Moduloa SAE efII 2019-7º ano-ciencias-1

SAE DIGITAL S/A
LIVRO DO PROFESSOR
SAE DIGITAL S/A
Curitiba
2019
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CIÊNCIAS
7.° ANO - LIVRO 1
ENSINO FUNDAMENTAL
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© 2019 – SAE DIGITAL S/A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito dos autores e do detentor dos direitos autorais.
FICHA CATALOGRÁFICA
S132
SAE, 7. ano : Ciências. 7. ano : livro do professor : livro 1 / SAE DIGITAL S/A. - 1. ed. Curitiba, PR : SAE DIGITAL S/A, 2019.
90 p. : il. ; 28 cm.
ISBN 978-85-535-0352-0
1. Ciências - Estudo e ensino (Ensino Fundamental). I. Sistema de Apoio ao Ensino.
II. Título.
CDD: 372
CDU: 373.3016
Gerência editorial Luiz Henrique Pereira Mainardes
Coordenação editorial Angel Honorato
Edição Elaine Luiza Köb Nogueira, Elaine Caroline dos Santos
Revisão Brunno Freire da Silva Neto, Camille Chiquetti, Emanuelly Sutil, Gabriele Varão da Costa, Pãmela Leal,
Priscila de J. Sousa
Cotejo Andreia Vidal, Igo Rabelo, Laura Akemi, Mariana Chaves, Mariana Passarin, Mellanie Novais, Polyana
Fonseca, Sthefanie Lhorente
Coordenação de produção visual Mauricio Ragadalli
Iconografia Antonio Sevilha
Cartografia Júlio Manoel França da Silva
Ilustrações Deny Machado Mayer, Rafael de Azevedo Chueire
Arte da capa Rafael de Azevedo Chueire
Projeto gráfico Evandro Pissaia, Fernanda Angeli Andreazzi, Gustavo Ribeiro Vieira
Diagramação André Lima, Evandro Pissaia, Bruno Gogolla, Gustavo Ribeiro Vieira, Jéssica Suelen de Morais, Jéssica
Xavier, Julia Tonini, Juliana Hiromi Saito, Kássio Nery, Luisa Piechnik Souza, Maísa Leepkaln, Mariana
Oliveira, Michel Bernardes de Jesus, Mikhael Gusso, Nadiny da Silva, Ralph Glauber, Silvia Santos, Tarliny
da Silva, Thiago Figueiredo Venâncio
Processos Cleyton Dall’Agnol, Lorena Marcão, Erica Fujihara, Raul Jungles, Tiago Biermann Takemasa
Autor Alysson Ramos Artuso, André Felipe Astrogildo de Lima, Carolina Nowacki, Eliane Razzoto, Iris Stern,
Marlon Wrublewski, Oromar Baglioli, Roberto Matajs
Coordenação pedagógica Cristiane Sliva, Heloisa Harue Takazaki
Todos os direitos reservados.
Produção
SAE DIGITAL S/A.
R. João Domachoski, 5. CEP: 81200-150
Mossunguê – Curitiba – PR
0800 725 9797 | Site: sae.digital
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1. Apresentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V
2. Ensino Fundamental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VIII
3. Conheça o material – SAE Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI
4. Projeto capas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVIII
5. Pressupostos teórico­-metodológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIX
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IV
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1. Apresentação
Saberes
múltiplos e
complexidade
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Os pilares
pedagógicos do SAE
buscam a formação
de indivíduos com
capacidade de
promover mudanças
que levem à
melhoria de suas
condições de vida
e daqueles que
os cercam.
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Protagonismo
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Transformação
da realidade
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Os pilares pedagógicos do SAE Digital vêm ao encontro das habilidades
esperadas dos aprendizes, expostos a um ambiente que exige leitura plural
do mundo, que se caracteriza por rápidas mudanças nos campos científico,
tecnológico e político.
Os desafios da atualidade preveem a formação que leve em conta a valorização das necessidades coletivas, a capacidade de interpretar as realidades
local e global, a promoção do desenvolvimento da tolerância e da reflexão etc.
Para desenvolver habilidades que atendam a tantas e tão complexas
necessidades, as estratégias do SAE Digital estão fundamentadas em quatro
pilares do trabalho pedagógico: protagonismo, rigor conceitual, saberes
múltiplos, complexidade e transformação da realidade.
Autonomia
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Rigor conceitual
P RO
TAGONISMO
A iniciativa pela busca do conhecimento, fundamentada pela vontade
do estudante de aprender além do que os livros escolares e as aulas são
capazes de transmitir, pode ser entendida pelo “protagonismo” do aluno no
seu processo de aprendizagem. O professor continua tendo um papel ímpar
e decisivo nos resultados, conduzindo as aulas e instigando a aprendizagem,
porém o incentivo à busca por continuar a caminhada de aquisição de conhecimentos, por meios próprios ou fornecidos por ferramentas do sistema,
será constante e permitirá aos alunos ir além de forma mais autônoma. Essa
proposta vai ao encontro do primeiro pilar do relatório da Unesco para a
Educação do Século XXI, que é aprender a conhecer.
Com isso, o ambiente de sala de aula como espaço de aprendizagem
quase único pode ser extrapolado. O trabalho proposto no material leva
o aprendiz a ver mais sentido no que aprende, a ir além e construir novos
saberes, considerando que sugere pesquisa, aprofundamento, discussão,
trabalho em grupo e inter-relação de conteúdo com o contexto dos alunos,
de forma a provocá-los.
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Rigor conceitual
O material
didático consistente
fundamenta-se em uma
cuidadosa construção
conceitual e adequação
metodológica. As
formas e os mecanismos
que norteiam a
realização do trabalho
e a elaboração de
suas conclusões são
claros, apropriados
e resistentes ao
processo de crítica
franca e aberta. Ele
gera conhecimento
confiável.
VI
Para que o protagonismo e a iniciativa na aquisição de conhecimentos
levem a resultados transformadores na vida dos aprendizes, é fundamental
observar um segundo pilar: o rigor conceitual, que se encontra interligado aos
demais. Afinal, de que adiantariam iniciativas tendo estudantes e professores
como protagonistas em busca de conhecimentos que conceitualmente se
mostrem equivocados?
Esse pilar trata da consciência de que há saberes considerados verdades esgotadas em questionamentos nas diferentes ciências, mas passíveis
de mudança em virtude de novas pesquisas e descobertas. Até isso ocorrer,
os estudantes precisam dominar as bases conceituais do que se sabe até o
presente; dominar o que seja confiável em termos conceituais de uma ciência
e o que seja especulação ou teoria não experimentada e comprovada, sem
rigor conceitual.
Não raro, estudantes veem-se com dificuldades de dominar conteúdos
mais avançados em diferentes áreas do conhecimento (como Matemática
e Física) ou, para fazer uma reflexão sociológica, por desconhecimento de
conceitos – elaborados ou vivenciados – que norteiam os pontos de partida
dessas ciências. Como discutir aspectos positivos ou negativos de um sistema
político, como o fascismo, sem antes saber seu significado? E mais: sem conhecer diferentes conceitos, vindos de diferentes autores, como discernir ou quais
deles refletem aquele que é o melhor e mais completo? Como compreender
um processo de degradação ambiental, provocado por um poluente, sem saber
antes o que é poluição? É nessa concepção que o conhecimento científico se
mostra indissociável dos demais e caminha para a consolidação deles.
É preciso, também, elencar quais conteúdos são relevantes ao aprendiz.
Com a quantidade de informações disponíveis, como identificar quais são
pertinentes e importantes em dado momento e quais não são? É necessário
estabelecer critérios para isso.
Conteúdos rigorosos, mas de baixa relevância correm o risco de ser meros
exercícios de preciosismo metodológico ou conceitual, dedicando grande
esforço à elucidação de questões sem importância pela comunidade.
Respeitando as bases de legislação (Lei de Diretrizes e Bases da Educação,
Diretrizes Curriculares Nacionais Base Nacional Comum Curricular e demais
resoluções), pode-se afirmar que os conteúdos relevantes se enquadram em
três grandes critérios: pertinências contextual, global e multidimensional.
Quanto à pertinência contextual, observa-se no SAE Digital grande importância para situar informações e dados a serem estudados nos contextos
temporal, social, regional, histórico e cultural dos aprendizes. Embora estejamos falando de um contexto rico e amplo, dadas as dimensões de nosso
país, há de se identificar um senso de equilíbrio para a contextualização ser
praticada nas diferentes realidades.
A pertinência global diz respeito à noção do todo que amarra os conhecimentos. O exercício da indissociabilidade de diferentes áreas do conhecimento
poderá mostrar aos alunos que a soma de partes leva a um conjunto maior,
mais complexo e mais rico do que as partes isoladas.
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A pertinência multidimensional leva à escolha de conteúdos que permitem
o diálogo entre os saberes. Há temas envolvendo as Ciências da Natureza que
conversam ativamente com a Filosofia e a Sociologia, assim como há temas da
área da Matemática que se encontram com a Arte, a História ou a Geografia.
Saberes múltiplos e complexidade
Os alunos são incentivados a buscar novas conexões entre os objetos
aprendidos, atrelando um ou mais conhecimentos de diferentes áreas, revisitando o mundo com nova perspectiva sobre o tema estudado.
Vivenciar essas novas conexões significa compreender a interdependência dos saberes, bem como desenvolver conhecimento global, amparado por
saberes múltiplos e não estanques, passíveis de mudança.
Os avanços tecnológicos demandam o reconhecimento da complexidade dos fatos. Dessa maneira, é mister pensar em modos de articulação do
conhecimento que coloquem em ressonância problemas provenientes de
diversas fontes ligadas à ciência, à filosofia e às artes.
Conectar conhecimentos envolvendo História e Filosofia, aplicando-os, por exemplo, na interpretação de um episódio de natureza política ou
econômica, com rigor conceitual e clareza de ideias, é uma ação ambiciosa
para quem aprende e para quem ensina. Junto a essas conexões, busca-se
o exercício da criticidade e de reflexões alinhadas aos diferentes pontos de
vista ligados ao objeto de estudo. Essa dimensão de pensamento complexo
permite aos alunos prepararem-se para etapas posteriores de suas caminhadas
cognitivas e formativas.
É necessário ter a
sensibilidade de não
desqualificar dado saber
em relação a outro, (seja
por conta de sua origem
histórica, geográfica,
étnica ou cultural).
Implica recepcionar
vários saberes
relevantes e interligálos para aprimorar
a compreensão
de mundo.
Transformação da realidade
Não menos importantes, são os questionamentos: quais habilidades os
alunos desenvolverão em sua caminhada escolar? Sejam quais forem, devem
ser habilidades teóricas, reflexivas, críticas e que param no campo do discurso?
Elas avançam para a iniciativa concreta, seguindo para a tomada de ações que
permitam pôr em prática transformadora aquilo que aprenderam?
Essa é a capacitação para a iniciativa concreta, pela busca de ações que
levam à mudança da realidade e chegam à transformação da sociedade.
Isso se traduz na compreensão de como os alunos, sendo cidadãos em
estado de direito, podem proceder ou se envolver: a) nas reivindicações junto às instituições, exigindo o cumprimento de direitos por parte do poder
público; b) nas iniciativas da sociedade civil que tiveram sucesso, com resultados transformadores do mundo e que inspirem ações semelhantes; c) nas
ações de ONGs ou em outras entidades semelhantes que mostrem resultados
pertinentes ao bem comum. A intenção é formar cidadãos ativos, críticos,
autônomos e comprometidos com a transformação da realidade.
