa de Mattos Pimenta e Stella Christina Schrijnemaekers Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Biologia Ghisleine Trigo Silveira Fab ola Bovo Mendon a Felipe Bandoni de Oliveira Lucilene Aparecida Esperante Limp Maria Augusta Querubim Rodrigues Pereira Olga Aguilar Santana Paulo Roberto da Cunha Rodrigo Venturoso Mendes da Silveira e Solange Soares de Camargo Ci ncias Ghisleine Trigo Silveira Cristina Leite o o Carlos Miguel Tomaz Micheletti Neto ulio C zar Foschini Lisb a Lucilene Aparecida Esperante Limp Ma ra Batistoni e Silva Maria Augusta Querubim Rodrigues Pereira Paulo Rog rio Miranda Correia Renata Alves Ribeiro Ricardo Rechi Aguiar Rosana dos Santos Jord o Simone Jaconetti Ydi e Yassuko Hosoume F sica Luis Carlos de Menezes Estevam Rouxinol Guilherme Brockington Iv Gurgel Lu s Paulo de Carvalho Piassi Marcelo de Carvalho Bonetti Maur cio Pietrocola Pinto de Oliveira Maxwell Roger da Purifica o Siqueira Sonia Salem e Yassuko Hosoume Qu mica Maria Eunice Ribeiro Marco
26. a 03 09 09 14 41 17 de t o importante ficou em primeiro lugar no ranking das cem maiores inven es da hist ria no livro As 100 maiores inven es da hist ria de Tom Philbin publicado no Brasil em 2006 pela editora Bertrand Brasil O combust vel usado na poca da inven o das rodas provi nha do pr prio trabalho humano cuja energia era gerada a partir do alimento que consumia ca a e ou vegetais Ainda tentando facilitar a vida o homem come a a usar animais para puxar as cargas Nesse caso o combust vel era o trabalho realizado pelos animais bur ro cavalo boi cachorro tamb m com origem nos alimentos E o combust vel utilizado nas bicicletas Tamb m vem do pr prio trabalho humano ele quem pedala E essa energia que o homem usa vem de onde Do alimento que consome E a energia do alimento que conso me No caso dos vegetais vem da luz do sol utilizada por eles na fotoss ntese Eles est o na base da cadeia alimentar Ressalte aos alunos que a evolu o dos transportes uma busca do homem por menor trabalho e maior conforto Imagine o per odo em que n o havia nenhum dos meios de trans Ci ncias 72 s rie Volume 4 portes inventados e produzidos pelo homem Como ele se locomovia A p ou com a ajuda de algum animal como o cavalo por exemplo Certamente as dist ncias percorridas eram muito menores que hoje j que temos o avi o e podemos nos transportar por toda a e
27. a mos o chuveiro el trico por exemplo ou o ferro de passar Podemos repetir o mesmo procedimento para diferentes aparelhos geladeira aba jur secador de cabelo ventilador liquidifi cador forno de micro ondas etc A ideia observar o que acontece com o mostrador do rel gio de luz cada vez que um aparelho diferente ligado Solicite aos alunos que anotem as observa es indicando os aparelhos que foram tes tados e colocando os em ordem crescente de consumo Novamente importante res saltar que essa atividade deve ser realizada na presen a de um adulto importante que os alunos tragam o resultado de suas observa es para a aula seguinte Para isso pe a primeiro que coloquem os aparelhos em ordem cres cente ou decrescente de consumo em fun o da observa o feita a partir do rel gio de 13 03 09 09 14 40 35 14 luz Depois pe a o mesmo para as observa es dos valores de pot ncia Desse modo A tabela seguinte apresenta uma lista das Pot ncia m dia de alguns aparelhos el tricos Aparelhos Aparelhos pot ncias m dias de alguns aparelhos de uso comum Por meio dela poss vel Is Aparelho de som Secador de cabelo pequeno Batedeira de bolo Secadora de roupa grande Chuveiro el trico Secadora de roupa pequena Computador impressora Torneira el trica Espremedor de frutas Torradeira Exaustor do fog o TV em cor
28. a a planta o de ali mentos fique cada vez menor i Em abril de 2008 Jean Ziegler relator especial da ONU sobre o direito alimenta o afirmou que considera um crime contra a humanidade a produ o em massa dos biocombust veis por seu impacto nos pre os dos alimentos J o professor Jos Goldemberg comenta a posi o de ambienta listas sobre a produ o de lcool em um artigo ao jornal O Estado de S Paulo do dia 18 de fevereiro de 2008 fornecendo argumentos em prol de sua utiliza o Na internet veja o artigo completo no 40 Um aprofundamento sobre o uso do lcool como combust vel pode ser feito juntamen te com o professor de Geografia e com a lei tura de mais artigos sobre o tema Para isso pode se sugerir aos alunos a leitura de outro artigo publicado pelo jornal O Estado de S Paulo no dia 21 de abril de 2008 tamb m de autoria do professor Jos Goldemberg que trata do futuro do programa do lcool e dos problemas pol ticos decorrentes do avan o da produ o do combust vel Na inter net o artigo est dispon vel no site lt http CP 7a CIE vol4 FINAL indd 40 site lt http www estadao com br estadaodehoje 20080218 not imp126174 0 php gt i Elaborado especialmente para o S o Paulo faz escola www estadao com br estadaodehoje 20080421 not_imp160161 0 php gt Termine esta Situa o de Aprendizagem propondo aos alunos um debate sobre essa ques t o atu
29. al biocombust veis x alimentos Divida a sala em dois grandes grupos Um deles defende os biocombust veis e o outro os ataca em fun o principalmente do encarecimento dos ali mentos esua falta Os textos de Jos Goldemberg sugeridos anteriormente ir o ajudar na cons tru o de argumentos para o debate 03 09 09 14 41 17 Ci ncias 72 s rie Volume 4 E PROPOSTAS DE QUEST ES PARA APLICA O MA EM AVALIA O FINAL 1 Neste exerc cio vamos investigar o con das de 100 W acesas nesse mesmo per odo sumo de energia de alguns eletrodom s Para isso apresentamos uma lista de ticos comparando o ao consumo de aparelhos e suas respectivas pot ncias e l mpadas Ou seja vamos obter a energia voc deve obter o n mero de l mpadas consumida por hora no uso de cada apa de 100 W que corresponde ao consumo relho comparada ao n mero de l mpa de cada um deles Aparelhos el tricos O Bobo Alamy Otherimages o f Q q Q E E fo G Z Z E E x 5 Ss E E a EI E E E Z a g 5 Z E x i 4 E 5 gt g A x 5 g 2 g 3 gt g E 2 E g O amp Aparelho el trico Pot ncia Ferro de passar 1500 W Refrigerador 300 W Chuveiro el trico 4200 W M quina de lavar roupa 600 W Secador de cabelo 1100 W Ventilador 200 W Televis o 100 W Para dar uma dica sobre a natureza da res um liquidificador 300 W o que equivale a tr s posta vamos dar um e
30. cada tentativa o CP 7a CIE vol4 FINAL indd 16 O F lix Reiners aluno grupo deve desenhar o arranjo e dizer se acendeu ou n o Depois os grupos podem apresentar os dese nhos para a classe Desenhe na lousa os diferen tes arranjos e fa a uma compara o entre eles identificando os elementos comuns para que a l mpada acenda fios conectados pela par te met lica um fio no polo positivo e outro no negativo etc importante que os alunos per cebam a necessidade de se fechar o circuito e que ele n o esteja em curto Mostre que para a l mpada acender a corrente precisa passar por todos os elementos do circuito V IR a Figura 2 Algumas possibilidades de montagem experimental do circuito Apenas os circuitos IT e III s o capazes de fazer a l mpada acender Na figura anterior h algumas possibilida des de montagem do circuito que os alunos talvez realizem Na primeira I h um cur to circuito haver o aquecimento da pilha e por consequ ncia a pilha ser descarre gada ou seja perder parte de sua energia Embora na primeira imagem os alunos tenham 03 09 09 14 40 36 fechado o circuito a corrente n o est passan do pelo resistor a l mpada por isso dizemos que h um curto circuito Quando o fio n o encostar na parte descascada do outro fio n o h curto e n o h fechamento do circuito O circuito est aberto tamb m nas figuras IV e V Os polos da pilha n o est o conectados aos
