Globo ecologia Parte 3 - Energia Nuclear

Tipos de energia - Física

Como funciona uma hidrelétrica?

será que planta respira?

montando um herbario com especies da escola..

reciclando papel

de onde vem os bichinhos das frutas?

Como pensa um cientista?

Propriedades da matéria

Picasso e nossa arte

Como funciona um vulcão??

Planta gosta de música?

Tipos de Energia

Introdução

Energia é conservada. Você não a pode criar, você não a pode destruir. Tudo que você pode fazer é mudá-la de uma forma para outra. Nós não podemos fazer energia elétrica — nós queimamos carvão e convertemos sua energia química em energia elétrica. A energia cinética de seu carro em movimento é proveniente da energia química da gasolina.

Energia é conservada; há uma certa quantidade dela, e nunca será qualquer outra quantidade a mais, ou a menos. Quando as pessoas falam, em relação ao mundo, que está "faltando energia", o que elas realmente querem dizer é que um determinado 'tipo de energia' está em falta. Boa parte do trabalho realizado pelo mundo moderno é converter a energia química do carvão e óleo em energia cinética (de veículos), em outras formas de energia química (a dos fertilizantes), em energia térmica (nas estruturas e habitações), e energia radiante (luz).

Aqui está uma lista parcial dos diferentes tipos de energia, seguida de um exemplo:

Cinética (um carro em movimento tem isto)

 

MATERIAL
1. Duas laranjas 
2. Barbante 

COMO FAZER
1. Faça um varal com o barbante. 
2. Corte dois pedaços de barbante e amarre um pedaço em cada laranja. 
3. Pendure as laranjas no varal de barbante, deixando-as na mesma altura. 
4. Balance uma das laranjas. 

O QUE ACONTECE
Quando a laranja que está balançando começar a parar, a outra laranja começará a balançar. 

POR QUE ACONTECE? 
Por causa da energia cinética (energia das coisas em movimento). A energia cinética da laranja que está balançando passa pelo barbante até a outra laranja. Essa outra laranja começa a balançar também, até que a energia cinética volta pelo barbante para a primeira laranja. E assim a energia cinética fica passando pelo barbante de uma laranja para outra, e as duas ficam balançando alternadamente. 

 

Potencial gravitacional (pense na água armazenada em uma represa) e Elástica (uma mola esticada tem isto)

 

MATERIAL

1. Fósforos 
2. Tesoura sem ponta 
3. Duas porcas grandes de metal 
4. Um pote largo de plástico com tampa 
5. Elástico 
6. Barbante 

COMO FAZER
1. Amarre as porcas ao elástico com o barbante. 
2. Faça um furo na tampa e outro no fundo do pote.
3. Enfie o elástico no buraco do fundo do pote e prenda pelo lado de fora com o palito de fósforo. Faça o mesmo com a tampa, prendendo com o outro palito de fósforo.
4. Role o pote. 

O QUE ACONTECE
Você rola o pote e ele volta. 

POR QUE ACONTECE? 
Isso acontece porque quando o pote rola, o elástico vai torcendo por dentro e, acumulando energia, conhecida como energia potencial. Quando o elástico é solto, vai se desenrolando e a energia potencial vai se transformando em energia de movimento ou energia cinética, fazendo com que o pote role de volta.

 

 

Térmica (é forma de energia, mas não confunda com temperatura!)

Propagação de calor por condução 

 

Objetivo

O objetivo do experimento é mostrar a propagação de calor por condução utilizando um bom e um mau condutor de calor.

Contexto

A propagação de calor pode ocorrer de três modos: por condução, convecção e irradiação. Enquanto a propagação por irradiação se dá mesmo na ausência de matéria (vácuo), a propagação por condução exige o contato entre os objetos que trocarão calor e a propagação por convecção envolve a movimentação da matéria. Quando colocamos uma panela com água no fogo para esquentar, podemos observar a propagação de calor dos três modos. Por condução: o calor do fogo se propaga para a panela que está em contato com ele; este calor se propaga também por condução para a água, que está em contato com a panela. Por convecção: a água que está em contato com o fundo da panela se aquece, sua densidade diminui (fica mais leve) e ela sobe, enquanto a água fria da superfície (mais pesada) desce para o fundo. Por irradiação: se tiramos a panela do fogo e aproximamos a mão de seu fundo, sentiremos um aumento de temperatura. O calor sentido não chegou por condução (pois não havia contato) nem por convecção (pois o ar quente sobe), pois a radiação independe da existência ou movimentação de matéria para se propagar. Outro exemplo de propagação por irradiação é a energia térmica do sol, que chega até nós pela propagação através do espaço, que é quase um vácuo perfeito. Neste experimento veremos a propagação de calor por condução e também a resistência oferecida à esta propagação por dois materiais diferentes: um fio elétrico e um palito de madeira.