De forma mais pontual, identificamos objetivos educacionais e formativos derivados desses quatro princípios, que norteiam o SAE Digital desde a
Educação Infantil até o Ensino Médio, constituindo-se no ponto de referência da ação educativa em todas as áreas de conhecimento. Destacamos os
seguintes:
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• desenvolver o senso crítico, responsável e construtivo nas diferentes
situações sociais, utilizando o diálogo como forma de mediar conflitos
e tomar decisões coletivas;
• utilizar as diferentes linguagens – verbal, matemática, gráfica, plástica
e corporal – como meio de relacionamento com o mundo;
A ideia é explorar
com os alunos como
fazer engajamento
a uma causa, buscar
solução de problemas
estudados em ambiente
escolar e que raramente
foi posta em prática.
• utilizar diferentes fontes de informação e recursos tecnológicos para
adquirir e elaborar conhecimentos;
• questionar a realidade, utilizando, para isso, pensamento lógico, criatividade, intuição e capacidade de análise crítica;
• compreender a cidadania como participação social e política, adotando, no dia a dia, atitudes de solidariedade, cooperação e respeito ao
outro, a si mesmo e ao meio em que vive, percebendo-se integrante,
dependente e agente transformador do ambiente;
• desenvolver autoconhecimento e confiança em suas capacidades
afetivas, físicas, cognitivas, éticas, estéticas, de inter-relação pessoal
e inserção social;
• conhecer e valorizar a pluralidade do patrimônio sociocultural brasileiro, bem como aspectos socioculturais, de classe social, de crenças,
de gênero, de etnia ou outras características individuais e sociais.
Segundo o artigo
32 da LDB, o Ensino
Fundamental tem
como objetivo:
1) o desenvolvimento da
capacidade de aprender,
tendo como meios básicos
o pleno domínio da leitura,
da escrita e do cálculo;
2) a compreensão do ambiente natural e social,
do sistema político, da
tecnologia, das artes e
dos valores em que se
fundamenta a sociedade;
3) o desenvolvimento da
capacidade de aprendizagem, tendo em
vista a aquisição de
conhecimentos e habilidades e a formação
de atitudes e valores;
4) o fortalecimento dos vínculos de família, dos laços
de solidariedade humana e
de tolerância recíproca em
que se assenta a vida
social.
VIII
2. Ensino Fundamental
O Ensino Fundamental faz parte de um dos níveis da Educação Básica.
Desde 2006, passou a ter duração de 9 anos, de acordo com a Lei de Diretrizes
e Bases da Educação (LDB 9.395/96), em que foram alterados os artigos 29,
30, 32 e 87, por meio da Lei Ordinária 11.274/2006.
O Ensino Fundamental é obrigatório e atende as crianças a partir dos 6
anos de idade. Está dividido da seguinte forma:
• anos iniciais – do 1.o ao 5.o ano;
• anos finais – do 6.o ao 9.o ano.
Além da LDB, o Ensino Fundamental é regido por documentos, como as
Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Fundamental, o Plano Nacional
de Educação de 2014, as resoluções do Conselho Nacional de Educação (CNE)
e a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), aprovada em dezembro de 2017.
A versão homologada da BNCC apresenta as competências gerais que se
inter-relacionam e perpassam todos os componentes curriculares ao longo
da Educação Básica.
2.1 SAE Digital no Ensino Fundamental
Nos anos finais do Ensino Fundamental, o trabalho escolar deve instigar
nos alunos a curiosidade e o prazer pelas descobertas, além de promover a
aprendizagem das diferentes formas de sistematização das informações e dos
temas trabalhados. Isso porque o conhecimento adquirido já nos primeiros
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anos do Ensino Fundamental é essencial para o desempenho dos alunos nas
próximas fases da vida escolar.
Os conteúdos sistematizados que compõem o Sistema SAE Digital estão
relacionados às seguintes áreas de conhecimento:
• Linguagens;
• Ciências da Natureza;
• Matemática;
• Ciências Humanas.
2.1.1 Linguagens
Para expressar ideias, pensamentos, sentimentos e intenções e estabelecer relações interpessoais, faz-se necessário o uso da linguagem. É também
pela linguagem que se podem construir os quadros de referências culturais
– concepções e ideologias, mitos, representações, conhecimento científico
e arte.
A linguagem – oral, escrita, imagética ou corporal – faz parte da atividade
discursiva, ou seja, do ato de falar, de expressar claramente ideias, informações
ou sentimentos a alguém.
A linguagem possibilita ao homem a apreensão do mundo exterior, dando-lhe meios para se posicionar criticamente perante os outros, tornando-o
agente transformador. Dessa forma, a linguagem é compreendida como a
maior ferramenta da convivência humana, assim como das transformações
que a educação busca. Parece difícil alcançar as mudanças necessárias para
a construção de um mundo melhor sem os saberes provenientes da área de
linguagem e sua aplicação prática.
Essas são as reflexões das quais partem a seleção e a sistematização do
material didático SAE Digital nessa área, que compreende:
• Arte;
• Língua Portuguesa;
• Língua Inglesa;
Estar envolvido
nas práticas sociais
possibilita ampliação
das linguagens e
domínio cada vez maior
de diferentes padrões
de fala e escrita.
• Educação Física.
• Língua Espanhola;
2.1.2 Matemática
O trabalho desenvolvido em Matemática tem como objetivo a compreensão e o uso dos conteúdos relevantes na resolução de desafios e problemas;
a busca pelos resultados; a prática de levantar hipóteses e confrontá-las, sem
receio de errar.
[...] A Matemática se faz presente desde cedo e durante toda a vida dos indivíduos. O
indivíduo está imerso num mundo de números (quantificando, medindo, comparando,
realizando cálculos etc.) quando realiza diversas atividades do cotidiano: em casa, nas
ruas, na escola [...]. Para que ele seja bem-sucedido nessas atividades é necessário que o
indivíduo seja numeralizado. Mas o que significa ser numeralizado? [...] ser numeralizado
significa “ser capaz de pensar sobre e discutir relações numéricas e espaciais utilizando as
convenções da nossa própria cultura” [...]. Ser numeralizado está além de resolver cálculos,
é ter uma boa compreensão e intuição sobre os números, sendo capaz de compreender as
regras implícitas que envolvem os conceitos matemáticos, utilizando-os nas suas prática cotidianas, nos diversos contextos e em diferentes sistemas de comunicação e representação.
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[...]
O sentido de número [...] refere-se à habilidade de lidar, de forma flexível e eficiente, com
números e quantidades nas situações cotidianas extraescolares. [...]
As propostas
de trabalho
partem sempre do
conhecimento prévio
dos alunos sobre os
conteúdos relevantes,
confrontando-o
com as explicações
apresentadas no
espaço escolar.
(BATISTA, Rosita Marina Ferreira; SILVA, Juliana Ferreira Gomes da; SPINILLO, Alina Galvão.
Os usos e funções dos números e medidas em situações escolares e extraescolares.
Simpósio Internacional de Pesquisa em Educação Matemática. Pernambuco, 2008.)
Com base nessas reflexões, o material SAE Digital apresenta os conteúdos
relevantes da área de Matemática, relacionados à resolução de problemas na
vida cotidiana e à aplicação desses saberes nos desafios próprios do mundo
escolar. A proposta de trabalho leva em conta a capacidade intelectual, a
estruturação do pensamento e o desenvolvimento do raciocínio lógico dos
alunos, reforçando que não há como desassociar um aspecto do outro.
Dessa forma, o material SAE Digital propõe um trabalho no qual ensinar
e aprender Matemática não se limite a dar respostas, mas sim a propor investigações, respeitar as ideias e o conhecimento prévio de cada aluno, possibilitando o desenvolvimento da vontade de estudar os conteúdos da área.
2.1.3 Ciências Humanas
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• A teoria do conheci
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• A sensibilidade
e o entendimento
• A razão como
centro
• Formas de conheci do pensamento
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horários e relógios metódica; uma pessoa na qual
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• Diferenteuropeia e
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• Dia D
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• A guer
A área das Ciências Humanas tem um objetivo maior, que é ampliar a
compreensão dos alunos sobre sua realidade e a das pessoas em outros espaços e outros períodos.
Para tanto, essa área trabalha com a consciência de que os alunos são
agentes transformadores do seu momento histórico, do seu espaço geográfico, e fazem constantes reflexões sobre os acontecimentos na sociedade em
que vivem. Dessa forma, podem fazer escolhas e estabelecer critérios para
orientar suas ações de maneira mais consciente e propositiva.
No material SAE Digital, as Ciências Humanas compreendem:
• Geografia
• História
• Filosofia
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X
A Geografia estuda as relações entre o processo histórico que regula a
formação das sociedades humanas e o funcionamento da natureza, por meio
da leitura do espaço geográfico e da paisagem.
A História estuda os acontecimentos produzidos pelas pessoas de diferentes lugares ao longo do tempo, proporcionando aos alunos condições
para se compreenderem como sujeitos históricos.
A Filosofia apresenta conceitos e situações que estimulam os alunos a
desenvolver o raciocínio, o espírito crítico e o gosto pela busca do conhecimento e dos saberes elaborados por diferentes filósofos em períodos e locais
diversos.
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2.1.4 Ciências da Natureza
O ensino de Ciências da Natureza possibilita que diferentes explicações
do mundo, das transformações produzidas pelos seres humanos e dos fenômenos da natureza possam ser expostas, comparadas e compreendidas.
O trabalho nessa área permite que o conhecimento prévio dos alunos seja
explorado e contraposto com diferentes explicações, de forma crítica, questionadora, investigativa e reflexiva. As propostas de reflexão desenvolvem a
percepção dos limites de cada conceito e a explicação dos modelos científicos,
favorecendo a construção da autonomia de pensamentos e ações.
São características gerais do trabalho escolar com as Ciências da Natureza:
a) buscar a compreensão dos fenômenos da natureza; b) gerar representações
do mundo; c) descobrir e explicar fenômenos naturais; d) organizar e sintetizar
o conhecimento científico em teorias.
3. Conheça o material – SAE Digital
3.1 Impressos
O material de cada ano está organizado em quatro volumes. Os alunos
recebem por bimestre um livro contendo todos os componentes curriculares: Língua Portuguesa, Matemática, História, Geografia, Ciências (no 9.ο ano:
Física, Química e Biologia), Língua Inglesa, Arte, Educação Física e Filosofia.
Além dessas, o componente curricular Língua Espanhola, para todos os anos,
é oferecido separadamente.
3.1.1 Livros – aluno
• Organização
do Estado
• Economia e política Novo
ção das leis trabalh social, criaistas
u
Os componentes curriculares são organizados em unidades, e estas: em
capítulos.
As aberturas dos capítulos funcionam como uma provocação para os
alunos, que são convidados a apresentar o que já sabem sobre o tema, relacionando esse saber à leitura de imagens.
Em seguida, o material conduz os alunos por um caminho de leituras,
debates, relação de atividades individuais e coletivas, produções de textos
e experimentos. A intenção é ampliar e aprofundar conhecimentos ou, em
algumas situações, confrontar saberes e elaborar outros.
Em Matemática, no final de cada capítulo, há um conjunto extra de
exercícios relacionados ao conteúdo trabalhado. Por bimestre, esse conjunto
ocupa de 12 a 16 páginas do livro de Matemática.
Ao final de cada capítulo existe um mapa conceitual – Relacionando
conceitos – que apresenta os conceitos significativos estudados e as relações
existentes entre eles. O objetivo desse mapa é fazer com que os alunos possam
construir narrativas orais e escritas sobre o que compreenderam do capítulo
estudado. O professor também pode utilizar o mapa conceitual para fazer,
com os alunos, revisões sobre os conceitos trabalhados.
As propostas de trabalho são apresentadas em seções de atividades com
objetivos específicos. Conheça melhor cada uma delas na página seguinte.
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Caricatura de J.