31. cio nar um gerador que por sua vez ir gerar a ener gia el trica A gera o termel trica gera o de energia el trica a partir do calor segue sempre um mesmo principio queimar um combustivel para produzir calor que gera vapor para movimentar turbinas que acionam um gerador de energia el trica Esse combust vel pode ser um derivado de petr leo car v o madeira g s natural baga o de cana entre outros Mais comumente s o usados leos combus tiveis e g s natural Hudson Calazans A gera o e lica gera o de energia el trica a par tir do vento ainda um pouco cara mas nas regi es onde os ventos s o intensos ou constantes pode ser uma boa op o As modernas turbinas de vento s o formadas por um conjunto de p s ligadas a um eixo e a um gerador el trico Com elas a energia dos ventos convertida em energia el trica O Mauricio Simonetti Pulsar 26 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 26 03 09 09 14 41 09 Ci ncias 72 s rie Volume 4 einers A gera o termonuclear gera o de ener gia el trica a partir do calor produzido pela fiss o nuclear gera calor pela fiss o nuclear para gerar vapor que movimenta turbinas que acionam um gerador de energia el trica Esse O F lix Gerador Pilhas nucleares amp tipo de gera o de energia el trica tamb m faz Bomba parte do grupo das usinas termel tricas Condensador A gera o solar ou fotovo
32. de gasolina e lcool poss vel rodar 30 mais com a gasolina ajude seu amigo na melhor esco lha financeira Para responder a essa quest o o racioc nio o mesmo que o realizado em sala de aula Basta multiplicar o valor da gasolina por 0 7 Se o resultado for um valor maior que o pre o do lcool ent o a sugest o o lcool mas se o resultado for um valor menor que o pre o do lcool ent o a melhor op o a gasolina 2 39 x 0 7 1 673 Neste caso a melhor op o a gasolina gera o de energia el trica pode ser obtida por diferentes formas Escolha uma das usinas estudadas e explique seu esquema de funcionamento explicitando o tipo de fonte de energia usada e as transforma es de energia ocorridas dando ao menos um argumento favor vel e um desfavor vel para o uso desse determinado tipo de usina A resposta depender do tipo de usina esco lhida mas todas as informa es referentes a esta quest o est o discutidas na Situa o de Aprendizagem 4 03 09 09 14 41 29 43 Para encaminhar os alunos para uma recu pera o em caso de defasagens necess rio que o professor tenha claro quais as habili dades que os estudantes n o desenvolveram adequadamente Uma avalia o construi da de forma a explicitar tanto para o profes sor quanto para o aluno quais as habilidades atingidas ou n o muito importante em todo este processo A recupera o deve abordar as seguintes
33. de passar para voc Fios e cabos partidos e Se um carro estiver em contato com os fios n o se aproxime nem toque no carro ou no fio 22 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 22 03 09 09 14 40 55 Ci ncias 72 s rie Volume 4 e Leia com aten o o manual de instala o e siga as instru es do fabricante e Desligue sempre os equipamentos quando for limpar guardar ou fazer pequenos reparos e N o puxe nem carregue os equipamentos pelos fios Eles podem se danificar Cuidados em casa no uso de equipamentos el tricos e N o sobrecarregue as tomadas com o uso do benjamim Voc pode provocar uma sobrecarga Um fio ou tomada quente uma indica o disso Mantenha qualquer aparelho longe de pias banheiras superf cies molhadas ou midas Mesmo desligados podem provocar choques Se um aparelho cair na gua desligue o da tomada antes de recuper lo A gua condutora de energia el trica e Mantenha cabos e fios fora das reas de circula o de pessoas e livre de leo e de gua e N o toque ou tente colocar objetos pontiagudos nas tomadas e N o suba em rvores atravessadas por fios seja por brincadeira ou para colher frutos Pode ser perigoso pois os galhos podem estar energizados N o empine pipas com linhas metalizadas perto da rede el trica Pode ser perigoso A linha pode conduzir a eletricidade e N o tente recuperar pipas e outros objetos enroscados nos fios ou d
34. e os alunos percebam reconhe am e comparti lhem a partir das discuss es em grupo as fo mas de uso da eletricidade em seu cotidiano ou que a utilizem A tabela As quest es podem ser respondidas em forma abaixo apresenta um exemplo de atividades de desenho ou texto Se eles fizerem desenhos ou situa es que podem ser colocadas pelos pode se solicitar que ao lado do alunos Uso da eletricidade no cotidiano E Tomar banho quente Esquentar comida no forno de micro ondas Gelar um refrigerante Tocar a campainha Acender a luz Utilizar o computador Ver TV ouvir r dio Lavar roupa na m quina de lavar Secar o cabelo com o secador Passar roupa A partir desse levantamento inici bde mentos como chuveiro geladeira l mpada aparelhos de TV e r dio secador etc Se for o caso ajude os a completar a lista A tabela a A pr pria tabela nos fornece ele seguir nos mostra um exemplo de aparelhos mentos para iniciar a listagem desses equipa que podem surgir dessa discuss o CD Lista de alguns aparelhos el tricos de nosso cotidiano Chuveiro Secador Ventilador TV Geladeira Torradeira Lumin ria Liquidificador L mpada Campainha Ar condicionado Forno de micro ondas R dio Ferro de passar Aspirador de p M quina de lavar 10 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 10 03 09 09 14 40 33 embora todos importante apontar Essa discuss o o pas so para a fase seguinte de no
35. e vento produz polui o sonora polui o visual morte de p ssaros que colidem com as p s do gerador Solar fotovoltaica N o queima combust vel precisa de pouca manuten o tem vida til de 20 anos pode ser usada em sistemas de pequeno e de grande porte pode ser transportada Necessita de regi es com bastante sol o ano inteiro as c lulas utilizam materiais danosos ao ambiente em sua fabrica o as c lulas n o podem ser recicladas as baterias utilizadas precisam ser trocadas periodicamente Fonte MURRIE Zuleika de Felice Coord Ci ncias da natureza e suas tecnologias livro do estudante ensino m dio 2 ed Brasilia MEC INEP 2006 Adaptado de SILVEIRA S gt REIS L B Org Energia el trica para o desenvolvimento sustent vel introdu o de uma vis o multidisciplinar Edusp 2001 GOLDENBERG J Energia meio ambiente e desenvolvimento Edusp 2001 CP 7a CIE vol4 FINALindd 31 31 03 09 09 14 41 12 32 Algumas sugest es de quest es para o encaminhamento da discuss o com a classe Entre as formas de gera o de eletricidade apresentadas na tabela 1 Qual delas polui mais a atmosfera 2 Qual a que agride menos o ambiente 3 Quais delas dependem de fatores naturais para funcionar 4 Qual queima combust vel 5 Qual traz mais consequ ncias negativas para a popula o local importante que termos como energia reno v vel
36. ecer a harmonia entre o que necess rio aprender e a maneira mais adequada significativa e motivadora de ensinar aos alunos Reiteramos nossa confian a no trabalho dos professores e mais uma vez ressaltamos o grande significado de sua participa o na constru o dos conhecimentos dos alunos Maria In s Fini Coordenadora Geral Projeto S o Paulo Faz Escola CP 7a CIE vol4 FINAL indd 5 03 09 09 14 40 33 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 6 03 09 09 14 40 33 BE ca DO CADERNO Energia no cotidiano e no sistema produtivo Nome da disciplina Ci ncias rea Ci ncias da Natureza e suas Tecnologias Etapa da educa o b sica Ensino Fundamental S rie 1 gt Volume 4 Temas e conte dos Energia el trica no cotidiano C lculos e estimativas de consumo residencial de energia el trica Circuito el trico Risco e seguran a no uso de eletricidade transforma es de energia para obten o da eletricidade impactos ambientais e sustentabilidade Recursos energ ticos Transportes combust veis e efici ncia CP_7a_CIE_vol4_FINAL indd 7 03 09 09 14 40 33 HO Rnra o SOBRE OS CONTE DOS DO CADERNO Utilizamos energia el trica em quase tudo que fazemos em nosso dia a dia Quando acen demos a luz e ligamos a TV para assistir a um programa quando secamos o cabelo com seca dor ou quando ligamos o ventilador para nos refrescar estamos utilizando a energia el trica Introduzir o tema Energia fontes obten o
