Aula 9

As transformações de energia em um motor elétrico

Introdução:

Nesta aula vamos aprender, por intermédio de uma experiência sobre o motor elétrico, como funciona o motor elétrico encontrado em brinquedos elétricos, liquidificadores e muito mais.

Objetivo:

Nosso objetivo nessa aula é aprender como funciona os motores elétricos encontrados em muitas coisas do nosso cotidiano. E com isso usaremos um experimento pra mostrar como funciona o motor.

Materias utilizados:

Utilizamos nesse experimento os seguintes matérias: 2 fios rígidos de cobre 20AWG com 20cm; 1 fio rígido de cobre esmaltado 20AWG com 2,5m; 2elásticos de látex; 1 copo plástico com tampa; 1 bateria 9V; 1 clipe para bateria com garras de jacaré; 3 ímãs flexíveis; 1 barra de cobre ou alumínio; 1 pedaço de lixa; 2 pilhas “D” 1,5V.

Metodologia:

Primeiramente usamos a barra de cobre para servir de molde para os fios de cobre e com esse fios enrole na barra e depois retire. Em seguida, usando outro molde que é a pilha enrole um fio de cobre maior e depois retire também. Depois coloque as duas pilhas dentro do copo para servir de sustento.

Em dois lados dos copos colocamos os primeiros fios de cobre que fizemos na barra de cobre para servir de apoio para o outro que fizemos na pilha. E em seguida, ligamos a garra de jacaré aos fios que servem de apoio no copo, e também conectamos a garra de jacaré na bateria

Resultado:

Tínhamos que fazer os fios que foram feito na pilha rodarem e assim concluirmos o nosso experimento com positivo.

Conclusão:

Concluímos que um motor elétrico para funcionar precisa de uma energia, ou seja, um motor elétrico funciona com vários tipos de energia, mas a usada nesse experimento foi a energia elétrica.

Bibliografia:

Livro de Ciências e Tecnologia com Criatividade

Aula 8

Controle remoto: comunicação via energia

Introdução:
Você já pensou como é que chega o sinal de um controle remoto a uma televisão, ou como o satélite consegue enviar mensagem a terra, com certeza sua resposta deve ter sido sim. Por isso nessa aula vamos explorar e aprender como é que esse sinal é transmitido até a alvo dele.

Objetivo:
O nosso dever (objetivo) e mostrar a você como que essa energia é transmitida até o alvo dela. E usando de maneira fácil vamos tentar fazer com que uma lâmpada possa ser acesa com um sinal ondas.

Materias utilizados:
Utilizamos nesse nosso experimento os seguintes matérias: 1 piezoelétrico; 8 garras de jacaré; 4 fios cabo com 40cm; 2 fios cabo com 20cm; 50 contas plásticas; 1 pote plástico pequeno; 1 lâmpada de 2,5V; 1 soquete simples para lâmpada; 2 pilhas “D” 1,5V; 2 suportes para pilhas “D”; 1 tesoura; 1m de papel alumínio.

Metodologia:

Recortamos o papel alumínio em dois pedaços e depois encaixamos um deles num copo plástico e utilizamos as garras de jacaré para prender ele.

Depois fizemos as conexões do pedaço de papel alumínio com as pilhas a lâmpada e o copo e do copo colocamos outro fio cabo até o papel alumínio. E com o outro papel alumínio conectamos ao piezoelétrico, em seguida, deixamos os papeis alumínio um de frente por outro e apertamos o botão do piezoelétrico e a lâmpada acendeu


Resultado:
Se colocarmos um em frente ao outro, sem nem uma interrupção, é lançada uma energia e consequentemente o alvo recebe o sinal.

Conclusão:
Essa energia que foi lançada é chamada de energia eletromagnética que é transmitida por ondas, como por exemplo, quando você joga uma pedra na água se faz ondas até chegar a um momento que acabou mais ela chega. E assim mesmo essa energia ela é transmitida pelo ar até chegar no seu alvo.

Bibliografia:
Livro de Ciências e Tecnologia com Criatividade (CTC)

Conheça mais sobre o assunto:
www.inpe.br/sdc1/site_scd/
www.marioprataonline.com.br/obra/cronicas/o_controle_remoto.htm

Aula 7

Pilhas: Transformando energia química em elétrica

Introdução:
Nesta aula vamos aprender um pouco sobre a energia da pilha e da bateria, você sabia que a pilha é um saco de energia.

Objetivo:
Descobrir como se constrói e como funciona a energia de uma pilha e de uma bateria.

Matérias usados no experimento:
1 soquete em "U" com lâmpada 1,2V; 2 placas de cobre; 2 placas de zinco; 2 folhas de papel toalha; 1 palha de aço; 1 frasco de solução de Sulfato de Cobre; Folhas de papel toalha; 1 tesoura.