Carlos sobre a
campanha sucessó
ria de 1937.
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2. Estado Nov
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O governo provis
ano de 1938, confor ório de Getúlio Vargas
não terminou
me previsto
como deveria,
e instituiu um
com
período de ditaduna Constituição de 1934. Ao
contrário, Getúlio a realização de eleições
ra que durou até
• Você sabe qual
no
centralizou o Poder
1945.
é
Executivo
de registro em a relação entre Getúlio Vargas
carteira de trabalh
e a regulamenta
• O dia 1.º de
ção dos trabalh
o?
maio é somen
adores, feita por
te mais um feriado
meio
• Você já ouviu
no
Brasil?
o programa, veicula
do pelo rádio,
A Voz do Brasil?
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XI
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Conheça as seções, os boxes e os ícones que fazem parte do livro do aluno.
ATIVIDADES
Geralmente esta seção está no final
de cada capítulo. Seu objetivo é levá-lo a rever os conteúdos estudados.
PARA IR ALÉM
Aqui você encontra dicas de leitura, músicas ou
vídeos para aprofundar seu conhecimento.
COLOCANDO EM PRÁTICA
PARA SABER MAIS
Indica o momento de aprofundar ou
ampliar algum aspecto do conteúdo que
você está estudando no capítulo.
É um espaço que apresenta exercícios resolvidos
para você compreender a sua sistematização.
DESENVOLVER E APLICAR
INTERAÇÃO
Esta seção propõe atividades investigativas e
motivadoras para você resolver individualmente.
ER
TER ATITUDE
COMO
Esta seção apresenta uma proposta
para um trabalho prático.
CONEXÃO
Este é um espaço que apresenta texto
e atividades que fazem a articulação
entre diversos conteúdos.
É o momento de recordar uma ideia ou uma
fórmula já estudada. Pode apresentar, também,
uma explicação ou significado de um termo
ou de um conteúdo apresentado no texto.
É uma seção exclusiva para o 9.º ano e
apresenta questões de provas para auxiliar
você a ingressar no Ensino Médio.
LÍNGUA PORTUGUESA E TECNOLOGIA
É um espaço que apresenta relações entre o conteúdo que
você está estudando e as tecnologias referentes a ele.
XII
F
EM TEMPO
DE OLHO NA PROVA
A
Esta seção aparece quando há necessidade de explicar os procedimentos para
realização de uma atividade.
AZ
Quando aparecer esta seção, será proposto
um trabalho em grupo, como debate,
pesquisa e elaboração de painel.
Quando aparecer este
ícone, será a hora de
exercitar a oralidade com
os colegas de turma.
Este ícone indica que
é o momento para
ouvir os áudios de
língua estrangeira.
Este ícone indica que há
uma realidade aumentada
que pode ser acessada
com o celular ou tablet.
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:09:27
A seção “Ter atitude” apresenta uma estreita relação com a BNCC, pois
traz para o trabalho em sala de aula a vivência proposta na competência 2:
Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo
a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar
causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e inventar soluções
(inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas.
(Disponível em: <http://basenacionalcomum.mec.gov.br/download-da-bncc>. Acesso em: 12 jul. 2018.)
Essa seção apresenta uma “situação-problema” (contexto), à qual o aluno
deve propor uma ação que indique a sua compreensão sobre a importância
de atuar (valor, afeto, solidariedade, respeito) na sociedade contemporânea.
A situação-problema vai abranger o cotidiano do aluno e o conteúdo abordado no capítulo.
As aberturas de capítulos, os conteúdos e as atividades apresentadas
estão inseridos em um projeto gráfico e pedagógico com identidade definida,
respeitando as necessidades de cada ano escolar. Em razão disso, para cada
ano o material tem especificidades, como tamanho de letra diferenciado,
espaço adequado por faixa etária (para o aluno registrar sua produção), desafios cognitivos que se intensificam ano a ano, dentre outros. Essa preocupação tem como base a ideia de que, se os alunos que frequentam o Ensino
Fundamental passam por transformações ao longo dos anos, o material tem
que acompanhá-los nesse movimento.
As unidades e os capítulos programados para cada bimestre, por componentes curriculares, buscam se adequar ao trabalho realizado em dez semanas
de aula, com a seguinte sugestão de distribuição:
Aulas por semana
Total de aulas no bimestre
Matemática
5
50
Língua Portuguesa
5
50
Geografia
3
30
História
3
30
Ciências
3
30
Química (9º ano)
1
10
Física (9º ano)
1
10
Biologia (9º ano)
1
10
1
10
Língua Inglesa
2
20
Filosofia
1
10
Educação Física
2
20
Língua Espanhola
1
10
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• Brilho
• Maleabilidade
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• Solubilidade
• Dureza
• Tenacidade
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CIÊNCIAS
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2. Propriedad
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está muito presen
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3.1.2 Livros – professor
O material para o professor apresenta uma organização especial, também
com um livro por bimestre e por componente curricular.
No livro do 1.° bimestre, são expostas:
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3. Energia
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Artes
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Componente curricular
• O que é
energia?
• Energia
mecânica
• Energia
cinética
• Energia
potencial
• Conservaç
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ia
XIII
08/10/2018 11:10:13
• apresentação dos princípios pedagógicos do material;
• proposta de trabalho pedagógico por componente curricular;
• explicação das seções do livro do professor;
• programação anual dos conteúdos (unidades, capítulos, conteúdos
descritos, número de aulas).
O miolo do livro do professor apresenta o livro do aluno de forma reduzida. No entorno do livro do aluno, são apresentadas ao professor as orientações
pedagógicas, organizadas nas seguintes seções:
• objetivos do capítulo – sempre no início de cada capítulo, determinam
as metas a serem alcançadas, relacionadas ao conteúdo abordado e à
expectativa de aprendizagem por parte dos alunos.
• encaminhamento metodológico – orientações sugeridas, sejam com
relação ao conteúdo, ao procedimento ou à atitude para desenvolver
o trabalho;
• habilidades trabalhadas no capítulo de acordo com a BNCC;
• dicas para ampliar o trabalho – indicações de filmes e sites, sinopses
e pequenos textos;
• sugestão de atividade – indicações de tarefas para serem realizadas
em sala de aula;
• realidade aumentada – apresenta a lista de RAs que fazem parte do
capítulo;
• orientação para RA – encaminhamentos metodológicos e sugestões
de atividades inseridos na página que apresenta o ícone da RA.
• resposta – gabaritos e sugestões de resposta às atividades propostas.
3.2 Digital
A experiência com os materiais didáticos do SAE Digital vai além do
trabalho com o material impresso.
Alunos e professores contam com uma versão digital dos livros, disponível
para lousa digital, computadores, tablets e smartphones, na qual estão inseridos os objetos digitais. O livro também apresenta os áudios de línguas estrangeiras. Há atividades propostas na Plataforma Adaptativa, na Plataforma
Literária e no Portal.
Conheça a seguir cada um desses materiais.
3.2.1 Livros digitais, objetos digitais e realidade
aumentada – aluno
Essas ferramentas inovadoras permitem visualizar o livro igual ao impresso, porém acrescido de animações e recursos para ampliar imagens,
acompanhar slides e fixar o conteúdo por meio de diversos exercícios. Ao todo,
são 14 formas de interação disponíveis para auxiliar o trabalho do professor
e tornar o aprendizado mais dinâmico, sendo um complemento para a sala
XIV
CIÊNCIAS
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de aula e para os estudos em casa. Depois de baixados, os recursos podem
ser utilizados off-line, não sendo necessária conexão à internet.
Nos livros impressos, um ícone com o código RA (Realidade Aumentada)
permite a visualização dos objetos digitais.
Para o ensino Ensino Fundamental – Anos Finais, são apresentadas 2 ou
3 RAs por capítulo em cada componente curricular.
As RAs estão disponíveis do 6.º ao 9.º ano para os componentes curriculares de Língua Portuguesa, Matemática, História, Geografia, Ciências,
Química, Física, Biologia, Língua Inglesa, Arte, Filosofia, Educação Física e
Língua Espanhola.
3.2.2 Livros digitais, objetos digitais e
realidade aumentada – professor
O livro digital do professor apresenta o mesmo conteúdo do livro digital
do aluno, acrescido de orientações metodológicas. Estas referem-se tanto às
propostas de trabalho do livro impresso quanto aos objetos digitais e às RAs.
Os encaminhamentos metodológicos para os objetos digitais e às RAs
referem-se ao conteúdo do componente curricular e à forma do próprio
objeto. Além disso, oferecem sugestões de como ampliar o trabalho com a
atividade proposta.
3.2.3 Plataforma adaptativa
Essa ferramenta oferece questões e videoaulas prontas para os professores escolherem e utilizarem como apoio às suas aulas.
Trata-se de um ambiente virtual de estudos que transforma a casa do
aluno em uma extensão da sala de aula.
Esse espaço possibilita ao estudante acompanhar videoaulas de conteúdos ministrados em sala de aula e testar seus conhecimentos por meio de
questões vinculadas ao assunto que está sendo estudado. O sistema permite
que professor, coordenador e pais, além do próprio aluno, acompanhem toda
a evolução da aprendizagem.
Para o Ensino Fundamental – Anos Finais, são em média 150 videoaulas
inseridas por bimestre, divididas entre todos os componentes curriculares, na
plataforma digital, totalizando 600 por ano. Por bimestre, são cerca de 5 mil
questões, também divididas entre os componentes, presentes no ambiente
digital.
As atividades propostas na plataforma adaptativa estão disponíveis em
todos os bimestres para todos os componentes curriculares.
3.2.4 Plataforma literária
A plataforma literária é uma ferramenta que tem como objetivo o trabalho
com obras significativas das literaturas brasileira e mundial.
Antes do período de matrículas, a escola recebe a lista de obras que são
indicadas para serem trabalhadas com cada turma.
CIÊNCIAS
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XV
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São oferecidas cinco opções de trabalho para os 6.º, 7.º e 8.º anos. Para o
9.º ano há oito opções. A escola pode, então, escolher com qual obra prefere
trabalhar.
Por meio dessa ferramenta, o professor realiza o trabalho com o livro
selecionado. Para isso, ele conta com:
• encaminhamentos metodológicos;
• avaliações;
• propostas de produção de texto;
• vídeos de contextualização histórica, que podem ser exibidos em sala
de aula.
Ao trabalhar com a plataforma literária, os alunos contam com:
• vídeos que instigam a leitura;
• quiz;
• questões digitais elaboradas sobre o contexto literário da obra.