37. eis j que o petr leo formado a partir de uma lenta decomposi o de plantas e animais Esses combust veis tamb m s o classificados como n o renov veis porque sua renova o ocorre em uma escala de tempo de milh es de anos Ainda que os combust veis f sseis continuem sendo gerados a partir da decomposi o de mat ria org nica n o s o suficientes para atender enorme demanda mundial O g s natural assim como os derivados de petr leo hoje em dia muito utilizado em gera o de energia el trica nas termel tricas e em alguns meios de transportes tamb m um combust vel f ssil e n o renov vel Contudo vem ganhando import ncia no cen rio mundial principalmente por sua menor emiss o de gases que provocam o efeito estufa 39 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 39 03 09 09 14 41 17 O lcool um biocombust vel j que sua produ o vem da cana de a car do milho do trigo ou da beterraba No Brasil o mais comum o uso da cana de a car para produzir o etanol o lcool que utilizamos para abastecer alguns autom veis A Europa usa o trigo e a beterraba j os EUA usam principalmente o milho para a produ o do lcool i Assim como no caso das usinas geradoras de eletricidade cada um dos combustiveis citados tem vantagens e desvantagens No caso dos biocombust veis por exemplo uma cr tica que se faz se deve larga utiliza o de terras para planta es fazendo com que a rea de terras par
38. entro das subesta es pois voc pode receber choque e at morrer Aten o com Brinque em locais abertos e longe da rede el trica crian as z f N o construa as pipas com material metalizado E perigoso pois pode conduzir a eletricidade para a pipa O uso do cerol tamb m oferece riscos Use sempre linha de algod o e N o brinque de consertar aparelhos el tricos pois voc pode tomar um choque e Nunca entre em esta es de energia nem suba em torres de transmiss o Nesses locais existem equipamentos e cabos energizados Mantenha dist ncia Pode se fazer uma leitura compartilhada nos cada uma das orienta es articulando as dos quadros anteriores e discutir com os alu com as explica es dadas por eles s imagens 23 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 23 03 09 09 14 40 55 SITUA O DE APRENDIZAGEM 4 FONTES E PRODU O DE ENERGIA EL TRICA Nesta Situa o de Aprendizagem vamos estudar as transforma es de energia no pro cesso de obten o de eletricidade A partir de uma sensibiliza o inicial sobre como a ener gia el trica chega s nossas resid ncias discu tiremos como a eletricidade produzida nas usinas geradoras enfatizando as transforma es de energia que ocorrem nesse processo A atividade prop e a constru o de um experi mento para ilustrar o funcionamento de uma pequena usina hidrel trica e tamb m uma dis cuss o sobre os impactos ambientais decorren te
39. es 14 Exaustor de parede TV em cores 18 Ferro el trico autom tico TV em cores 20 Forno de micro ondas TV em cores 29 Liquidificador Ventilador de teto Multiprocessador Ventilador pequeno R dio el trico grande Videocassete R dio el trico pequeno DVD R dio rel gio Fonte Eletropaulo A ideia que associem tanto a rapidez do giro do disco no rel gio de luz quanto a pot n cia dos aparelhos ao tipo de fun o que t m especialmente nas tr s categorias aquecimen to movimento e comunica o O objetivo que CP 7a CIE vol4 FINAL indd 14 Videogame Em seguida pode se Se necess rio proponha perguntas como 03 09 09 14 40 36 Sintese e fechamento Pode se agora realizar com os alunos uma s ntese do que foi feito nesta Situa o de Aprendizagem atentando para os conceitos apresentados e as discuss es realizadas SITUA O DE APRENDIZAGEM 2 Ci ncias 72 s rie Volume 4 A ENERGIA EL TRICA EM NOSSA CASA Nesta Situa o de Aprendizagem vamos investigar como a eletricidade caminha em nossas casas Introduziremos conceitos como o de corrente el trica de maneira qualitativa para investigarmos o circuito el trico de alguns sistemas simples como lanternas e lumin Tempo previsto 4 aulas 1 5 V cada classe e na constru o dos experimentos CP 7a CIE vol4 FINAL indd 15
40. es encaminhadas no cor po do texto vale incluir Livros HELENE Maria Elisa Marcondes radioativi dade e o lixo nuclear S o Paulo Scipione 1996 QUADROS S rgio 4 termodin mica e a inven o das m quinas t rmicas S o Paulo Scipione 1996 REIS Lineu B lico dos Reis SILVEIRA Semida org Energia el trica para o desenvol vimento sustent vel S o Paulo Edusp 2000 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 48 TUNDISI Helena da Silva Freire Usos de energia sistemas fontes e alternativas do fogo aos gradientes de temperatura oce ni cos S o Paulo Atual 1991 Visita MUSEU DOS TRANSPORTES P BLICOS GAETANO FEROLIA A visita gratui ta e pode ser feita de ter a a domingo das 9 h s 17h O museu fica perto da Esta o Arm nia do Metr na Av Cruzeiro do Sul 780 S o Paulo Grupos maiores e monito rados devem ser agendados pelo telefone 11 3315 8884 03 09 09 14 41 41
41. fechamento de um circuito bem como a identifica o de montagens experimentais em curto Eles devem tamb m explicitar a fun o do interruptor no circuito 03 09 09 14 40 37 SITUA O DE APRENDIZAGEM 3 Ci ncias 72 s rie Volume 4 OS CUIDADOS NO USO DA ELETRICIDADE Nesta Situa o de Aprendizagem vamos explorar quais s o os riscos envolvidos na utiliza o de aparelhos el tricos e os cuida dos necess rios que devemos tomar para evi tar situa es de risco A proposta trabalhar com um experimento simples para investigar a diferen a entre materiais condutores e iso lantes e realizar leituras e interpreta o de textos Apresentamos tamb m algumas situa es problema para serem resolvidas a partir da leitura e da discuss o do texto escolhido para a atividade Tempo previsto 3 aulas Conte dos e temas choque el trico corrente el trica riscos e seguran a no uso de eletricidade condutores e isolantes i Compet nciasehabilidades compreenderosriscosrelativosaosusosdaeletricidade identificarvari veisrelevantes paraainterpreta ocaan lisedeexperimentossobremateriaiscondutoreseisolantes identificar e diferenciar materiais condutores e isolantes produzir textos adequados para explicar situa es apresentadas em forma de desenhos sobre os riscos da eletricidade Estrat gias de ensino atividade experimental trabalho em grupo discuss o compartilhada Recursos duas pilhas de 1
42. gner Locatelli e Vanessa Dias Moretti Equipe Editorial Coordena o Executiva Angela Sprenger Assessores Denise Blanes e Luis M rcio Barbosa Projeto Editorial Zuleika de Felice Murrie Edi o e Produ o Editorial Conex o Editorial Edi es Jogo de Amarelinha Adesign e Occy Design projeto gr fico APOIO FDE Funda o para o Desenvolvimento da Educa o CTP Impress o e Acabamento Imprensa Oficial do Estado de S o Paulo A Secretaria da Educa o do Estado de S o Paulo autoriza a reprodu o do conte do do material de sua titularidade pelas demais secretarias de educa o do pa s desde que mantida a integridade da obra e dos cr ditos ressaltando que direitos autorais protegi dos dever o ser diretamente negociados com seus pr prios titulares sob pena de infra o aos artigos da Lei n 9 610 98 Constituem direitos autorais protegidos todas e quaisquer obras de terceiros reproduzidas no material da SEE SP que n o estejam em dom nio p blico nos termos do artigo 41 da Lei de Direitos Autorais Cataloga o na Fonte Centro de Refer ncia em Educa o Mario Covas S o Paulo Estado Secretaria da Educa o S239c Caderno do professor ci ncias ensino fundamental 7a s rie volume 4 Secretaria da Educa o coordena o geral Maria In s Fini equipe Cristina Leite Jo o Carlos Miguel Tomaz Micheletti Neto Ma ra Batistoni e Silva Maria Augusta Querubim Rodrigues Pereira