Metodologia:
Para fazermos a pilha temos que juntar dentro do soquete uma placa de cobre a folha de papel, umedecer um pouco com a solução de Sulfato de cobre e depois colocar a placa de alumínio e apertar dentro de um soquete com a lâmpada. E para se fazer a bateria é só repetir os matérias pois a bateria é um conjunto de pilhas.

Resultado:
Se juntarmos as placas com os papeis e o soquete, teremos energia de uma pilha, mas se juntarmos mais desse materiais ele virará uma bateria, pois a bateria é um conjunto de pilhas.

Conclusão:
Chegamos a conclusão que uma bateria é formada por muitas pilhas e a pilha tem como energia, a energia quimica.

Bibliografia:
Livro de Ciencias e Tecnologia com Criatividade (CTC)

Conheça mais sobre o assunto:
www.eciencia.usp.br/exposição/geopeq/pilhas.htm
www.educar.sc.usp.br/quimapoio/pilh.html

Aula 6

Energia Térmica e Energia Química

Introdução:
Nesta aula conhecerem dois tipos de energia: Energia Térmica e Energia Química.

Objetivo:
Analisar como a água muda de temperatura depois de ser acrescentada a dois tipos diferentes de soluções.

Materiais usados no experimento:
1 copo graduado com cloreto de cálcio, 1 copo graduado com tiocianato de potássio, 2 copos com água, 1 vareta plástica e 1 termômetro.

Metodologia:
Meça a temperatura da água com o termômetro e registre no seu diário de Ciências.
Depois adicione o cloreto de cálcio ao copo número 1 e misture com a vareta plástica até sua dissolução, meça a temperatura e registre a temperatura quando se estabilizar.
Faça a mesma com o copo número 2 e adicione o tiocianato de potássio, registrando o sua respectiva temperatura.

Resultados:
O copo número 1 sofreu uma variação de temperatura de 25 graus a 23 graus e o copo de número 2 sofreu uma variação de 26 a 30 graus.

Conclusão:
Perceber que a água se transforma em energia química com ajuda das soluções.

Bibliografia:
Livro de Ciência e Tecnologia com Criatividade.

Aula 5

Como o nosso organismo utiliza a energia do sol?

Introdução:
Nessa unidade aprenderemos como absorver a energia solar, mas como sabemos que o ser humano não têm a capacidade de utilizar diretamente a luz solar para obtermos nosso alimento e, para isso dependemos de outros seres vivos.

Objetivo:
Percerbemos que onde a luz so sol atua o processo de fotossintese acontece e onde o sol não atua isso não ocorre.

Materias usado no experimento:
Copo graduado de 30mL; porta tubos de ensaios G duplo; rolhas com grampo; tubos de ensaios G; pipeta plastica; folhas de plantas.

Metodologia:
Coloque o tubo de ensaio no porta tubos de ensaio depois coloque 4mL da solução de Cresol, e em seguida, utilizando o grampo coloque a folha, coloque as rolhas em cima do tubo de ensaio, num ambiente claro e depois escuro.

Resultados:
Quando está escuro não ocorre o processo de fotossintese, porque a folha não consegue absorver a energia, já quando está claro a folha consegue absorver energia e com isso, realizar o processo de fotossintese.

Conclusão:
Podemos saber que nós ser humano não absorvemos energia diretamente do sol mais presisamos do sol pra nos dar energia atraves das plantas e outros seres vivos.

Bibliografia:
Livro de Ciencia e Tecnologia com Criatividade.

Aula 4

Fontes de energia

Introdução:
Nessa unidade vamos aprender sobre algumas fontes de energia, vamos procurar alguma outras formas se não for o sol.

Reportagem sobre fontes de energias renovaveis:
Ao tratar das fontes renováveis de energia, este artigo não poderia iniciar-se de outra maneira senão com as definições dos dois conceitos fundamentais envolvidos: quais são as fontes de energia e qual o significado do termo renovável.

Quanto às fontes de energia, considera-se aqui toda substância (petróleo, carvão, urânio, biomassa) capaz de produzir energia em processos de transformação (combustão, fissão nuclear) como também as formas de energia (energia solar, gravitacional), associada ou não ao movimento dos corpos, fluidos (energia das ondas, hidráulica) e gases (energia eólica), ou à temperatura das substâncias (energia geotérmica), cuja transformação em outras formas de energia pode ser realizada em larga escala.

Considerando-se as fontes de energia hoje conhecidas, pode-se classifica-las em dois tipos: fontes primárias, originadas de processos fundamentais da natureza, como a energia dos núcleos dos átomos ou a energia gravitacional, e secundárias, derivadas das primeiras, representando apenas transformações e/ou diferentes formas daquelas, tais como a energia da biomassa (energia solar) e a das marés (energia gravitacional).