Os livros selecionados para a escolha do professor estão apresentados
na tabela abaixo:
Plataforma literária - Ensino Fundamental II
Ano
6º
7º
8º
9º
Título do livro
Autor
Renata Bueno
Cia das Letrinhas
Dom Quixote (em quadrinhos)
Miguel de Cervantes - Adaptação
de Márcia Williams
Ática
Diário de Pilar em Machu Picchu
Flávia L. e Silva
Zahar
A guerra de Troia em
versos de cordel
Mauricio de Sousa e Fábio Sombra
Melhoramentos
A cidade sinistra dos corvos
Lemony Snicket
Cia das Letrinhas
A droga da obediência
Pedro Bandeira
Moderna
Comédias para se ler na escola
Luis Fernando Verissimo
Objetiva
Sonhos em Amarelo
Luiz Antonio Aguiar
Melhoramentos
O menino sem imaginação
Carlos Eduardo Novaes
Ática
A megera domada
William Shakespeare - Adaptação
de Flávio de Souza
Editora FTD
O mistério das aranhas verdes
Carlos Heitor Cony e Anna Lee
Salamandra
O mistério da Casa Verde
Moacyr Scliar
Ática
O Médico e o Monstro
Robert Louis Stevenson
Melhoramentos
Volta ao mundo em 80 dias
Júlio Verne
Melhoramentos
Chapeuzinho Vermelho
em Manhattan
Jerome Kakan
Martins Fontes
Eu sou Malala
Malala Yousafzai e Christina Lamb
José Olympio
O melhor da crônica brasileira
Ferreira Gullar, José Lins do
Rego, Rachel de Queiroz e
Luis Fernando Verissimo
José Olímpio
A menina que roubava livros
Markus Zussak
Intrínseca
Viagem ao centro da Terra
Júlio Verne
Melhoramentos
Os miseráveis
Vitor Hugo - Tradução e
adaptação de Walcyr Carrasco
Moderna
Orgulho e preconceito
Jane Austen
Paulus
Casa de pensão
Aluísio de Azevedo
Histórias de vaqueiros e cantadores Luis Câmara Cascudo
XVI
Editora
O que é liberdade
Obliqclássicos
Global
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3.2.5 Caderno digital de produção de textos
É oferecido bimestralmente, no Portal SAE Digital, um caderno de produção textual para cada ano. O material amplia o estudo dos gêneros desenvolvidos pelo material didático. Nesse caderno, com base em textos atuais
e diversificados, é feita uma análise detalhada da estrutura dos gêneros que
dão fundamento ao texto a ser desenvolvido pelo aluno, num total de cinco
produções bimestrais.
O caderno proporciona, também, subsídios ao professor para proceder
à correção, bem como orienta a reescrita de textos de seus alunos.
3.2.6 Caderno digital de atividades de Matemática
No Portal SAE está disponibilizado bimestralmente, para os professores,
quatro cadernos digitais de atividades, um para cada um dos anos finais do
Ensino Fundamental.
Cada caderno tem 32 páginas e, em média, 100 exercícios distribuídos
entre os capítulos do bimestre, sempre conectado ao material didático.
O objetivo é oferecer aos alunos a possibilidade de ampliar o contato com o
raciocínio matemático.
O professor pode decidir quantos e quais exercícios utilizar com sua
turma, levando em conta a realidade local. Todos os cadernos apresentam
os gabaritos para os professores.
3.2.7 Desafio SAE teens
É a avaliação externa proposta pelo SAE Digital. Ela acontece em dois
momentos no ano: a primeira vez ao final do 1.º bimestre e a segunda vez,
ao final do terceiro bimestre.
Na data programada para cada uma dessas avaliações, todos os alunos do
Ensino Fundamental – Anos Finais da rede SAE Digital ficam concentrados, fazendo a prova, repleta de desafios para o raciocínio lógico, em que eles devem pôr
em prática a interpretação de textos e a compreensão dos conteúdos estudados.
As respostas dadas pelos alunos devem ser repassadas para um cartão
de respostas. Os cartões de respostas são enviados ao SAE Digital, que faz as
correções e, em seguida, envia para a escola:
• os resultados por aluno;
• a análise dos dados coletados nessas respostas, para que a escola possa
fazer intervenções pedagógicas consistentes com base neles.
O Desafio SAE teens é oferecido para os alunos do 6.º ao 9.º ano do Ensino
Fundamental. Para os 6.º e 7.º anos são 35 itens que apresentam conteúdos de
Língua Portuguesa, Matemática, História, Geografia, Ciências, Filosofia, Arte e
Língua Inglesa. Para o 8.º ano são 45 itens dos mesmos componentes curriculares. Para o 9.º ano são 50 itens com conteúdos dessas mesmas disciplinas,
porém no lugar de Ciências entram os conteúdos de Biologia, Química e Física.
CIÊNCIAS
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3.2.8 Portal SAE Digital
O Portal SAE Digital é um ambiente virtual desenvolvido para ampliar a
possibilidade de interação e troca de informação entre educadores e escola.
São várias ferramentas de interação e conteúdo pedagógico disponibilizadas em diferentes formatos e linguagens, dentre elas:
Banco de provas.
Áudio para download e
acompanhamento das
aulas de Língua Inglesa
e Língua Espanhola.
Conteúdos programáticos.
Material do professor.
Planejamento da
plataforma literária.
Videoaulas.
O Banco de provas apresenta uma avaliação bimestral para cada um dos
componentes curriculares. Cada prova conta com 10 questões, entre dissertativas e de múltipla escolha, que abordam todo o conteúdo trabalhado no
bimestre. Todas as questões recebem um valor de acordo com o grau de
desafio apresentado. A soma dos valores fecha em 10 ou 100% de aprendizagem verificada.
As provas estão disponíveis em dois formatos:
• pdf – não editável, para a aplicação de um mesmo instrumento de avaliação em todas as turmas, caso a escola considere essa possibilidade.
• word – editável, para se adequar à realidade de cada turma, caso a
escola considere essa possibilidade.
Em ambos os formatos há tanto a versão para o aluno, com o espaço
destinado às respostas, quanto a versão para o professor, com os gabaritos.
4. Projeto capas
A cada ano, o material SAE Digital apresenta um tema que se desdobra
pelas capas bimestrais. Em 2017, o tema foi “Um lugar incrível no mundo”. Em
2018, as capas o tema foi: “Jovens que transformam o mundo”.
Em 2019 apresentamos o tema “Reflexões sobre encantamentos do mundo”, no qual obras de grande alcance mundial, que atravessaram fronteiras
entre países, superando as diferenças idiomáticas, barreiras de tempo e de
cultura, se instalaram na memória afetiva de milhares de pessoas, e passaram
a compor o vasto repertório cultural da humanidade.
XVIII
CIÊNCIAS
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A cada bimestre e ano, apresentaremos obras literárias, musicais, teatrais
e cinematográficas de diferentes tempos e espaços, mas que destacaram-se
por sua relevância mundial.
O projeto capas 2019, “Reflexões sobre encantamentos do mundo” apresenta conexão significativa com a BNCC, em especial a competência geral
que enuncia “Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais,
das locais às mundiais, e também participar das práticas diversificadas da
produção artisticocultural.”
As capas apresentam temas e conteúdos que serão explorados ao longo
dos anos em diferentes componentes curriculares, em especial Arte, Língua
Portuguesa e Língua Inglesa.
5. Pressupostos teórico-metodológicos
A Base Nacional Comum Curricular
A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) é um documento de caráter
normativo que define o conjunto orgânico e progressivo de aprendizagens
essenciais que todos os alunos devem desenvolver ao longo de etapas e
modalidades da Educação Básica, de modo que tenham assegurados seus
direitos de aprendizagem e desenvolvimento, em conformidade com o que
preceitua o Plano Nacional de Educação (PNE). Este documento normativo
aplica-se exclusivamente à educação escolar, tal como a define o § 1º do Artigo
1º da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB, Lei nº 9.394/1996)1,
e está orientado pelos princípios éticos, políticos e estéticos que visam à formação humana integral e à construção de uma sociedade justa, democrática
e inclusiva, como fundamentado nas Diretrizes Curriculares Nacionais da
Educação Básica (DCN)2.
Referência nacional para a formulação dos currículos dos sistemas e
das redes escolares dos estados, do Distrito Federal e dos municípios e das
propostas pedagógicas das instituições escolares, a BNCC integra a política
nacional da Educação Básica e vai contribuir para o alinhamento de outras
políticas e ações, em âmbito federal, estadual e municipal, referentes à formação de professores, à avaliação, à elaboração de conteúdos educacionais
e aos critérios para a oferta de infraestrutura adequada para o pleno desenvolvimento da educação.
Nesse sentido, espera-se que a BNCC ajude a superar a fragmentação
das políticas educacionais, enseje o fortalecimento do regime de colaboração
entre as três esferas de governo e seja balizadora da qualidade da educação.
Assim, para além da garantia de acesso e permanência na escola, é necessário
que sistemas, redes e escolas garantam um patamar comum de aprendizagens
a todos os estudantes, tarefa para a qual a BNCC é instrumento fundamental.
Ao longo da Educação Básica, as aprendizagens essenciais definidas na
BNCC devem concorrer para assegurar aos estudantes o desenvolvimento de
CIÊNCIAS
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XIX
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dez competências gerais, que consubstanciam, no âmbito pedagógico, os
direitos de aprendizagem e desenvolvimento.
Na BNCC, competência é definida como a mobilização de conhecimentos
(conceitos e procedimentos), habilidades (práticas, cognitivas e socioemocionais), atitudes e valores para resolver demandas complexas da vida cotidiana,
do pleno exercício da cidadania e do mundo do trabalho.
Ao definir essas competências, a BNCC reconhece que a “educação deve
afirmar valores e estimular ações que contribuam para a transformação da
sociedade, tornando-a mais humana, socialmente justa e, também, voltada
para a preservação da natureza” (BRASIL, 2013)3, além de se mostrar alinhada
à Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas (ONU)4.
É imprescindível destacar que as competências gerais da Educação
Básica, apresentadas a seguir, inter-relacionam-se e desdobram-se no tratamento didático proposto para as três etapas da Educação Básica (Educação
Infantil, Ensino Fundamental e Ensino Médio), articulando-se na construção
de conhecimentos, no desenvolvimento de habilidades e na formação de
atitudes e valores, nos termos da LDB.
Competências gerais da Educação Básica
1) Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos
sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e
explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a
construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.
2) Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise
crítica, a imaginação e a criatividade para investigar causas,
elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar
soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos
das diferentes áreas.
3) Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais,
das locais às mundiais, e também participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural.
4) Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora,
como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem
como conhecimentos das linguagens artística, matemática e
científica, para se expressar e partilhar informações, experiências,
ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos
que levem ao entendimento mútuo.
5) Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação
e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas
diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos,
resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida
pessoal e coletiva.
XX
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6) Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem
entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer
escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e
responsabilidade.
7) Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis
para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a
consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito
local, regional e global, com posicionamento ético com relação
ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta.
8) Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional,
compreendendo- se na diversidade humana e reconhecendo
suas emoções e as dos outros com autocrítica e capacidade para
lidar com elas.
9) Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a
cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao
outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização
da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes
suas identidades, suas culturas e suas potencialidades, sem
preconceitos de qualquer natureza.
10) Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade,
flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com
base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis
e solidários.
(Disponível em: <http://basenacionalcomum.mec.gov.br/>. Acesso em: 11 jul. 2018.)
BNCC no Ensino Fundamental – anos finais
Ao longo do Ensino Fundamental – Anos Finais, os estudantes se deparam
com desafios de maior complexidade, sobretudo devido à necessidade de se
apropriarem nas diferentes lógicas de organização dos conhecimentos relacionados às áreas. Tendo em vista essa maior especialização, é importante, nos
vários componentes curriculares, retomar e ressignificar as aprendizagens do
Ensino Fundamental – Anos Iniciais no contexto das diferentes áreas, visando
ao aprofundamento e à ampliação de repertórios dos estudantes.
Nesse sentido, também é importante fortalecer a autonomia desses adolescentes, oferecendo-lhes condições e ferramentas para acessar e interagir
criticamente com diferentes conhecimentos e fontes de informação.
Os estudantes dessa fase inserem-se em uma faixa etária que corresponde
à transição entre infância e adolescência, marcada por intensas mudanças
decorrentes de transformações biológicas, psicológicas, sociais e emocionais.
Nesse período de vida, como bem aponta o Parecer CNE/CEB nº 11/2010, ampliam-se os vínculos sociais e os laços afetivos, as possibilidades intelectuais
CIÊNCIAS
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XXI
08/10/2018 11:10:21
e a capacidade de raciocínios mais abstratos. Os estudantes tornam-se mais
capazes de ver e avaliar os fatos pelo ponto de vista do outro, exercendo a
capacidade de descentração, “importante na construção da autonomia e na
aquisição de valores morais e éticos” (BRASIL, 2010).