43. gumas diferentes formas de gera o CP 7a CIE vol4 FINAL indd 8 de eletricidade avaliando argumentos favor veis e desfavor veis utiliza o de cada uma delas propondo uma discuss o sobre desenvolvimen to sustent vel e uso racional de energia Por fim analisamos o uso da energia pelo homem ao longo da hist ria e a efici ncia energ tica Entre as habilidades e compet ncias enfati zadas neste Caderno est o a leitura a inter preta o e a produ o de textos D se nfase s possibilidades interdisciplinares com as reas da linguagem e das humanidades em especial com a geografia Procuramos ainda por meio das Situa es de Aprendizagem propostas desenvolver o uso da linguagem cient fica a constru o e a aplica o de con ceitos para a compreens o dos princ pios de gera o de energia el trica a sele o organi za o interpreta o de dados e informa es representados de diferentes formas para construir argumenta o consistente Para isso empregamos uma diversidade de estrat gias que incluem leitura debates em sala de aula atividades experimentais pro du o de s nteses e de materiais visuais e produ o escrita Em todas as Situa es de Aprendizagem prop e se a produ o de trabalhos concre tos seguindo uma s rie de etapas nas quais o professor tenha condi es de acompanhar n o apenas a participa o dos estudantes mas tamb m o n vel de compreens o conceit
44. ltaica gera o de ener gia el trica a partir da luz do sol usa c lulas solares feitas de um material chamado sil cio para produzir energia el trica Esse efeito chamado de fotovol taico porque na intera o com as c lulas solares de sil cio a luz ao ser absorvida se converte em ener gia el trica Na foto vemos pain is compostos de v rias c lulas solares o E A A LA importante ressaltar que a mat ria prima utilizada nas termel tricas bem diversificada Enquanto nas usinas termonucleares ou simplesmente nucleares o aquecimento da gua produ zido pela fiss o nuclear uma rea o que ocorre no n cleo at mico de um elemento radioativo geral mente o ur nio nas demais termel tricas ditas convencionais o calor produzido pela queima de um combust vel combust o que pode ser o g s natural o carv o mineral o diesel ou a biomassa derivada de organismos vegetais como a lenha o leo vegetal o biodiesel e o etanol para reali zar o mesmo processo obter energia el trica a partir da movimenta o de turbinas pelo aquecimento vaporiza o da gua Assim as termel tricas t m em comum o fato de todas aquecerem gua at a vaporiza o apesar de utilizarem mat rias primas diferentes o vapor resultante desse processo que move as turbinas Elaborado especialmente para o S o Paulo faz escola Visita a uma usina turbinas os geradores e as redes de transmiss o No cas
45. lunos para pesquisarem na internet sobre a hist ria dos transportes no mundo Indique os sites lt http www cnt org br informacoes museu geral abertura geral asp gt desenvolvi do pela Confedera o Nacional do Transporte e o Museu Virtual do Transporte Urbano em lt http www museudantu org br principal asp gt Cada grupo escolhe ou sorteia um tema relacionado aos transportes pr hist ria rodo vi rio a reo aquavi rio ferrovi rio e dimen s o humana dos transportes que explora um pouco da rela o da sociedade com o trans porte Esta tarefa pode ser feita em casa e o aluno traz os resultados da pesquisa para sua apresenta o em sala de aula Ap s a visita aos sites e a apresenta o dos resultados a ideia montar em sala de aula uma linha do tempo da hist ria dos transpor tes Selecionamos alguns eventos importan tes que devem estar presentes Os dados que os alunos encontrarem nas pesquisas podem entrar na linha tamb m Nos sites possi vel encontrar in meras fotografias Caso seja poss vel coloque na linha criada pelos alu nos algumas fotografias que ilustram o even to Usar papel kraft para montar a linha do tempo pode ser uma boa op o pois a tare fa fica mais f cil e barata importante que a linha constru da pela sala possa ser exposta em algum lugar da escola para que os demais alunos tamb m possam visualiz la Caso tenha muitas turmas de Ci ncias fa a uma elei o pa
46. luz A ideia introduzir algu mas no es b sicas sobre circuito el trico a partir de componentes que os alunos estejam habituados a utilizar no dia a dia Discuss es dessa natureza podem favorecer a conscienti za o dos alunos sobre o uso correto e segu ro dos aparelhos el tricos e tamb m sobre a preven o de acidentes assim como sobre os modos de se evitar o desperd cio de energia el trica Aprendendo a acender uma l mpada o primeiro circuito Vale a pena discutir com os alunos que a tomada uma esp cie de fonte de energia el trica da resid ncia e que nela que liga mos os plugues dos aparelhos el tricos para que funcionem interessante question los sobre o que acontece quando apertamos um interruptor de luz Por que a l mpada acende Para encontrar uma resposta para essa ques t o montaremos um circuito simples Vamos precisar de um peda o de fio cabi nho fios de telefone de 40 cm de comprimen to uma l mpada de 3V daquelas de lanterna duas pilhas 1 5 V cada fita adesiva e tesou ra sem ponta Divida a classe em grupos cada grupo com um conjunto dos materiais neces s rios para a realiza o do experimento importante que o fio cabinho esteja com as pontas desencapadas Voc pode construir o seu experimento com eles para que tenham uma refer ncia Ap s entregar o conjunto de material l m pada pilha e fios solicite aos alunos que fa am a l mpada acender A
47. m fios desencapados e n o utilizar aparelhos el tricos pr ximos da gua por exemplo pro curam nos alertar para situa es de perigo de choque el trico Para finalizar essa atividade apresente em seguida algumas imagens relativas a situa es sobre os cuidados no uso da eletricidade para serem analisadas e discutidas pelos alunos Pode se dividir a classe em grupos e solicitar que observem as imagens interpretem nas identificando a es e consequ ncias dessas a es os cuidados necess rios risco e segu ran a no uso da eletricidade etc e registrem suas interpreta es no caderno para depois compartilh las com a classe CP 7a CIE vol4 FINAL indd 21 03 09 09 14 40 52 Ilustra es O F lix Reiners 21 Ilustra es F lix Reiners Figura 5 Imagens referentes a situa es de risco e seguran a no uso da eletricidade Fontes Aneel e lt http www eso qld gov au gt Apresentamos a seguir algumas orienta podem ser utilizadas para exemplificar formas es sobre o uso seguro da eletricidade que de interpreta o das imagens anteriores e N o toque nem se aproxime dos fios ca dos e das pessoas ou objetos em contato com a origem energizada e N o tente ajudar a v tima sem estar preparado usando luvas cal ados com solado de borracha ou objetos n o condutores o choque po
48. ma 1 Energia fontes obten o usos e propriedades 9 Situa o de Aprendizagem 1 A eletricidade no dia a dia 9 Situa o de Aprendizagem 2 A energia el trica em nossa casa 15 Situa o de Aprendizagem 3 Os cuidados no uso da eletricidade 19 Situa o de Aprendizagem 4 Fontes e produ o de energia el trica 24 Tema 2 Energia armazenada nos materiais 33 Situa o de Aprendizagem 5 Transportes combust veis e efici ncia 33 Propostas de quest es para aplica o em avalia o final 41 Propostas de Situa es de Recupera o 44 Recursos para ampliar a perspectiva do professor e do aluno para a compreens o do tema 48 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 4 03 09 09 14 40 33 E S o PAULO FAZ ESCOLA UMA PROPOSTA CURRICULAR PARA O ESTADO Caros as professores as Este volume dos Cadernos do Professor completa o conjunto de documentos de apoio ao trabalho de gest o do curr culo em sala de aula enviados aos professores em 2009 Com esses documentos a Secretaria espera apoiar seus professores para que a organiza o dos trabalhos em sala de aula seja mais eficiente Mesmo reconhecendo a exist ncia de classes heterog neas e numerosas com alunos em diferentes est gios de aprendizagem confiamos na capacidade de nossos professores em lidar com as diferen as e a partir delas estimular o crescimento coletivo e a coopera o entre eles A estrutura o deste volume dos Cadernos procurou mais uma vez favor