Quanto à renovabilidade das fontes, em princípio todas podem ser produzidas e repostas na Natureza. Entretanto, para várias delas o processo de reposição natural envolve milhares de anos e condições favoráveis (como é o caso do petróleo), enquanto que a reposição artificial quando não é impossível é absolutamente inviável, envolvendo um gasto de energia igual ou superior à quantidade de energia a ser obtida, ou custos proibitivos (como é o caso da energia nuclear). Estas fontes são aqui classificadas de não renováveis.

Da mesma forma, em princípio nenhuma fonte de energia pode ser considerada inesgotável. Entretanto, aquelas cuja utilização pela humanidade não representa qualquer variação significativa em seu potencial, que em muitos casos está avaliado para uma duração de vários milhões (ou bilhões) de anos (energia solar, gravitacional), e aquelas outras, cuja reconstituição pode ser feita sem grandes dificuldades em prazos de apenas alguns anos e até menos, como no caso da biomassa, são aqui designadas fontes renováveis de energia. A Figura 1 mostra a classificação geral das fontes de energia conhecidas adotada neste artigo.

O uso das fontes de energia pelo homem tem se constituído em motivo de progresso e de devastação, associado sempre às opções sociais e políticas dos povos e civilizações. Não é intenção deste texto aprofundar qualquer análise histórica do uso da energia, mas apenas salientar alguns aspectos necessários à compreensão do atual perfil de consumo das diferentes fontes de energia, cuja origem remonta à Revolução Industrial.

De fato, a partir deste período histórico, iniciado na Inglaterra no final do século XVIII, o desenvolvimento da humanidade tem sido acompanhado da substituição das fontes renováveis de energia, majoritariamente utilizadas até então, por um vertiginoso uso de fontes não renováveis, no princípio o carvão mineral e vegetal, e após os anos 30 do século passado pelo petróleo.

Fatores predominantemente econômicos e políticos determinaram esta completa inversão da relação energia renovável/não renovável. O antigo perfil de consumo, baseado principalmente na biomassa (madeira), incluindo a energia solar (aquecimento e secagem) e a eólica (moinhos e barcos à vela), foi estigmatizado como "atrasado", símbolo de subdesenvolvimento.

O novo perfil, baseado na exploração e utilização intensiva com critérios exclusivos de redução de custos e máxima produção, ignorando aspectos sociais, como as formas de produção destes energéticos (são conhecidas as condições subumanas de exploração de minas de carvão em todo o mundo no início da Revolução Industrial e muito tempo ainda depois dela), os efeitos no meio ambiente (uso de compostos de chumbo na gasolina automotiva), etc., possibilitou o aumento progressivo do consumo de energia não renovável, criando e disseminando o conceito da relação direta entre consumo de energia e desenvolvimento, fatores que apesar de possuírem uma correlação entre si, esta não é tão obrigatória e linear, como pode ser verificado nas economias modernas, onde nas últimas décadas muitos países tem apresentado uma estabilização, ou até mesmo redução do consumo de energia, apesar de continuarem a crescer economicamente.

Adotadas as fontes não renováveis de energia, todo o desenvolvimento tecnológico subseqüente se deu sobre estas fontes, realimentando cada vez mais as necessidades destas energias. Chegou-se então aos dias de hoje, sendo que em 1998, segundo as Nações Unidas o consumo mundial de energia primária proveniente de fontes não renováveis (petróleo, carvão, gás natural e nuclear) correspondeu a aproximadamente 86 % do total, cabendo apenas 14 % às fontes renováveis. Além disto, de acordo com a Agência Internacional de Energia , do total de energia consumido em 1999 cerca de 53 % ocorreu nos 24 países denominados pelas Nações Unidas como de economias desenvolvidas, ficando os cerca de 100 demais países, denominados de economias em transição ou países em desenvolvimentos, com os 47 % restantes.

Esta enorme dependência de fontes não renováveis de energia tem acarretado, além da preocupação permanente com o esgotamento destas fontes, a emissão de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, que em 1996 foi da ordem de 23 bilhões de toneladas , aproximadamente o dobro da quantidade emitida em 1965 (a taxa média de crescimento desta emissão verificada na década de 90 foi de 0,5 % ao ano). Como conseqüência, o teor de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado progressivamente, levando muitos especialistas a acreditar que o aumento da temperatura média da biosfera terrestre, que vem sendo observado a algumas décadas, seja devido a um “Efeito Estufa” provocado por este acréscimo de CO2 e de outros gases na atmosfera, já denominados genericamente “gases de efeito estufa”, conhecidos mundialmente pela sigla GHG (Greenhouse Gases).