As mudanças próprias dessa fase da vida implicam a compreensão do
adolescente como sujeito em desenvolvimento, com singularidades e formações identitárias e culturais próprias, que demandam práticas escolares
diferenciadas, capazes de contemplar suas necessidades e seus diferentes
modos de inserção social. Conforme reconhecem as DCN, é frequente, nessa
etapa, observar forte adesão aos padrões de comportamento dos jovens da
mesma idade, o que é evidenciado pela forma de se vestir e também pela
linguagem utilizada por eles. Isso requer dos educadores maior disposição
para entender e dialogar com as formas próprias de expressão das culturas
juvenis, cujos traços são mais visíveis, sobretudo, nas áreas urbanas mais
densamente povoadas (BRASIL, 2010).
Há que se considerar, ainda, que a cultura digital tem promovido mudanças sociais significativas nas sociedades contemporâneas. Em decorrência do
avanço e da multiplicação das tecnologias de informação e comunicação e do
crescente acesso a elas pela maior disponibilidade de computadores, telefones
celulares, tablets e afins, os estudantes estão dinamicamente inseridos nessa
cultura, não somente como consumidores. Os jovens têm se engajado cada
vez mais como protagonistas da cultura digital, envolvendo-se diretamente
em novas formas de interação multimidiática e multimodal e de atuação social
em rede, que se realizam de modo cada vez mais ágil. Por sua vez, essa cultura
também apresenta forte apelo emocional e induz ao imediatismo de respostas
e à efemeridade das informações, privilegiando análises superficiais e o uso
de imagens e formas de expressão mais sintéticas, diferentes dos modos de
dizer e argumentar característicos da vida escolar.
Todo esse quadro impõe à escola desafios ao cumprimento do seu papel
relacionado à formação das novas gerações. É importante que a instituição
escolar preserve seu compromisso de estimular a reflexão e a análise aprofundada e contribua para o desenvolvimento, no estudante, de uma atitude crítica
com relação ao conteúdo e à multiplicidade de ofertas midiáticas e digitais.
Contudo também é imprescindível que a escola compreenda e incorpore
mais as novas linguagens e seus modos de funcionamento, desvendando
possibilidades de comunicação (e também de manipulação), e que eduque
para usos mais democráticos das tecnologias e para uma participação mais
consciente na cultura digital. Ao aproveitar o potencial de comunicação do
universo digital, a escola pode instituir novos modos de promover a aprendizagem, a interação e o compartilhamento de significados entre professores
e estudantes.
Além disso, e tendo por base o compromisso da escola de propiciar uma
formação integral, balizada pelos direitos humanos e princípios democráticos, é preciso considerar a necessidade de desnaturalizar qualquer forma de
violência nas sociedades contemporâneas, incluindo a violência simbólica
de grupos sociais que impõem normas, valores e conhecimentos tidos como
XXII
CIÊNCIAS
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universais e que não estabelecem diálogo entre as diferentes culturas presentes na comunidade e na escola.
Em todas as etapas de escolarização, mas de modo especial entre os
estudantes dessa fase do Ensino Fundamental, esses fatores frequentemente
dificultam a convivência cotidiana e a aprendizagem, conduzindo ao desinteresse e à alienação e, não raro, à agressividade e ao fracasso escolar. Atenta
a culturas distintas, não uniformes nem contínuas dos estudantes dessa
etapa, é necessário que a escola dialogue com a diversidade de formação e
vivências para enfrentar com sucesso os desafios de seus propósitos educativos. A compreensão dos estudantes como sujeitos com histórias e saberes
construídos nas interações com outras pessoas, tanto do entorno social mais
próximo quanto do universo da cultura midiática e digital, fortalece o potencial
da escola como espaço formador e orientador para a cidadania consciente,
crítica e participativa.
Nessa direção, no Ensino Fundamental – Anos Finais, a escola pode contribuir para o delineamento do projeto de vida dos estudantes, ao estabelecer
uma articulação não somente com os anseios desses jovens com relação ao
seu futuro, como também com a continuidade dos estudos no Ensino Médio.
Esse processo de reflexão sobre o que cada jovem quer ser no futuro, e de
planejamento de ações para construir esse futuro, pode representar mais uma
possibilidade de desenvolvimento pessoal e social.
(Disponível em: <http://basenacionalcomum.mec.gov.br/>. Acesso em: 11 jul. 2018.)
Cienpies Design/Shutterstock
O SAE Digital apresenta em 2019 uma coleção com algumas particularidades. A fim de facilitar a transição dos alunos, escolas, professores e
famílias às propostas da BNCC, trazemos nesse ano os 6º e 7º anos de todos
os componentes curriculares completamente adequados à nova documentação. Apresentamos em suas programações as habilidades da BNCC que são
trabalhadas em cada bimestre, e no conteúdo, seguimos todas as premissas
propostas pelo documento. Nos 8º e 9º anos, no entanto, assumimos
um perfil mais conservador, mantendo as programações utilizadas no
ciclo 2018, com duas exceções: o componente curricular de Língua
Portuguesa apresenta adequação à BNCC do 6º ao 9º ano, assim
como Educação Física, que entra na programação de todos os
anos do Ensino Fundamental.
Nas próximas páginas, você encontrará os pressupostos
teórico-metodológicos e os objetivos gerais de todos os componentes curriculares.
Para conhecer os objetivos específicos e os encaminhamentos metodológicos para cada capítulo, por componente curricular,
você deve usar o livro do professor.
CIÊNCIAS
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XXIII
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6. Ciências da Natureza
Pretende-se que, ao longo do Ensino Fundamental e por meio dos estudos de Ciências da
Natureza, os alunos desenvolvam o letramento científico. Espera-se que eles sejam capazes de
compreender, interpretar e transformar o mundo, com base em conhecimentos científicos desenvolvidos ao longo da história. Não se pretende ensinar Ciências apenas para que os alunos
conheçam os conceitos e pressupostos científicos, mas sim para que sejam atuantes no mundo
como cidadãos capazes de tomar decisões responsáveis que visem ao bem da coletividade.
Para isso, os alunos precisam ser estimulados com atividades investigativas e desafiadoras que
façam sentido no contexto em que vivem. Assim, estimulados e curiosos a respeito das ciências,
os alunos podem ser mais ativos no processo da aprendizagem quando levantam problemas e
hipóteses, analisam os resultados obtidos, comunicam conclusões dos estudos e propõem intervenções que sejam adequadas.
Com base nos pressupostos de Ciências da Natureza e nas competências gerais da BNCC,
os estudos de Ciências pretendem desenvolver ao longo do Ensino Fundamental as seguintes
competências específicas:
Competências específicas de Ciências para o Ensino Fundamental
1) Compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano, e o conhecimento
científico como provisório, cultural e histórico.
2) Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza,
bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de
modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais
e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma
sociedade justa, democrática e inclusiva.
3) Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo
natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem
entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções
(inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.
4) Avaliar aplicações e implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles
relativos ao mundo do trabalho.
5) Construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e negociar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o
respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e valorizando a diversidade de indivíduos e de
grupos sociais, sem preconceitos de qualquer natureza.
6) Utilizar diferentes linguagens e tecnologias digitais de informação e comunicação para se
comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas
das Ciências da Natureza de forma crítica, significativa, reflexiva e ética.
7) Conhecer, apreciar e cuidar de si, do seu corpo e bem-estar, compreendendo-se na diversidade humana, fazendo-se respeitar e respeitando o outro, recorrendo aos conhecimentos
das Ciências da Natureza e às suas tecnologias.
XXIV
CIÊNCIAS
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8) Agir pessoal e coletivamente com respeito, autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência
e determinação, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões
frente a questões científico-tecnológicas e socioambientais e a respeito da saúde individual e
coletiva, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.
Os conteúdos de Ciências da Natureza estão organizados em três unidades temáticas que se
repetem e aumentam a complexidade ao longo de todo o Ensino Fundamental:
• Em Matéria e energia, os alunos estudarão a natureza da matéria e os diferentes usos da
energia. Parte-se de objetos, materiais e fenômenos do entorno, daquilo que é mais facilmente compreensível pelos alunos até que, ao final do Ensino Fundamental tenham
condições de reconhecer a exploração de recursos naturais e o impacto da geração de
energia na qualidade ambiental.
• Em Vida e evolução, os seres vivos, as relações que ocorrem nos ecossistemas e a preservação
da biodiversidade são os objetos de estudo. Inicialmente são estudados os seres vivos do
entorno dos alunos e os elos nutricionais estabelecidos por eles no ambiente. Ao final do
Ensino Fundamental, os alunos devem ser capazes de compreender as consequências da
intervenção nesses elos e buscar por atitudes que visem à sustentabilidade socioambiental.
• Também nessa unidade temática o corpo humano é estudado, primeiramente ao levar os
alunos a reconhecerem suas partes e a importância de cuidar bem de sua higiene e saúde. Nos anos finais do Ensino Fundamental, os alunos terão condições de tomar decisões
adequadas com relação ao corpo e cuidar dele de maneira responsável, tendo condições,
também, de avaliar políticas públicas que estejam envolvidas na manutenção da qualidade
da saúde e do ambiente.
• Em Terra e universo, os estudos partem da observação de fenômenos facilmente verificados
no céu pelos alunos com o objetivo de aguçar ainda mais a curiosidade que eles já apresentam. Os conhecimentos mais sistêmicos do planeta Terra, sua composição e funcionamento
são devem ser adquiridos pelos alunos ao final do Ensino Fundamental.
6.6. Ciências da Natureza – 6.º e 7.º anos
Os alunos, ao prosseguirem os estudos no Ensino Fundamental, devem manter a curiosidade
acerca dos conhecimentos científicos. No entanto nessa etapa da vida eles apresentam progressiva capacidade de abstração e autonomia que lhes permite explorar aspectos mais complexos
das Ciências.
Nesse sentido, é importante manter os alunos motivados com desafios que lhes permitam
estabelecer relações mais profundas e complexas entre a ciência, a tecnologia, a sociedade e o
ambiente. Dessa forma, os alunos devem ser capazes de fazerem escolhas responsáveis e de se
posicionarem diante dos problemas.
(Disponível em: <http://basenacionalcomum.mec.gov.br/download-da-bncc>. Acesso em: 12 jul. 2018.)
CIÊNCIAS
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XXV
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Programação anual de conteúdos – Ciências – 7.o ano
2.° Bimestre
1.° Bimestre
Unidades
1. Atmosfera
2. Ambiente e saúde
4.° Bimestre
3. Ambiente físico
XXVI
4. Estrutura da Terra
Capítulos
Conteúdos
Habilidades
Aulas
1. Camadas da atmosfera
• Composição das camadas atmosféricas
• Propriedades do ar
EF07CI12
10
2. Industrialização e
fenômenos atmosféricos
• Fenômenos naturais
• Fenômenos antrópicos
EF07CI06
EF07CI12
EF08HI03
EF07GE08
10
3. Máquinas simples,
térmicas e elétricas
• Máquinas simples
• Máquinas térmicas – 2.ª Lei
da termodinâmica
• Máquinas a combustíveis –
ciclo do motor (de Otto)
• Máquinas elétricas
EF07CI01
EF07CI02
EF07CI03
EF07CI05
EF09GE10
EF09GE11
10
1. Alterações na atmosfera
•
•
•
•
EF07CI02
EF07CI08
EF07CI13
EF07CI14
15
2. Sistema respiratório
• Sistema respiratório
• Doenças respiratórias
EF06CI06
EF07CI09
8
3. Saúde pública
• Indicadores de saúde
• Prevenção de doenças
EF06CI06
EF07CI09
EF07CI10
EF07CI11
7
1. A vida no ambiente
• Ecologia
EF07CI07
15
2. Biomas brasileiros
•
•
•
•
•
•
EF07CI07
EF07CI08
EF06GE05
EF07GE11
8
3. Preservação X Degradação
do ambiente
• Importância das Unidades
de Conservação
• Espécies exóticas e água de lastro
• Biomagnificação trófica
EF07CI08
EF09CI12
7
1. Deriva continental
• Separação dos continentes
EF07CI16
8
2. Placas tectônicas
• Organização das placas tectônicas
• Abalos sísmicos
EF07CI15
8
3. Vulcanismo
• Partes de um vulcão
• Erupções vulcânicas
EF07CI15
14
Efeito estufa
Aquecimento global
Afinamento da camada de ozônio
Chuva ácida
Caatinga
Cerrado
Floresta Amazônica
Mata Atlântica
Pampa
Pantanal
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:10:24
SAE DIGITAL S/A
SAE DIGITAL S/A
Curitiba
2019
PG19LP271SDC0_MIOLO_EF19_7_CIE_L1_LP.indb 1
7.° ANO – LIVRO 1
ENSINO FUNDAMENTAL
08/10/2018 11:10:27
© 2019 – SAE DIGITAL S/A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito dos autores e do
detentor dos direitos autorais.