49. nal produzido a partir da fermenta o do caldo de cana e n o da biomassa propriamente dita Com o lcool de lignocelulose inaugura se a segunda gera o de biocombust veis extra dos da mat ria descartada nos processos usuais de produ o do etanol O Delfim Martins Pulsar Imagens A coordenadora do projeto L dia Santa Anna da Petrobras explica que a lignocelulose composta Com a nova tecnologia de fabrica o de bioetanol a e ET partir de uma tonelada de baga o de cana poss vel principalmente por celulose hemicelulose e lignina hoje gerar 220 litros do combust vel A celulose e a hemicelulose s o pol meros constitui dos de a cares e a lignina um composto que pro tege essas subst ncias de microrganismos e d resist ncia fibra O objetivo do nosso processo desorganizar essa estrutura diz A pesquisadora destaca que a tecnologia desenvolvida pela Petrobras pode ser ajustada para outros rejeitos vegetais que tenham potencial para produ o de bioetanol como os res duos da palha ou o capim Res duos de torta de mamona pinh o manso e soja tamb m est o sendo cogitados para produzir bioetanol por meio de tecnologia semelhante conta Segundo Santa Anna a escolha da cana de a car para iniciar o projeto n o foi ao acaso A par tir de uma tonelada de baga o de cana poss vel hoje gerar 220 litros de etanol e em poucos anos pretendemos chegar marca de 270 li
50. ndes Denilse Morais Zambom Fabio Luiz de Souza Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto Isis Valen a de Sousa Santos Luciane Hiromi Akahoshi Maria Fernanda Penteado Lamas e Yvone Mussa Esperidi o Linguagens C digos e suas Tecnologias Arte Gisa Picosque Mirian Celeste Martins Geraldo de Oliveira Suzigan J ssica Mami Makino e Sayonara Pereira Educa o F sica Adalberto dos Santos Souza Jocimar Daolio Luciana Ven ncio Luiz Sanches Neto Mauro Betti e S rgio Roberto Silveira LEM Ingl s Adriana Ranelli Weigel Borges Alzira da Silva Shimoura L via de Ara jo Donnini Rodrigues Priscila Mayumi Hayama e Sueli Salles Fidalgo L ngua Portuguesa Alice Vieira D bora Mallet Pezarim de Angelo Eliane Aparecida de Aguiar Jos Lu s Marques L pez Landeira e Jo o Henrique Nogueira Mateos Matem tica Matem tica N lson Jos Machado Carlos Eduardo de Souza Campos Granja Jos Luiz Pastore Mello Roberto Perides Mois s Rog rio Ferreira da Fonseca Ruy C sar Pietropaolo e Walter Spinelli Caderno do Gestor Lino de Macedo Maria Eliza Fini e Zuleika de Felice Murrie Equipe de Produ o Coordena o Executiva Beatriz Scavazza Assessores Alex Barros Beatriz Blay Carla de Meira Leite Eliane Yambanis Heloisa Amaral Dias de Oliveira Jos Carlos Augusto Luiza Christov Maria Eloisa Pires Tavares Paulo Eduardo Mendes Paulo Roberto da Cunha Pepita Prata Renata Elsa Stark Ruy C sar Pietropaolo Solange Wa
51. o com o interruptor Como nesse experimento utilizamos pilhas importante explicar para os alunos que assim como as tomadas as pilhas tamb m s o fontes de energia el trica Construindo uma lumin ria abrindo e fechando um circuito Um outro experimento que pode ser facil mente feito com os alunos para mostrar o funcionamento de um interruptor a monta gem de uma lumin ria Vamos mostrar como fazer um interruptor para o circuito e os alu nos poder o tamb m montar a lumin ria Para introduzir um interruptor para ligar e desligar a l mpada ou seja fechar e abrir o circuito vamos precisar de uma l mpada de lanterna a mesma usada na experi ncia anterior fios cabinho fios de telefone duas tachinhas dois pregos tiras de metal da lata de refrigerante lixa duas pilhas 1 5 V cada fita adesiva uma base de madeira ou papel o grosso tesoura sem ponta e martelo O F lix Reiners Figura 3 Esquema de montagem do interruptor da lumin ria CP 7a CIE vol4 FINAL indd 17 17 03 09 09 14 40 37 18 Procedimento 1 Desencape as extremidades dos fios cabi nho voc pode entregar os fios com as extremidades j desencapadas para os gru pos de alunos 2 Prenda uma pilha outra com fita adesiva polo positivo encostado no polo negativo 3 Prenda com fita adesiva as pontas de um fio em um dos lados da dupla de pilhas e na l mpada conforme imagem representada pelo fio de cor verde
52. o das termel tricas poss vel ver al m No Estado de S o Paulo temos usinas ter mel tricas e hidrel tricas Muitas delas podem ser visitadas uma excelente oportunidade para os alunos conhecerem os principais componen tes de uma usina e seu funcionamento No caso das hidrel tricas poss vel ver a barragem as CP 7a CIE vol4 FINAL indd 27 das caldeiras as turbinas os geradores e as redes de transmiss o Para fazer a visita preciso agen dar No site lt http www cidadao sp gov br gt poss vel encontrar diversas usinas com telefone e endere o que promovem visitas de alunos acompanhados pelos professores 03 09 09 14 41 11 21 Montando esquemas das principais usinas geradoras de energia el trica Agora que os alunos j conhecem as princi pais caracter sticas das usinas fa a com eles um esquema para deixar exposto na sala Escreva cada um dos nomes caracter sticos das usinas representadas a seguir e pe a que eles em gru pos montem a estrutura a partir das informa es j explicitadas das usinas como em um quebra cabe as no qual os encaixes s o pala vras ou desenhos que representem os elementos constituintes dessas usinas como queda d gua combust vel calor vapor vento sol c lula solar fogo vapor turbina gerador etc A ideia que eles montem uma esp cie de mapa do funciona mento das usinas Assim divida a sala em gru pos para a constru o dos esquemas de
53. o etanol que conhecemos Tudo aproveitado destaca ela O processo de produ o do etanol a par tir da lignocelulose de cana de a car est em fase de testes em uma unidade experimental no Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Petrobras no Rio de Janeiro A grande vantagem do processo a recicla gem de res duos que seriam descartados para a gera o de energia O baga o da cana o resi duo agroindustrial mais expressivo no pa s ressalta Santa Anna Ap s os resultados positivos em laborat rio a nova tecnologia passa por testes em escala piloto em uma unidade experimental instalada no Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Petrobras Cenpes no Rio de Janeiro O equi pamento foi projetado de forma que o processo todo seja integrado desde o pr tratamento do baga o at a fermenta o e destila o do lcool afirma a pesquisadora E completa A Petrobras prev que em 2010 seja inaugurada uma planta demonstrativa para produzir lcool a partir de lignocelulose no Rio de Janeiro de olho no potencial BEZERRA Fab ola Ci ncia Hoje Dispon vel em lt http cienciahoje uol com br 107831 gt Acesso em 14 ago 2009 Solicite aos alunos fazerem um gloss rio com as palavras utilizadas no texto que para eles s o desconhecidas 47 03 09 09 14 41 41 48 E RECURSOS PARA AMPLIAR A PERSPECTIVA DO PROFESSOR E DO ALUNO PARA A COMPREENS O DO TEMA Al m das sugest
54. o isolan tes e n o deixam a eletricidade circular n o fecham o circuito e assim n o permitem acender a l mpada J os materiais feitos de metal como a tesoura a chave de fenda e o martelo permitem a passagem de eletricida de pelo circuito fecham o circuito e assim a l mpada acende Choque el trico cuidados e riscos A partir da atividade sobre condutores e isolantes pode se retomar a discuss o sobre choques el tricos acrescentando aos alunos a informa o de que se sentimos choque por que nosso corpo deixa passar a eletricidade Dessa forma podemos receber e transmitir eletricidade Ao tocarmos um fio desencapa do ou uma tomada a eletricidade que pas sa por ali se conseguir atravessar a nossa pele seguir pelo nosso corpo Se estiver mos descal os ou com a m o encostada em alguma superf cie iremos sentir choque por Ci ncias 72 s rie Volume 4 que a eletricidade passar por n s do fio ou da tomada at os p s ou as m os Agora se estivermos usando sapatos com sola de bor racha por exemplo e n o estivermos em con tato com outro material ou superf cie n o levaremos choque porque a borracha um material isolante para voltagens como as resi denciais 110 V Em situa es de alta tens o muitas vezes a borracha deixa de ser isolan te Os avisos de n o empinar pipa perto de fios de alta tens o n o colocar os dedos ou objetos pontiagudos nas tomadas n o tocar e