Idéia do experimento

A idéia é mostrar a propagação de calor por condução através de dois materiais diferentes: um fio elétrico, que conduz bem o calor, e um palito de madeira, que conduz mal o calor. Para isso pingamos gotas de vela com espaçamento constante no fio e no palito. Em seguida aquecemos uma das extremidades do fio. As gotas de vela vão se derretendo conforme o fio vai se aquecendo. Ou seja: conforme o calor vai se propagando no fio, as gotas de vela vão se derretendo. O mesmo não acontece quando aquecemos uma das extremidades do palito, pois a madeira não conduz calor tão bem quanto o metal. Portanto, quando se aquece uma das extremidades do palito, as gotas de vela não derreterão do mesmo modo como derreteram quando o fio foi aquecido.

Tabela do material

   

Item	Observações
Fio de cobre	fio elétrico de aproximadamente 15 centímetros de comprimento e de 2 ou 3 milímetros de diâmetro
Palito de madeira	de dimensões similares ao fio elétrico; em algumas regiões do país encontra-se na forma de espetinhos para churrasco.
Vela	vela comum
Fósforo ou isqueiro	para acender a vela
Lata	lata de refrigerante
Prego e martelo	para furar a lata
Papel alumínio	para enrolar o local onde o fogo entrará em contato com o palito de madeira

Montagem

• Faça um furo próximo à borda superior da lata de tal forma que o palito e/ou fio passe pelo furo.
• Pingue algumas gotas de vela sobre o fio, com espaçamentos aproximadamente iguais.
• Espere alguns segundos para que a parafina (vela) endureça sobre a superfície do fio.
• Acenda a vela na extremidade do fio.
• Após alguns segundos percebe-se o resultado: a parafina começará a derreter, começando do ponto mais próximo de onde está sendo aquecido até a outra extremidade.
• A seguir repita o procedimento acima para o palito.

Comentários

• Se a lata não parar em pé devido ao peso do fio, coloque água ou areia dentro da lata para equilibrar o peso.
• Tenha cuidado ao manusear a vela quando acesa.
• Se vela for maior do que a lata, então corte um pedaço dela para que fique do mesmo tamanho da lata.
• Utilize uma folha de papel sulfite ou similar por baixo do esquema do experimento para que a parafina não suje a mesa que está sendo utlizada.
• Ao realizar a experimento com o palito, cubra com papel alumínio a parte que estará em contato com a chama para evitar que esta pegue fogo.
• Durante a execução, ou no término do experimento, nunca toque na superfície do fio, pois esta estará aquecida podendo causar queimaduras.
• Os pingos de vela são usados para que não seja necessário a utilização do tato para sentir a propagação de calor.
• Pode-se fazer este experimento com duas latas, aquecendo o fio e o palito ao mesmo tempo.

Esquema de montagem

PROPAGAÇÃO DE CALOR POR CONVECÇÃO - 1

 

Objetivo

Mostrar como ocorre transmissão de calor por convecção num líquido sob aquecimento.

Contexto

Ao olhar para água fervendo, temos a impressão que ela está pulando dentro da panela, ou seja, a movimentação da água fica bastante visível. Porém a movimentação não ocorre apenas quando a água está fervendo; a movimentação ocorre durante todo o aquecimento. Quando a água está fervendo ela faz convecções tão rápidas que podemos vê-las.  Convecção significa "processo de transmissão de calor que é acompanhado por um transporte de massa", de acordo com o dicionário Aurélio. A água, assim como os demais fluidos, sofre convecção durante o aquecimento porque a parte aquecida, que em geral é a parte de baixo, fica mais leve (passa a ter menor densidade) do que as demais partes. Então a parte aquecida sobe, enquanto que outra desce para ocupar o lugar da que subiu.