FICHA CATALOGRÁFICA
S132
SAE, 7. ano : Ensino Fundamental: 7. ano : livro 1 / SAE DIGITAL S/A. - 1. ed. - Curitiba,
PR : SAE DIGITAL S/A, 2019.
434 p. : il. ; 28 cm.
ISBN 978-85-535-0329-2
1. Estudo e ensino (Ensino Fundamental). I. Sistema de Apoio ao Ensino. II. Título.
CDD: 372
CDU: 373
Gerência editorial Luiz Henrique Pereira Mainardes
Coordenação editorial Angel Honorato, Lúcia Chueire, Diego Rafael Vogt, Tassiane Aparecida Sauerbier
Edição Anna Paula Chiarello Marcon (Matemática), Caroline Zem Ercole (Língua Portuguesa), Caroline Schlegel
(Filosofia), Camila Miranda Suckow, André Schiminski (Arte), Elaine Caroline dos Santos (Ciências), Elaine
Luiza Köb Nogueira (Ciências), Eliane Peixoto de Lima (Matemática), Emanoelle Almeida (Geografia), Janile
Oliveira (Matemática), Jean Buture Carneiro (Geografia), Josiane Santos (Geografia), Lauana Mara Toffoli Felicio
(Língua Inglesa), Camila Castro de Souza (História), Hector Molina (História), Climene de Moraes Favero (Língua
Portuguesa), Andressa Parra (Língua Portuguesa), Heloisa de Fátima Tavares Daniachi (Educação Física), Maria
Victória Ribeiro Ruy (Filosofia e História).
Revisão Brunno Freire da Silva Neto, Camille Chiquetti, Emanuelly Sutil, Gabriele Varão da Costa, Pãmela Leal, Priscila
de J. Sousa
Cotejo Andreia Vidal, Igo Rabelo, Laura Akemi, Mariana Chaves, Mariana Passarin, Mellanie Novais, Polyana Fonseca,
Sthefanie Lhorente
Coordenação de produção visual Mauricio Ragadalli
Iconografia Antonio Sevilha
Cartografia Júlio Manoel França da Silva
Ilustrações Deny Machado Mayer, Rafael de Azevedo Chueire
Arte da capa Rafael de Azevedo Chueire
Projeto gráfico Evandro Pissaia, Fernanda Angeli Andreazzi, Gustavo Ribeiro Vieira
Diagramação André Lima, Evandro Pissaia, Bruno Gogolla, Gustavo Ribeiro Vieira, Jéssica Suelen de Morais, Jéssica Xavier,
Julia Tonini, Juliana Hiromi Saito, Kássio Nery, Luisa Piechnik Souza, Maísa Leepkaln, Mariana Oliveira, Michel
Bernardes de Jesus, Mikhael Gusso, Nadiny da Silva, Ralph Glauber, Silvia Santos, Tarliny da Silva, Thiago
Figueiredo Venâncio
Processos Cleyton Dall’Agnol, Lorena Marcão, Erica Fujihara, Raul Jungles, Tiago Biermann Takemasa
Autores Daniela Buscaretti de Souza Tantarin, Tainá Siqueira Thies, Vera Ferronato (Língua Portuguesa); Márcia Martins
Romeira Sakai, Sandra Saldanha Franchin, Ednei Leite de Araujo (Matemática); Beatriz Pinheiro de Campos,
Camila Castro de Souza, Lilian Costa Castex (História); Alysson Ramos Artuso (Ciências), André Felipe Astrogildo
de Lima (Ciências), Carolina Nowacki (Ciências), Eliane Razzoto (Ciências), Iris Stern (Ciências), Marlon
Wrublewski (Ciências), Oromar Baglioli (Ciências), Roberto Matajs (Ciências); Natália Bellos, Ana Paula Ribeiro
(Arte) Isis Moura Tavares (Arte); Lilian Tosin (Inglês); Damião Janiedson de Lima (Filosofia); Eliane Regina
Ferretti (Geografia); Kátia C. Costa, Tatiane Lopes Monteiro (Educação Física)
Coordenação pedagógica Cristiane Sliva, Heloisa Harue Takazaki
Todos os direitos reservados.
Produção
SAE DIGITAL S/A.
R. João Domachoski, 5. CEP: 81200-150
Mossunguê – Curitiba – PR
0800 725 9797 | Site: sae.digital
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08/10/2018 11:10:28
SUMÁRIO
GERAL
POR
MAT
HIS
GEO
CIE
ING
ART
FIL
EDF
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08/10/2018 11:10:30
LIVRO PLATAFORMA
ADAPTATIVA
DIGITAL
REALIDADE
AUMENTADA
Mensagens
Alice
E aí, já viram o livro digital? Como eu acesso???
Caê
É fácil. Entre em ava.sae.digital
Alice
Ok. É só inserir o login e a senha fornecidos pela escola ?
Isa
Isso isso! Agora, você deve clicar em seu nome em azul e ir
para Livro Digital . Entre lá e instale o livro.
Artur
É maneiro! Tem objetos digitais em todos os capítulos.
Tem jogos, exercícios interativos , vídeos , animações...
Rosa
Legal! E tem RA no livro! Uau!!!
Chico
Como assim? Quero ver!!!!! Como faço??
Alice
Pegue o livro impresso e veja que em algumas páginas tem
um ícone . Ele indica que tem uma realidade aumentada.
Chico
Achei o ícone. Mas como faço ele funcionar?
Isa
Você tem que entrar nas lojas virtuais ( Play Store ou App Store )
para baixar o aplicativo SAE RA no smartphone ou tablet.
Caê
Depois, é só acessar o aplicativo e direcionar o celular ou
o tablet para a página que tem o ícone.
Enviar
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08/10/2018 11:10:44
Mensagens
Chico
Só isso? Aí já vejo a RA ?
Caê
Sim...
Caê
E para acessar a Plataforma de Aprendizagem Adaptativa
é o mesmo caminho!
Artur
O que é essa Plataforma??
Rosa
São questões presentes em um ambiente virtual e que
podemos fazer em casa, mas é preciso esperar o professor
avisar que elas estão disponíveis.
Caê
E tem vídeos sobre o conteúdo também. Vocês sabiam?
Se a gente errar as respostas, o vídeo abre com uma aula
particular sobre o conteúdo.
Alice
Noooooooossa!! Onde vejo isso?
Isa
Entre em ava.sae.digital e escreva seu login e senha.
Artur
Ei, mas é igual ao caminho dos objetos digitais?
Isa
Isso mesmo! Só que agora você deve clicar em
uma disciplina e acessar o conteúdo.
Chico
Enviar
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08/10/2018 11:10:48
Conheça as seções, boxes e ícones do seu livro
ATIVIDADES
Geralmente esta seção está no final de cada
capítulo. Seu objetivo é levá-lo a rever os conteúdos estudados.
PARA IR ALÉM
Aqui você encontra dicas de leitura, músicas ou
vídeos para aprofundar seu conhecimento.
COLOCANDO EM PRÁTICA
PARA SABER MAIS
Indica o momento de aprofundar ou ampliar
algum aspecto do conteúdo que você está
estudando no capítulo.
É um espaço que apresenta exercícios resolvidos
para você compreender a sua sistematização.
DESENVOLVER E APLICAR
INTERAÇÃO
Quando aparecer esta seção, será proposto um
trabalho em grupo, como debate, pesquisa e
elaboração de painel.
Esta seção propõe atividades investigativas e
motivadoras para você resolver individualmente.
AZ
ER
TER ATITUDE
Esta seção aparece quando há necessidade de explicar os procedimentos para
realização de uma atividade.
COMO
Esta seção apresenta uma proposta para um
trabalho prático.
CONEXÃO
Este é um espaço que apresenta texto e
atividades que fazem a articulação entre
diversos conteúdos.
F
EM TEMPO
É o momento de recordar uma ideia ou uma
fórmula já estudada. Pode apresentar, também,
uma explicação ou significado de um termo ou
de um conteúdo apresentado no texto.
DE OLHO NA PROVA
É uma seção exclusiva para o 9.º ano e apresenta questões de provas para auxiliar você a
ingressar no Ensino Médio.
A
LÍNGUA PORTUGUESA E TECNOLOGIA
É um espaço que apresenta relações entre o conteúdo que você
está estudando e as tecnologias referentes a ele.
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Quando aparecer este
ícone, será a hora de
exercitar a oralidade com
os colegas de turma.
Este ícone indica que é o
momento para ouvir os
áudios de língua estrangeira.
Este ícone indica que há
uma realidade aumentada
que pode ser acessada
com o celular ou tablet.
08/10/2018 11:10:51
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to
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Ciências
Unidade 1 | Atmosfera
Capítulo 1 | Camadas da atmosfera .................................................................. 264
Capítulo 2 | Industrialização e fenômenos atmosféricos ...................... 282
Capítulo 3 | Máquinas simples, térmicas e elétricas ................................ 300
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08/10/2018 11:10:52
Objetivos do capítulo
• Camadas atmosféricas
• Troposfera
• Estratosfera
• Mesosfera
• Termosfera
• Exosfera
• Propriedades do ar
• caracterizar a atmosfera
terrestre;
• identificar cada uma das
camadas atmosféricas;
• compreender a circulação
dos gases e de outros
componentes atmosféricos no
ambiente.
Realidade aumentada
• As camadas da atmosfera;
• Do que é feita a atmosfera?
Neste capítulo, a habilidade EF07CI12 será parcialmente
trabalhada, sendo as demais
partes trabalhadas em outros
capítulos desta mesma unidade.
Ao longo deste capítulo, os alunos serão capazes de compreender que o ar é uma mistura de
gases e que a composição da
atmosfera se altera de acordo
com as camadas.
Analise a imagem de
abertura com os alunos. Nela, é
possível reconhecer as nuvens
e a cor azul do planeta, que é
muito característica. O “planeta
azul”, como disse Iuri Gagarin
ao ver a Terra do espaço, possui
essa coloração devido à quantidade de água em sua superfície
e aos gases nitrogênio e oxigênio presentes na atmosfera.
Instigue os alunos a
conversarem a respeito do que
sabem da atmosfera, da forma
como ela protege a Terra contra
corpos celestes que se chocam
com nosso planeta e ainda contra os raios solares nocivos.
Dicas para ampliar
o trabalho
As seções “Interação”,
“Desenvolver e aplicar”,
“Ciências e tecnologia”,
“Conexão” e “Ter atitude” podem aparecer durante o conteúdo. Elas apresentam atividades
contextualizadas, que buscam
a interação com os saberes de
colegas ou com informações
provenientes de diferentes
textos e imagens.