55. o nos que em todos os casos ocorrem trans aquecimento da gua e a energia relacio forma es de energia de um tipo em outro nada ao aquecimento chamada de ener Assim a energia n o criada nem gerada gia t rmica O gerador e lico transforma a mas transformada 42 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 42 03 09 09 14 41 28 3 As figuras a seguir indicam circuitos el tri cos simples feitos com pilha fios e peque nas l mpadas Baseado na constru o experimental feita em sala de aula e nas dis cuss es conceituais sobre ela diga qual dos circuitos a seguir capaz de fazer a l m pada acender 9 g dl AOF TOT O nico circuito capaz de acender a l m pada o circuito b pois o nico que liga os dois polos da pilha aos dois polos da l mpada de forma a permitir a passa gem da corrente el trica pela l mpada O circuito a na verdade corresponde a um curto circuito ou seja o circuito est fe chado sem passar por um resistor no caso a l mpada nesse circuito haver um aqueci mento da pilha descarregando a Nos casos ce dn o h sequer fechamento do circuito n o podendo circular corrente el trica CP 7a CIE vol4 FINAL indd 43 O F lix Reiners Ci ncias 72 s rie Volume 4 4 Um amigo solicita ajuda na hora de abas tecer o carro Ele tem um carro bicom bust vel No posto escolhido a gasolina custa R 2 39 e o lcool R 1 79 Sabendo que com a mesma quantidade
56. o o restante surpreendente a quantidade de perda de energia no funcionamento de um carro Apenas os alunos que se interessam bastante pelo assun to devem ter uma ideia das porcentagens reais da efici ncia de um autom vel A maior parte das pessoas pensa que toda ou quase toda a energia dada transformada em trabalho mec nico transferido s rodas dos autom veis O sonho de transformar toda a energia forneci da em trabalho ou energia til chamado de moto perp tuo um motor ou sistema que n o perde energia ou seja 100 eficiente Mostre a imagem a seguir a seus alunos e pe a que eles a analisem perguntando quanto da energia fornecida foi utilizado para a loco mo o do carro quanto dessa energia foi per dido para o meio externo na forma de calor e quanto foi usado para outras atividades asso ciadas ao autom vel como acender a lanterna buzinar etc 03 09 09 14 41 16 Ci ncias 72 s rie Volume 4 5 Energia Luzes E dos hidrocarbonatos ventilador E n o queimados gerador o energia t rmica dire o a dos gases de bomba escape e transferida hidr ulica Energia Evapora o ao ar resistente etc t rmica 1 kW 56 8 kW 2 2 kW 3 kW Do tanque de gasolina 72 kW Rodas 9 kW Motor de Transmiss es combust o e engrenagens Figura 8 Esquema que mostra o fluxo de energia em um carro Fonte Exame Nacional do Ensino M dio Enem Ano 2000 5 Ao analisar a imagem percebemos que a E
57. para a ilumina o e a utiliza o dos mais diversos aparelhos el tricos dom sticos ou industriais No caso da energia solar as c lulas fotovoltaicas normal mente s o instaladas nas pr prias resid ncias Discuta tamb m com os alunos as diferen as e as semelhan as nos processos de transfor ma o de energia em cada uma dessas usinas como mostram os esquemas de 1 a 6 Tamb m importante discutir as imagens presentes no texto para que todos acompanhem a explica o sobre os elementos constituintes de cada usina assim como sobre as transforma es de energia que ocorrem Ap s a leitura e a discuss o do texto e da constru o dos esquemas das usinas interes sante fazer uma s ntese do que foi visto nesta Situa o de Aprendizagem Uma proposta construir com os alunos uma tabela como a apresentada a seguir que enfatiza as principais transforma es de energia Transforma o de energia nas diferentes usinas Gera o de energia el trica Energia inicial Energia final Hidrel trica Movimento da gua energia mec nica El trica Termel trica termonuclear Calor energia t rmica El trica E lica Vento energia mec nica El trica Solar fotovoltaica Explique aos alunos os diferentes tipos de energia que aparecem na tabela por exemplo dizendo que a energia mec nica est relaciona da ao movimento das guas do ar etc e a energia t rmica
58. r e discutir o conceito de consumo de energia a partir do conceito de pot ncia el trica Tempo previsto 5 aulas Conte dos e temas aparelhos el tricos identifica o energia el trica pot ncia el trica e consumo de energia i Compet ncias e habilidades identificar e reconhecer os usos que s o feitos da energia el trica no cotidiano classificar as tecnologias que utilizam eletricidade em fun o de seus usos identificar a import ncia da classifica o no estudo sistematizado de um tema analisar qua Jitativamente dados referentes grandeza pot ncia el trica reconhecer e utilizar correta mente a nomenclatura e a unidade de pot ncia i Estrat gias sensibiliza o inicial levantamento de objetos e coisas pertencentes ao mundo do aluno trabalho em grupo discuss o compartilhada Recursos l pis de cor giz de cera cartolina aparelhos el tricos secador de cabelo ferro de passar r dio pilha etc tabela de pot ncias m dias de aparelhos el tricos Avalia o participa o dos alunos nas atividades em grupo e nas discuss es compartilhadas em classe atividade para casa CP_7a_CIE_vol4_FINAL indd 9 03 09 09 14 40 33 T E E I EA LA apresentem uma GEED vm HED da escolha feita Para dar in cio primeira atividade pode se ue Ap s os alunos terem respondido s ques A medida que eles forem dando as respostas pode se A ideia qu
59. r alguma forma de desperd cio de energia Quer uma ajuda Observe por exemplo se tem alguma l mpada acesa desnecessariamente se o chuveiro est ligado na temperatura alta esperando por algu m que nem chegou ao banheiro ou se o r dio est cantando para os mosquitos Caso per ceba alguma falha desse tipo seja r pido e contorne a situa o Surgindo alguma reclama o diga que voc est agindo pelo bem da natureza Veja que n o dif cil identificar os casos de desperd cio Em pocas de amea a de Apag o todo cuidado pouco At que o pa s concretize investimentos em fornecimento de energia e mesmo depois disso economizar a palavra chave Afinal melhor isso que ficar sem luz J pensou em um mundo sem energia el trica Pense tamb m no que seria de n s sem a gasolina e o leo diesel por exemplo Os meios de transporte n o teriam se desenvolvido tanto Logo estar amos todos limita dos a percorrer dist ncias mais curtas do que podemos percorrer em um nibus ou avi o Isso seria ruim para tudo pois nosso mundo ficaria menor ter amos menos oportunidades para ganhar novos conhecimentos etc 44 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 44 03 09 09 14 41 29 Ci ncias 72 s rie Volume 4 5 A E B Acho que j deu para se convencer de que n s realmente dependemos dessas formas de ener gia Mas o X do problema est nas usinas t rmicas refinarias de petr leo centrais hidrel tricas etc Es