Idéia do experimento

A idéia é mostrar que ocorre convecção em um líquido dentro de um copo quando ele é aquecido. Para isso coloca-se um pouco de leite no fundo de um copo d'água e aquece-se o fundo do copo com uma vela.  Aquela porção de leite que está no fundo do recipiente e, consequentemente mais próximo da chama que o aquece, é aquecido primeiro. O leite aquecido fica mais leve que uma mesma quantidade de água não aquecida que está acima dele. Isso faz com que a parte aquecida suba e a parte não aquecida desça. Como o leite contrasta com a água, então dá para ver o leite se movimentando junto com a água enquanto se mistura com ela. Observando o movimento do leite, temos uma noção de como a água sofre convecção enquanto é aquecida.

Tabela do material 
 

Item	Observações
Um copo americano	copo deve ser transparente
Um recipiente para colocar o leite	pode ser qualquer frasco ou até mesmo um copo
Um canudinho de beber refrigerante	de preferência transparente
Água	um copo de água
Leite líquido	que seja suficiente para encher o canudinho
Uma vela	para aquecer o copo
Fósforo	para acender a vela

Montagem

• Encha um copo com água e coloque o leite no outro recipiente.

• Coloque o canudo dentro do recipiente e puxe o leite com a boca de acordo com o passo 1 da figura abaixo.
• Rapidamente solte o canudinho da boca e o tape com o dedo de acordo com o passo 2 da figura abaixo.
• Retire o canudo de dentro do copo tampando a sua ponta com o dedo (ver passo 3 da figura abaixo).
• Coloque o canudo com o ponta tapada dentro do copo cheio de água, solte sua ponta e retire lentamente o canudo de dentro do copo. Ver os passos 3 e 4 da figura.

• Acenda a vela e a fixe em algum lugar.
• Segure o copo que está com água e leite e aproxime o fundo do copo da chama da vela.
• Aguarde alguns instantes, enquanto o fundo do copo se aquece e veja o resultado.

Comentários

• Não coloque o fundo do copo diretamente dentro da chama da vela.
• Para fixar a vela pode-se usar o médoto tradicional de pingar algumas gotas de cera derretida da vela e colocá-la em cima.

Esquema de montagem

 
  

 

Química (gasolina tem muito disto em sua massa)

Radiante (luz e calor radiante; pensa na luz do Sol incidindo em sua pele)

Usando termoscópios improvisados
Para experimentos em sala de aula e mesmo em feiras de ciências, existem várias variantes para a construção desses termoscópios. Citamos:

1) Usar de lâmpadas incandescentes queimadas, com bulbos transparentes. Retira-se todo o 'miolo' da lâmpada e fixa-se um tubo de vidro ou plástico transparente em sua base usando-se de 'durepóxi'. Unem-se esses tubos, sob a base, com uma mangueira plástica contendo água colorida. Eis o visual da montagem:

2) Usar garrafas PETs transparentes de 300 ml (ou as pichulinhas), com tubos plásticos inseridos (e colados) em suas tampas. Esta é nossa versão nestas páginas de Artesanato Científico.

3) Usar pequenos frascos de 'remédio', transparentes, com tubos plásticos inseridos em suas tampas de borracha etc.

Nota: Para interligação entre ramos e torneira pode-se utilizar dos equipamentos utilizados em aquários ou soros.

TERMOSCÓPIO

1. Objetivo do experimento: 
Construir um termoscópio caseiro. Avaliar a influência da temperatura na dilatação do líquido, ou do vapor, bem como descobrir que a evaporação está relacionada com diminuição da temperatura do líquido, ou do vapor, quando se molha externamente o termoscópio.

   

2.  Breve fundamentação teórica: 
O termoscópio é o precursor do termômetro. O objetivo principal de um termoscópio é poder avaliar as variações de temperatura, sem no entanto, quantificá-las, como ocorre num termômetro. Uma das grandes personalidades a idealizar um termoscópio foi Galileu Galilei.

A diferença do termoscópio que proporemos, para um termômetro (aberto) é que este possui uma escala associada à coluna do líquido. O que não impede que possa construir esta escala e transformar o termoscópio deste experimento num termômetro aberto. O termômetro é dito aberto porque, o líquido está sob efeito da atmosfera.