264
un
Encaminhamento
metodológico
idade
1
Atm
osfera
rstock
/Shutte
solarseven
1. Camadas da atmosfera
Diariamente, asteroides e meteoroides vindos do espaço se chocam com o nosso planeta. Alguns, ao
entrar na atmosfera, se desintegram (meteoros); enquanto outros conseguem atingir o solo (meteoritos).
Você saberia explicar de que maneira uma camada formada por diferentes tipos de gases consegue proteger
a superfície terrestre?
264
Antes de iniciar o trabalho do bimestre com os alunos, sugerimos que o professor selecione essas seções em cada capítulo, reservando, para cada uma, um espaço
adequado em seu planejamento.
Já a seção “Atividades” apresenta exercícios com outro objetivo: sistematizar, de
maneira direta, os conteúdos trabalhados. A seção está localizada, geralmente, ao final
de cada capítulo, antes do mapa conceitual. Existem duas possibilidades para você
desenvolver o trabalho proposto nesta seção:
• selecionar as atividades de acordo com a sequência do conteúdo, orientando os
alunos a resolvê-las em casa;
• trabalhar com todas elas ao final do capítulo, como revisão do que foi estudado.
CIÊNCIAS
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A atmosfera
Dicas para ampliar
o trabalho
A atmosfera é uma camada formada por diferentes tipos de gases, entre eles: o argônio, o hélio, o
dióxido de carbono, o ozônio, o nitrogênio e o oxigênio, além de vapor-d’água, poeira e microrganismos.
Entre outras funções, a atmosfera envolve e protege a superfície do nosso planeta, sendo fundamental
para manter os seres vivos na Terra, não só por conter os gases essenciais à manutenção da vida, mas
também para nos proteger contra agentes externos, como a radiação solar e o choque de corpos celestes vindos do espaço.
A atmosfera possui aproximadamente 1 000 km de espessuEM TEMPO
ra, não sendo especificado um limite exato para que ela termine.
Como é formada por gases, ela se torna mais rarefeita à medida
Rarefeito: com pouca densidade. No
caso da atmosfera, significa queda na
que se afasta do planeta.
concentração e variedade de gases
Embora usualmente a atmosfera seja referida como uma
que a compõem e, consequentemente,
diminuição da pressão atmosférica.
camada, não existe uma borda definida que a separe do espaço
sideral.
Se a radiação emitida
pelo Sol (assim como por todas
as outras estrelas) atravessa o
espaço, por que ele não é claro?
Essa interessante pergunta
agora pode ser respondida,
uma vez que já sabemos que a
cor do nosso céu depende de
processos de espalhamento
da luz solar por moléculas que
compõem nossa atmosfera.
Ocorre que no espaço não
existem essas moléculas! Não
há luz espalhada! Por não haver
espalhamento da luz, proveniente do Sol, o espaço que nos
envolve é escuro, quase negro.
No entanto, quando o astronauta olha diretamente para o Sol,
ele o vê com uma intensa cor
branca.
A formação da atmosfera terrestre
O planeta Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos e, nesse tempo, sofreu muitas mudanças e transformações que possibilitaram o surgimento e a manutenção dos seres vivos. Assim como a
superfície do planeta se modificou, a atmosfera terrestre também sofreu alterações ao longo do tempo.
Uma dessas alterações diz respeito à sua composição química.
Originalmente, a atmosfera terrestre era composta, principalmente, de gás carbônico (CO2), de gases
como o metano (CH4) e a amônia (NH3), e de compostos de enxofre (provenientes, em sua maioria, de
erupções vulcânicas, muito frequentes naquela época). Além desses gases, muitas partículas retidas
pela ação da gravidade também compunham a atmosfera primitiva. Compostos como gás oxigênio e
gás nitrogênio quase não existiam.
A superfície do planeta Terra apresentava altas temperaturas e elevadas doses de radiação solar.
Isso, somado às constantes descargas elétricas, culminou no desenvolvimento de moléculas mais complexas, que aos poucos foram dando origem aos primeiros organismos.
H2O
NH3
NH3
CH4
CO2
EF19_7_CIE_L1_U1_01.indd
Mar
SAE DIGITAL S/A
H2O
(Disponível em: <http://www.
on.br/daed/pequeno_cientista/
conteudo/revista/pdf/cores_ceu.
pdf>. Acesso em: 16 ago. 2018.)
Moléculas
orgânicas
simples
Representação da formação de moléculas simples a partir de gases existentes na atmosfera terrestre primitiva.
CIÊNCIAS
265
Encaminhamento metodológico
Selecione imagens e vídeos da Terra produzidos do espaço e mostre aos alunos.
Explore os elementos que podem ser vistos em algumas imagens, como a água, as porções de continentes, as nuvens e, principalmente, a atmosfera. Em contraste com a cor
negra do espaço, a atmosfera apresenta-se cada vez mais fina à medida que se afasta
da superfície terrestre.
Explique aos alunos que as moléculas são agrupamentos de átomos que se
mantêm unidos e não podem ser separados sem afetar ou destruir as propriedades das
substâncias.
É interessante salientar, também, como era a composição da atmosfera há
4,5 bilhões de anos e como ela se transformou na composição de hoje.
Na seção a seguir, “Dicas para ampliar o trabalho”, explica-se a origem da cor
escura do espaço sideral. Leia para os alunos como curiosidade ou proponha a eles que
respondam ao questionamento que inicia o texto.
CIÊNCIAS
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265
08/10/2018 11:11:43
Observe no quadro a seguir a diferença de porcentagem de alguns gases existentes na atmosfera
primitiva em comparação com a atmosfera atual.
Encaminhamento
metodológico
Descreva para os alunos
como era a atmosfera primitiva,
sua composição química e como
foi possível para os seres vivos
se desenvolverem. Ressalte também como ocorreu a alteração
na composição da atmosfera até
se apresentar com a composição que possui atualmente.
Na seção “Conexão”, há
um texto que explora os aspectos da atmosfera de outros
planetas do Sistema Solar. Leia
o texto com os alunos e, em
seguida, auxilie-os na resolução
das atividades propostas.
Oxigênio
Argônio
Dióxido de carbono
Atmosfera primitiva
1,9%
0,001%
0,1%
98%
Atmosfera atual
78%
21%
0,9%
0,03%
CONEXÃO
Leia o texto a seguir, que trata da cor da atmosfera em outros planetas rochosos, e, em seguida,
responda às perguntas propostas.
O céu também é azul em outros planetas?
Um dia bonito é um dia de céu azulzinho, certo? Bem, isso se você estiver na Terra. [...]
Apesar de enxergarmos a luz do sol como branca, ela é, na verdade, composta de todas
as cores que vemos no arco-íris. Aqui na Terra, vemos o céu azul porque a componente azul
da luz solar é espalhada em todas as direções enquanto atravessa nossa atmosfera, uma
camada de gases que recobre nosso planeta. [...]
Nos outros planetas, a coisa muda de figura. Em
Mercúrio, como praticamente não existe atmosfera, o
céu é escuro durante o dia, pois não há espalhamento
da luz solar. Assim como na Lua, de lá, poderíamos
ver o Sol e as outras estrelas ao mesmo tempo. Em
Vênus, ocorre o contrário: por ter uma atmosfera
extremamente densa, o céu desse planeta está
permanentemente nublado, encoberto.
Já em Marte, [...] é a componente vermelha
da luz solar que é mais espalhada, pois seu
comprimento de onda tem tamanho semelhante às
A atmosfera terrestre
incontáveis partículas de poeira em suspensão na sua
é vista da cor azul.
atmosfera rarefeita. Então, no planeta vermelho, o céu é
avermelhado durante o dia, mas o pôr do sol é azulado. [...]
A Terra é azul!
Exclamou Iuri Gagarin,
cosmonauta russo e primeiro ser
humano a ir ao espaço, em 12
de abril de 1961. E por que azul?
Porque as moléculas presentes
em nossa atmosfera, em particular o oxigênio (O2) e o nitrogênio
(N2) por serem menores, são
mais eficientes em espalhar a
radiação com o menor comprimento de onda. Como na região
espectral do visível as radiações
de menor comprimento de
onda são o azul e violeta, o espalhamento seletivo promovido
pelas moléculas do ar é responsável pela cor azul do céu. [...]
266
Nitrogênio
Observe que a quantidade de oxigênio e de nitrogênio que hoje compõe a maior parte da nossa
atmosfera era bem menor na atmosfera primitiva, ou seja, nos primeiros milhões de anos da Terra. A
pequena quantidade desses gases inviabilizava a existência de seres vivos em nosso planeta. Hoje,
sabemos que o oxigênio presente na atmosfera foi formado e é mantido devido a processos biológicos
que ocorrem no planeta.
A atmosfera é um verdadeiro “cobertor” do nosso plaEM TEMPO
neta, pois protege os seres vivos do ambiente inóspito do
espaço cósmico. Ela também “filtra” parte da radiação solar,
Inóspito: lugar onde não há vida e não se
consegue viver; inabitável.
principalmente os raios ultravioleta, que, quando em contato
com a pele dos seres vivos por muito tempo, pode ocasionar
diversos problemas de saúde. A atmosfera ainda mantém a temperatura na superfície terrestre dentro de
uma faixa em que é possível ocorrer o desenvolvimento e a manutenção dos seres vivos. Além disso, ela
também atua no ciclo hidrológico, pois se comporta como um condensador de água. Isso significa que
é na atmosfera que o vapor-d’água irá se transformar novamente em água líquida para formar a chuva.
Dicas para ampliar
o trabalho
(Disponível em: <http://
cienciaecultura.bvs.br/
scielo.php?pid=S000967252015000300010&script=sci_
arttext>. Acesso em: 16 ago. 2018.)
Gases
(Disponível em: <http://chc.org.br/o-ceu-tambem-e-azul-em-outros-planetas/>. Acesso em: 15 ago. 2018. Adaptado.)
266
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:11:48
1. Se a luz do sol é branca, por que vemos o céu em tons de azul?
2. Por que o céu de Vênus é permanentemente nublado?
3. O texto não cita a cor de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Faça uma pesquisa e escreva qual
é a cor desses planetas gasosos.
INTERAÇÃO
Como você acha que a atmosfera influencia na coloração dos planetas? Que tal realizarmos
um experimento para verificar como isso acontece?
Material necessário:
• lanterna (deve ser uma fonte de luz branca e forte);
• aquário cheio de água;
• cartolina branca;
• leite em pó.
Como fazer:
• Em um ambiente escuro, coloque o aquário com água sobre uma superfície plana e posicione a lanterna em frente a um dos lados do aquário.
• No lado oposto à lanterna, deixando um espaço após o aquário, fixe a cartolina branca, de
modo que o feixe de luz da lanterna passe pela água e atinja a superfície do papel.
• Adicione uma colher de chá de leite em pó à água e mexa bem.
EF19_7_CIE_L1_U1_01.indd
Roupplar, kontur-vid, Picsfive/Shutterstock
(Disponível em: <http://chc.org.br/azul-da-cor-do-ceu/>. Acesso em: 15 ago. 2018. Adaptado.)
CIÊNCIAS
267
Respostas
1. Porque o comprimento de onda azul da luz é mais espalhado pela atmosfera do
nosso planeta.
2. Porque a atmosfera de Vênus é extremamente densa, o que impede a passagem dos
raios luminosos.
3. Júpiter apresenta cores em tons marrons, amarelo, vermelho e branco. Saturno é
marrom amarelado. Urano e Netuno, embora com tons diferentes, são azuis.