60. ra divulgar as duas melhores linhas do tempo Lista de alguns transportes ao longo da hist ria Marcos na hist ria dos transportes Data prov vel da inven o da roda 8000 a C Carros eg pcios 1400 a C Vias romanas 100 Bicicleta de Da Vinci 1490 M quinas voadoras de Da Vinci 1500 Primeiros t xis 1625 Primeiro nibus 1662 Primeiro ve culo a vapor 1770 O bal o dos irm os MontGoldfier 1783 Primeira bicicleta 1817 Primeiro servi o de passageiros do Brasil 1817 Surge o nibus moderno 1826 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 34 03 09 09 14 41 12 Ci ncias 72 s rie Volume 4 Primeiros nibus do Brasil 1838 Carro a vapor de Bordino 1854 Primeiro motor a explos o 1859 Surge o motor quatro tempos 1876 Primeiro veiculo a gasolina 1885 Primeiro autom vel a gasolina 1886 Surge o motor a diesel 1892 Primeiro nibus a gasolina 1895 Primeiro avi o 1906 Primeira travessia do Atl ntico 1919 Primeiro avi o da Varig 1927 Primeiro avi o pressurizado 1940 Primeiro jato de passageiros 1952 Primeiro Boeing 727 1962 Supers nico Concorde 1969 Funcionamento da primeira linha de metr em S o Paulo 1974 Elaborado especialmente para o S o Paulo faz escola Pe a aos alunos que completem com novas inven es como carros bi e tricombust vel e movidos a c lula solar ou a hidrog nio que v m
61. s t vel importante e interessante ressaltar o consumo indireto Tudo o que utilizamos para ser gerado ou fabricado implica o uso de ener gia Essa energia tamb m entra na contabilida de dos nossos usos atuais TRANSPORTES COMBUST VEIS E EFICI NCIA Esta Situa o de Aprendizagem come a pela evolu o dos transportes na hist ria da humani dade seguida da hist ria do uso de energia pelo homem Ao final al m de uma discuss o a res peito dos recursos energ ticos h tamb m um estudo da efici ncia energ tica dos combust veis Fechamos com uma proposta de debate sobre os biocombust veis e a escassez de alimentos Tempo previsto 5 aulas i Conte dos e temas a evolu o dos transportes na hist ria da humanidade transportes e dife rentes consumos de energia recursos energ ticos petr leo carv o g s natural e biomassa efi ci ncia energ tica Compet ncias e habilidades compreender os transportes ao longo da hist ria e sua evolu o como uma necessidade do homem de maior conforto e de percorrer maiores dist ncias entender a evolu o dos transportes como um aumento do consumo de energia perceber a inexist ncia de m quinas que operem com rendimento 100 calcular rendimento e perdas de energia com parar lcool e gasolina para uma melhor economia financeira Estrat gias visita a museu discuss es em classe leituras compartilhadas pesquisas apresenta o de resultados de pe
62. s da gera o de energia el trica e sobre o uso sustent vel de energia Tempo previsto 7 aulas Conte dos e temas fontes de energia geradores de energia hidrel tricas termel tricas termo nucleares solar fotovoltaica e turbinas e licas transforma o de energia benef cios e impactos relativos produ o de eletricidade desenvolvimento sustent vel Compet ncias e habilidades compreender o caminho da eletricidade das usinas geradoras at as resid ncias ler e interpretar textos interpretar diferentes formas de representa o esquemas compreender conhecimentos cient ficos e tecnol gicos sobre produ o de energia el trica como meios para suprir as necessidades humanas identificando riscos e benef cios de suas aplica es identificar argumentos favor veis e desfavor veis s formas de gera o de eletricidade identi 24 Recursos Caderno do Aluno classe execu o e qualidade da s ntese Como a eletricidade chega s nossas casas Para dar in cio atividade pode se dividir a classe em grupos e solicitar a eles que pen sem sobre a seguinte quest o De onde vem a eletricidade que chega s nossas casas Os grupos podem fazer um desenho ou escrever um texto em resposta a essa quest o A ideia apenas levantar uma discuss o e verificar as concep es deles sobre o caminho da eletrici dade at nossas casas CP 7a CIE vol4 FINAL indd 24 ficar as etapas envolvidas na gera o de
63. sas ind strias transformam as fontes de energia da natureza em formas de energia adequadas para o nosso uso final Colaboram assim para o nosso desenvolvimento e conforto mas ao mesmo tempo podem agredir o meio ambiente seja com a polui o do ar a inunda o de grandes reas ou com o risco de desastres ecol gicos A sa da n o est em voltar a viver como no tempo das cavernas A ideia usar a energia de maneira inteligente O que em outras palavras quer dizer economizar para que n o tenhamos de construir tantas unidades industriais de transforma o de energia Al m disso precisamos buscar alternativas que provoquem menos danos ao meio ambiente Mas at que o volume de energia de que precisamos possa ser suprido por essas fontes alternati vas o jeito ser continuar dependendo das fontes tradicionais petr leo e hidreletricidade E o melhor a fazer encontrar meios de usar mais eficientemente essas fontes Veja o que d para fazer em casa 5 B LA E ca ERRADO CERTO ERRADO CERTO ERRADO Bom depois disso tudo acho que voc pode aproveitar a hora do jantar e fazer um discurso para conscientizar sua fam lia da necessidade de poupar energia e tamb m da import ncia das fontes alternativas Capriche hein Fonte LA ROVERE Emilio L bre Economizar no que for poss vel Ci ncia Hoje das Crian as on line Dispon vel em lt http cienciahoje uol com br 1161 gt Acesso em 14 ago 2009 45
64. sendo concebidos em fun o n o apenas do conforto mas seguindo uma pol tica de sustentabilidade J que o combust vel mais usado mundialmente o petr leo n o eter no na nossa escala de tempo preciso pen sar em alternativas a ele Combust veis menos poluentes e de natureza renov vel est o em alta por causa das grandes discuss es sobre o aumento na atmosfera terrestre de gases que provocam o efeito estufa e assim podem provocar um aumento na temperatura m dia do planeta fen meno conhecido como aque cimento global Visita ao Museu dos Transportes P blicos da cidade de S o Paulo 72 Figura 7 Camar o primeiro bonde fechado 1927 1968 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 35 O Folha Imagem Um local que pode propiciar uma visi ta bastante interessante levando os alunos a conhecer os transportes mais antigos da cida de de S o Paulo principalmente os transportes p blicos o Museu dos Transportes P blicos Gaetano Ferolla O nome homenageia seu fun dador um antigo funcion rio da Companhia Municipal de Transportes Coletivos CMTC fundado em 1985 O homem sua hist ria e o uso de energia O desenvolvimento da humanidade da pr hist ria aos dias atuais pode ser correla cionado com a energia por ela consumida ao longo do tempo Faremos uma an lise do con sumo di rio de energia e o est gio do desen volvimento humano retomando o que j foi realizado em Geografia no segundo bimestre
65. sos envolvidos Chame aten o ao fato de que na maior parte das usinas h turbinas que s o movimentadas para acionar um gerador no caso da hidrel tri ca a queda d gua a respons vel por esse movimento nas termel tricas o vapor de gua e na e lica o vento A usina que n o tem essa caracter stica a solar que por meio das c lu las fotovoltaicas transforma diretamente a luz solar em energia el trica importante notar que o aprendizado rela tivo gera o de energia el trica passa por CP_7a_CIE_vol4_FINAL indd 29 Transforma o de energia mec nica em el trica Transforma o de energia luminosa em el trica alguns termos como turbinas geradores e transformadores O movimento necess rio para a produ o de energia el trica feito pelas turbinas constitui das de p s que giram na passagem da gua ou do vapor de gua Esse movimento das turbinas usado para movimentar um m ou uma bobi na e gerar a energia el trica gerador Nesses movimentos h uma transforma o de energia Os transformadores t m a fun o de aumen tar ou diminuir a voltagem para minimizar as perdas de energia no transporte da eletricidade A eletricidade gerada em boa parte desses processos depois transportada por redes de transmiss o de energia el trica at as casas as 29 03 09 09 14 41 11 30 ind strias e outros centros de consumo e uti lizada de v rias formas como