   

3.  Materiais necessários: 
-    garrafa pequena de vidro transparente, com boca pequena e com tampa de rosquear (exemplo: garrafa de suco concentrado da Parmalat);

-    corante (mercúrio-cromo, por exemplo);

-    prego médio e prego grosso (grossura de um canudinho de refresco);

-    canudinho de refresco;

-    massa de modelar;

-    álcool;

-    água;

-    martelo;

-    bacia; 

4.  Procedimento:

Com o prego médio fure a tampa, usando o prego grosso para  aumentar a largura do furo. O furo tem que ficar com espessura tal que o canudinho passe justo pelo furo. 

Coloque água dentro da garrafa até preencher metade do volume (a água pode ser trocada por álcool, que dilata mais que a água). 

Coloque algumas gotas de corante na água e misture bem. 

Rosqueie a tampa, apertando bem, coloque o canudinho  e vede com massa de modelar (conforme o desenho). É importante que a vedação seja bem feita, pois qualquer vazamento de ar, mesmo que imperceptível, invalida a experiência (a massa de modelar pode ser substituída por silicone). 

Agora sopre pelo canudinho de forma que algumas bolhas saiam dentro da água da garrafa. Você verificará que uma coluna do líquido subirá pelo canudinho, estacionando numa certa altura (caso a coluna de líquido abaixe rapidamente é sinal que há vazamento, verifique a vedação). 

O termoscópio está pronto. 

Com ele você pode demonstrar que a coluna sobe quando a temperatura aumenta e desce quando a temperatura diminui. Havendo a possibilidade, inclusive, de se construir uma escala. 

Faça também o seguinte: segure com ambas as mãos na parte de baixo da garrafa (onde há líquido) por algum tempo, e você verificará que a coluna do líquido subirá um pouco, indicando o aumento da temperatura do líquido (isso somente ocorrerá, é claro, se a temperatura ambiente for inferior à temperatura das mãos). Em seguida segure na parte superior da garrafa, onde não há líquido, e você verificará que a coluna do líquido sobe mais rapidamente. Isto se explica porque o gás e o vapor de água dilatam mais do que o líquido quando aquecidos, empurrando o líquido coluna acima. 

Você também pode jogar um pouco de água quente e depois água gelada, externamente sobre garrafa, e observar a coluna subir e descer rapidamente. 

E se você jogar álcool externamente sobre a garrafa, a coluna do líquido baixará, comprovando que ao evaporar, o álcool, que é mais volátil que a água, retira energia do termoscópio. Este experimento permite até análise interdisciplinar com o processo de regulação térmica do corpo humano (transpiração/evaporação).

 

 

Nuclear (tipicamente proveniente da quebra de átomos; pense na potência atômica)

Elétrica (aquela que está fazendo meu computador funcionar enquanto digito isso!)

Sonora (bem óbvio; gritando as crianças emitem muito dela)

1)   VER AS VIBRAÇÕES

Material: 1 lata de bolachas grande e redonda Folha de plástico fina Elástico muito forte Tabuleiro de ir ao forno, de metal Colher de pau Açúcar

Procedimento:

1 - Faz um tambor esticando a folha de plástico de forma a cobrir uma lata redonda e grande.
2 - Prende o elástico à volta do bordo da lata, mantendo o elástico esticado.
3 - Polvilha a pele do teu tambor com uma colher de chá de açúcar.
4 - Segura no tabuleiro perto do tambor e bate-lhe com força com a colher de pau.

O que observas:     

Vais ver o açúcar dançar para cima e para baixo na pele do tambor

Como funciona:

Quando bates no tabuleiro, o metal fica a vibrar, por uma fracção de segundo, fazendo vibrar igualmente o ar junto dele. Estas pequenas vibrações do ar (ondas sonoras) rapidamente se espalham pelo ar em todas as direcções. Quando atingem a pele do tambor, fazem-na também vibrar, e desta forma o açúcar começa a dançar para cima e para baixo. As ondas sonoras que chegam ao teu ouvido fazem-te ouvir o barulho.

Experimento com Alimentos

1. *Identificação de amido nos alimentos
   
   

Planta respira?

QUESTÃO PRÉVIA A transpiração além de controlar a temperatura interna dos animais, elimina água, cloreto de sódio e pequenas quantidades de uréia e ácido lático liberados nos processos metabólicos. As plantas também transpiram? Se você acha que sim, qual a importância deste processo?