Se por um lado não há ainda entre os especialistas um consenso sobre a real existência deste “Efeito Estufa”, por outro a preocupação com este crescimento do teor de GHG na atmosfera começou a fazer parte de discussões internacionais (Rio-92, Kioto-97, Bonn-2001 e subseqüentes), a ponto de inúmeros países, notadamente aqueles que mais contribuem com as emissões destes gases, já se comprometerem com algum tipo de controle destas emissões, mesmo que até o momento estes compromissos tenham ficado mais ao nível da retórica do que terem provocado ações efetivas dos governos neste sentido. Espera-se que a entrada em vigor do Protocolo de Kioto, prevista para início de 2005, venha a acelerar a introdução destas medidas de controle.

No momento não faz mais sentido discutir se a adoção majoritária das fontes não renováveis constituiu-se de uma solução adequada ou não e quais as alternativas existentes na época. É muito mais importante, fundamental mesmo, constatar as conseqüências desta opção e implementar medidas mitigadoras, entre elas a redução da participação destas fontes no consumo mundial de energia.

Ainda mais, o uso dos combustíveis fósseis tem provocado, em muitas regiões onde se concentram intensa atividade industrial, grande número de veículos, a presença de usinas termoelétricas, etc., uma poluição ambiental acima de padrões aceitáveis (Los Angeles e Cidade do México, por exemplo), além de chuvas ácidas resultantes da emissão de óxidos de enxofre (genericamente denominados SOx) e de nitrogênio (NOx), que reagem com o vapor d’água da atmosfera formando respectivamente ácido sulfúrico e ácido nítrico .

Por outro lado, é forçoso constatar-se que mais cedo ou mais tarde a oferta destas fontes não renováveis será reduzida, obrigando a utilização de outras fontes de energia. Neste ponto, muitos especialistas apontam as fontes renováveis como a única solução de suprimento de energia para um desenvolvimento econômico e ambientalmente sustentável, e propõem mesmo que a substituição das fontes não renováveis se inicie imediatamente, reduzindo desde já os efeitos ambientais de seu uso, de forma que a transição para um novo perfil de consumo de energia ocorra de forma lenta mas progressiva, sem as instabilidades que advirão de uma mudança brusca, obrigada por escassez ou preços elevados dos energéticos.

Genericamente definido como “satisfazer as necessidades da geração atual sem comprometer as necessidades das gerações futuras”, o conceito de desenvolvimento sustentável foi introduzido pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento em 1987 , e mantém-se até hoje como uma das poucas alternativas para evitar-se o colapso da civilização a nível global.

O conceito de desenvolvimento sustentável é bastante amplo, implicando em ações em todas as áreas da atividade humana, tais como planejamento familiar, alterações nos processos agrícolas e industriais, etc., e também a criação de taxas para os impactos ambientais inevitáveis provocados por algumas atividades essenciais, como por exemplo a geração de energia, o que elevará os custos principalmente das fontes não renováveis.

Apesar de não estarem isentas de provocarem inúmeras alterações no meio ambiente, pois todas as atividades humanas em maior ou menor grau assim o fazem, as fontes renováveis de energia aparecem hoje como as melhores (ou como as menos ruins) opções para um futuro sustentável para a humanidade.


Bibliografia:
livro de CTC
http://www.comciencia.br/reportagens/2004/12/15.shtml

Aula 3

De onde vem a energia presente nas fontes?

Introdução:
Nesta aula, conhecemos outra forma de transmissão de energia: a radiação (ou irradiação). Esta é a forma como a energia do Sol chega até nós.

Objetivo:
Analisar como certa quantidade de água muda de temperatura ao ser exposta pelo sol.

Materiais usados no experimento:
Calorímetro solar, termômetro e palitos de dente.

Metodologia:
Coloque cerca de 250mL de água dentro do calorímetro. Insira o termômetro no calorímetro pelo orifício lateral e registre a temperatura inicial da água no seu Diário de Ciências.
Depois coloque o calorímetro de frente ao sol em um ângulo perpendicular (compare com ajuda dos palitos de maneira que sua sombra não possa ser vista) e espere cerca de 20 minutos.
Passado os 20 minutos, meça a temperatura final da água e novamente registre no seu Diário de Ciências; em seguida calcule a variação de temperatura da água (temperatura final subtraída da temperatura inicial) e compare com a de seus colegas.

Resultados:
Feito todo o experimento notasse a variação de temperatura de 29 graus para 32 graus.

Conclusão:
Perceber que o Sol nos envia energia por meio dos raios solares.

Bibliografia:
Livro de Ciência e Tecnologia com Criatividade.