66. squisas atividades em grupo c lculos de rendimento e de vantagem em uso do lcool ou gasolina Recursos papel kraft canetas coloridas Avalia o participa o dos alunos nas atividades em grupo e nas discuss es compartilhadas em classe execu o e qualidade das atividades propostas 33 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 33 03 09 09 14 41 12 34 Sensibiliza o e levantamento Inicie o tema perguntando aos alunos sobre a import ncia que os transportes t m hoje na vida deles Como eles se locomovem at a esco la a casa de parentes e amigos ou em viagens de f rias Que tipos de transportes usam Caso n o existissem carros nibus metr s ou trens como seria poss vel fazer as mesmas viagens e quais os tempos envolvidos A ideia inicial sensibilizar os alunos para a quest o dos transportes em especial no que se refere ao tempo de deslocamento e ao confor to que eles geram claro que principalmen te em cidades muito grandes como S o Paulo com uma frota t o grande de ve culos come a mos a ter d vidas em rela o ao conforto que os transportes podem gerar j que o tempo gasto em deslocamentos muitas vezes bastan te grande em virtude dos congestionamentos No entanto se pensarmos no metr por exem plo percebemos com maior clareza as vanta gens que a tecnologia pode trazer para nossos deslocamentos Os transportes ao longo da hist ria Divida a sala em seis grupos de cinco a sete a
67. ssa atividade a classifica o e a organiza o desse conjunto de aparelhos segundo crit rios estabelecidos conjuntamente Classifica o Depois do levantamento vamos Para fazer essa organiza o Ci ncias 72 s rie Volume 4 precisamos Para isso sugeri mos quest es como Esses aparelhos t m as mesmas fun es Quais desses aparelhos s o usados para aquecer algo E para resfriar Podemos classificar os aparelhos somente entre aqueles que aquecem algo e aqueles que res friam O que fica faltando E assim pode se presentamos em seguida algumas sugest es de como organizar e classi ficar esses aparelhos Aquecer Proposta de classifica o dos aparelhos el tricos Aparelhos que s o usados para Resfriar Cozinhar Iluminar Limpar Entreter Chuveiro Geladeira Torradeira Lumin ria Lavadora R dio Ferro de passar Ar condicionado Forno de micro ondas L mpada Aspirador de p TV Aquecedor Fog o el trico Computador Secador Aquecimento Aparelhos que quando funcionam produzem Resfriamento Movimento Comunica o Ilumina o Chuveiro Geladeira Ventilador R dio L mpada L mpada Ar condicionado Liquidificador TV Lumin ria Aquecedor Ventilador Batedeira Computador Torradeira CP 7a CIE vol4 FINALindd 11 03 09 09 14 40 33
68. tros estima Do baga o ao combust vel Para se fabricar etanol a partir da lignocelulose o baga o da cana prensado dentro de um rea tor e submetido a uma solu o cida que quebra a estrutura da fibra No processo a hemicelulose decomposta em a cares que ficam em um res duo l quido Este passa por uma etapa de fermenta o em que microrganismos usam os a cares para produzir o bioetanol 46 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 46 03 09 09 14 41 35 Delfim Martins Pulsar Imagens O processo de produ o do etanol a partir da lignocelulose de cana de a car est em fase de testes em uma unidade experimental no Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Petrobras no Rio de Janeiro imenso do Brasil para exportar esse produto A partir desse texto e das discuss es feitas em aula sobre o biocombust vel pode se soli citar ao aluno que fa a uma lista separando em duas colunas os pr s e contras do uso do biocombust vel CP 7a CIE vol4 FINAL indd 47 Ci ncias 72 s rie Volume 4 Paralelamente a lignina presente no res duo s lido do pr tratamento do baga o retirada e o material rico em celulose recebe enzimas que quebram o composto em a cares que tamb m seguem para fermenta o Para esse estudo usamos duas esp cies de leveduras naturais Pichiastipitis e Sacharomycescerevisiae conta a pesquisadora A etapa final a destila o ou seja a recupera o e purifica o d
69. ual e o desenvolvimento das habilidades e compe t ncias envolvidas Entre os tipos de produ o solicitados aos estudantes est o a realiza o de atividades experimentais a descri o de obser va es a elabora o de s nteses a exposi o oral a participa o em debates entre outras Assim as oportunidades de avalia o s o diversas e ocorrem em diferentes momentos 03 09 09 14 40 33 PROPRIEDADES SITUA O DE APRENDIZAGEM Ci ncias 72 s rie Volume 4 ET sm 1 ENERGIA FONTES OBTEN O USOS E A ELETRICIDADE NO DIA A DIA Esta primeira Situa o de Aprendizagem est dividida em duas partes Na primeira delas apresentamos uma forma de sensibi lizar os alunos para uma discuss o sobre as maneiras de utiliza o da energia el trica em nosso cotidiano O objetivo desta primeira parte mapear o universo de conhecimentos do aluno relacionados a esse tema partindo da identifica o de situa es ou atividades de seu dia a dia que dependam da energia el trica como acender uma l mpada tomar banho quente ver TV ouvir r dio etc Esse levantamento inicial tamb m oferece um panorama dos elementos que ser o estu dados no tema Energia fontes obten o usos e propriedades Na segunda parte da Situa o de Aprendizagem apresentamos uma discuss o sobre como podemos medir o consumo de energia dos aparelhos el tricos que s o utili zados em nosso cotidiano A ideia introduzi
70. xemplo a pot ncia de l mpadas de 100 W acesas Agora com voc O Tara Venanzi Kino O F lix Reiners 41 CP 7a CIE vol4 FINAL indd 41 03 09 09 14 41 28 Aparelho el trico Pot ncia Quantidade de l mpadas Ferro de passar 1500 W 15 Refrigerador 300 W 3 Chuveiro el trico 4200 W 42 M quina de lavar roupa 600 W 6 Secador de cabelo 1100 W Ventilador 200 W Televis o 100 W 2 A eletricidade que chega s nossas casas energia Fa a a associa o correta entre a pode ser gerada de diferentes formas a usina geradora de eletricidade e o processo partir de processos de transforma o de de transforma o que ocorre nela Usina hidrel trica Luminosa em el trica Usina termel trica Mec nica movimento de gua em el trica Gerador e lico T rmica calor em el trica Gerador solar fotovoltaico Mec nica vento em el trica A associa o correta Luminosa em el trica Mec nica gua em el trica T rmica calor em el trica Mec nica vento em el trica Nas hidrel tricas a energia el trica energia mec nica dos ventos em el trica e obtida por meio das quedas d gua A por fim o gerador solar fotovoltaico trans energia relacionada ao movimento cha forma a energia luminosa que vem do sol mada de energia mec nica As terme em energia el trica Ressalte para os alu l tricas produzem energia el trica pel
71. xtens o do planeta em tempos muito menores importante ressaltar tamb m que h sempre um gasto de energia na utiliza o de transportes seja a queima de alimentos no trabalho humano ou animal de combusti veis f sseis como a gasolina ou o diesel ou de biomassa como o lcool Neste momento pode se pedir aos alunos que sistematizem alguns tipos de combust veis ou recursos energ ticos utilizados em diferen tes meios de transporte Podemos pensar em casos como Maria Fuma a e trem a vapor usam que tipo de com bust vel para se movimentar E os nibus el tricos E os nossos carros atuais os navios Os avi es os caminh es os bal es os nibus e os foguetes que tipo de combust vel usam Os combust veis e os meios de transporte Apesar de estarmos usando o termo combust vel nem sempre a energia utilizada nos transpor tes tem origem em uma combust o queima Nos nibus el tricos que ainda circulam na cidade de S o Paulo por exemplo a energia usada el trica Por exemplo h fios que ligam o nibus fonte de energia el trica Esses fios s o similares queles que levam energia el trica s nossas resid ncias Essa energia el trica por sua vez pode vir de diferentes tipos de fontes Se pensarmos nos combust veis mais utilizados hoje em ve culos temos gasolina lcool diesel e g s natural A gasolina e o diesel s o derivados do petr leo e s o conhecidos como combust veis f ss

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