Encaminhamento metodológico
Na seção “Interação” é sugerido um experimento para que os alunos compreendam como a luz se comporta ao interagir com a atmosfera e a consequente cor do céu
que essa interação produz. Se houver possibilidade, substitua a lanterna por um projetor de slides para que a intensidade da luz seja maior.
CIÊNCIAS
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267
08/10/2018 11:11:55
Respostas
a) Qual é a cor projetada na cartolina? Olhando o aquário pela lateral, qual é a cor do feixe
de luz?
a) No meio da cartolina será
possível observar que a luz
projetada é avermelhada,
porém, pela lateral do aquário,
ela será azulada. Isso acontece
porque a luz vermelha se
propaga em linha reta. Já a luz
azul sofre desvio e, por isso,
fica na lateral. Assim, a luz
azul é muito mais desviada da
sua direção original do que a
vermelha ou a laranja.
b) O experimento simula a
passagem da luz solar pela
atmosfera terrestre. A lanterna
está simulando o Sol, e o leite
em pó está simulando as
partículas que constituem a
atmosfera terrestre.
b) Qual é a relação desse experimento com o que acontece com a coloração da atmosfera
terrestre? Qual material simula o Sol e qual simula a atmosfera?
Encaminhamento
metodológico
Informe aos alunos que as
camadas da atmosfera têm características diferentes. Analise
a imagem das quilometragens
aproximadas que as camadas
possuem em relação à superfície
terrestre. As medidas utilizadas na elaboração do material
foram retiradas do site da
National Aeronautics and Space
Administration (NASA) e estão
disponíveis em:
• <https://www.nasa.gov/
mission_pages/sunearth/
science/atmosphere-layers2.
html>. Acesso em: 16 ago.
2018.
No entanto, podem ser
encontradas variações nessas
medidas, conforme as fontes pesquisadas. Nesse caso,
optou-se por trabalhar com as
medidas da NASA, já que esta é
uma instituição de destaque em
estudos espaciais.
Altitude
(km)
10 000
1000
600,0
85,0
50,0
15,0
Exosfera
Termosfera
Mesosfera
Camada de Ozônio
Estratosfera
Troposfera
Representação das camadas da
atmosfera. A estreita faixa rosa
indica a camada de ozônio.
268
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Ao observarmos o céu, percebemos
que sua cor é azul. Isso se deve à presença
da atmosfera que envolve nosso planeta.
Entretanto, é importante lembrar que se estivéssemos na superfície de outro astro sem
atmosfera, perceberíamos que o espaço sideral
é escuro.
Para fins de estudo, a atmosfera foi dividida em camadas que se distribuem de forma
desigual à medida que se afastam da superfície
terrestre. Cada camada possui características
e propriedades específicas, como veremos
mais adiante.
As camadas da atmosfera podem ter diferentes classificações, que são baseadas em
diferentes critérios. Uma delas, por exemplo,
analisa a composição do ar e divide a atmosfera em: homosfera (composição sem grandes
variações); heterosfera (maiores quantidades
de hélio e hidrogênio) e exosfera (camada
muito rarefeita, onde as moléculas de gás
começam a escapar da atração da gravidade
da Terra).
Porém, a forma mais comum de classificação que iremos estudar é a divisão em cinco
camadas: troposfera, estratosfera, mesosfera,
termosfera e exosfera. Observe essas camadas
atmosféricas na imagem ao lado.
Designua/Shutterstock
As camadas da atmosfera
CIÊNCIAS
Orientação pra RA
O conteúdo disponível na
realidade aumentada aborda as
camadas da atmosfera. Trabalhe
esta realidade aumentada como
revisão de conteúdo, sanando
as possíveis dúvidas que venham a surgir.
268
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:12:02
É a camada mais próxima da crosta terrestre
e se estende desde o nível do mar até 15 km
de altura, em média. É nela que vivemos
e onde se concentram 80% da umidade
e dos gases nitrogênio, oxigênio e gás
carbônico.
Nesta camada ocorrem os fenômenos climáticos, como as chuvas, a
formação de nuvens, de relâmpagos,
de neve e a poluição do ar. É nessa
camada também que a temperatura diminui progressivamente à medida que a
altitude aumenta, podendo atingir -55ºC.
Retomando a ilustração da página anterior que representa as divisões da atmosfera,
é possível observar que os aviões de transporte
de cargas e de passageiros e os balões não ultrapassam essa camada.
Estratosfera
Na troposfera acontecem os
fenômenos meteorológicos.
Acima da troposfera há uma região denominada estratosfera, na qual está localizada a camada de
ozônio. A camada de ozônio é vital para todos os seres vivos, pois ela filtra algumas radiações vindas
do Sol. Sem esse filtro, a Terra não ofereceria condições para o aparecimento e para a manutenção da
vida como conhecemos.
PARA SABER MAIS
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Troposfera
Qual é a função do ozônio?
O ozônio (O3) é um dos gases que compõe a atmosfera e cerca de
90% de suas moléculas se concentram entre 20 e 35 km de altitude,
região denominada camada de ozônio. Sua importância está no
fato de ser o único gás que filtra a radiação ultravioleta do tipo
B (UV-B), nociva aos seres vivos.
O ozônio tem funções diferentes na atmosfera, em função
da altitude em que se encontra. Na estratosfera, o ozônio é
criado quando a radiação ultravioleta, de origem solar, interage
com a molécula de oxigênio, quebrando-a em dois átomos de
oxigênio (O). O átomo de oxigênio liberado une-se a uma molécula
de oxigênio (O2), formando assim o ozônio (O3). Na região estratosférica,
Molécula do
gás ozônio.
90% da radiação ultravioleta do tipo B é absorvida pelo ozônio.
Ao nível do solo, na troposfera, o ozônio perde a sua função de protetor e se transforma
em um gás poluente, responsável pelo aumento da temperatura da superfície, junto ao
monóxido de carbono (CO), ao dióxido de carbono (CO2), ao metano (CH4) e ao óxido
nitroso (N2O). [...]
(Disponível em: <http://www.mma.gov.br/clima/protecao-da-camada-deozonio/a-camada-de-ozonio>. Acesso em: 15 ago. 2018. Adaptado.)
CIÊNCIAS
269
Encaminhamento metodológico
Explique aos alunos as características da troposfera. Essa é a camada mais próxima
à superfície terrestre. O nome dessa camada significa “esfera turbulenta”, pois é nela em
que vivemos e é onde ocorrem os fenômenos atmosféricos.
Explique, também, as características da estratosfera. Essa é uma região fundamental para a sobrevivência dos seres na Terra devido à grande concentração de ozônio.
Esse gás impede que parte dos raios solares nocivos cheguem à superfície terrestre.
Não deixe de discutir a respeito do afinamento ou do buraco na camada de ozônio
que, entre alguns problemas associados, aumenta o risco de câncer de pele. A radiação
ultravioleta, filtrada pela camada de ozônio, é também nociva aos animais e às plantas,
causando muitos prejuízos na área da agricultura.
Comente, também, que o gás ozônio na estratosfera não é poluente, mas em altas
concentrações na superfície terrestre pode se tornar poluente e tóxico aos seres vivos.
CIÊNCIAS
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269
08/10/2018 11:12:07
Mesosfera
Encaminhamento
metodológico
A mesosfera estende-se até 85 km de altura a partir
da superfície terrestre. Nessa região, acontece a incineração (queima) da maior parte dos meteoroides vindos do
espaço. Essa queima deixa um rastro luminoso conhecido
popularmente como estrela cadente. No entanto, o nome
correto para esse fenômeno luminoso é “meteoro”.
Explique aos alunos as
características da mesosfera.
Conte a eles que é nesta camada que observamos as “estrelas
cadentes”.
Explique aos alunos as
características da termosfera,
destacando as informações mais
relevantes. Selecione imagens
e vídeos de auroras boreais
e austrais e exiba aos alunos.
Proponha a eles que realizem
pesquisas desse tema e compartilhem com os colegas suas
descobertas. Esse compartilhamento pode ocorrer por meio
de redes sociais, por exemplo,
ou por meio de um debate em
sala.
Explique a respeito da
exosfera, a última camada da
atmosfera, que se apresenta
bastante tênue e rala. Comente
que na exosfera as temperaturas
podem chegar a 1 000°C, mas os
satélites artificiais que orbitam
essa região não entram em
combustão porque o ar é rarefeito e as moléculas de gás não
provocam calor suficiente.
Explique a composição da
atmosfera e mostre o gráfico
aos alunos.
Termosfera
Aurora boreal no Alasca.
Acima da mesosfera encontra-se a termosfera, região em que a temperatura aumenta rapidamente e a radiação solar é muito forte. As partículas
dos gases que formam a atmosfera estão muito afastadas, por isso essa
região tem baixíssima densidade.
A termosfera inicia-se em uma altitude de 85 km, aproximadamente, e vai até 500 – 1 000 km acima da superfície da Terra (sua espessura
tem relação com a atividade solar).
É nessa região que se formam as auroras boreais e austrais, que
podem ser observadas nas regiões polares do planeta. As auroras austrais
ocorrem no sul do planeta Terra e, geralmente, são menos intensas que
as boreais, que ocorrem no norte do planeta. Ambas resultam do choque
de partículas que vêm do Sol com as partículas que formam a alta atmosfera.
Exosfera
A exosfera estende-se acima dos 500 – 1 000 km a partir da superfície
da Terra. Ela é muito tênue, pois as partículas que a formam estão muito
distantes umas das outras e se afastam progressivamente, até não ser
possível identificar a presença da atmosfera. É na exosfera que se encontram os satélites artificiais.
Do que é feita a atmosfera?
No século XVIII, o químico francês Lavoisier (1743-1794) realizou experimentos demonstrando que a atmosfera é formada por diversos tipos
de gases. Os mais abundantes são o nitrogênio (78%) e o oxigênio (21%).
Há também dióxido de carbono (CO2), gases raros e outros (1%). Observe na
figura a seguir como se dá essa proporção e note que a atmosfera é composta
majoritariamente de gás nitrogênio.
Satélite artificial na exosfera.
Dicas para ampliar
o trabalho
270
Gás nitrogênio
Gás oxigênio
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[...] O que causa a aurora
polar?
Na realidade, a aurora
acontece em função do choque
dos ventos solares contra o
campo magnético do planeta.
Ventos solares? O vento solar é
formado por partículas (elétrons, prótons e outras partículas radioativas) eletricamente
carregadas, emitidas continuamente pelo Sol. O campo
magnético da Terra funciona
como um escudo de força, protegendo o planeta da radiação
ultravioleta do Sol e possibilitando a existência de vida.
As partículas do vento
solar colidem violentamente e
em grande velocidade contra os
gases da atmosfera (ionosfera)
terrestre. Parte da energia da
partícula é transferida para o
Representação
de meteoros.
Outros gases
Gases da atmosfera em partes por cem.
270
CIÊNCIAS
átomo em um processo chamado ionização. O átomo libera elétrons que vão se chocar
com outros átomos em um novo processo de ionização. Nesse processo de excitação e
estabilização dos átomos, a luz é emitida.
(Disponível em: <http://www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1343&sid=9>.
Acesso em: 16 ago. 2018.)
Orientação para RA
A animação disponível no objeto digital tem como proposta abordar os gases
constituintes da atmosfera, bem como evidenciar a importância desses gases para a
manutenção da vida na Terra.
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:12:17
produzidos água e gás carbônico, sendo que este último
precisa ser eliminado do organismo por ser tóxico quando em
grandes quantidades.
É um gás incolor, sem cheiro e inerte, isto é, à temperatura ambiente ele não reage com outros elementos.
O elemento químico nitrogênio é fundamental para
os seres vivos. Quando associado a outros elementos, ele é
a base da composição química de todos os organismos vivos.
O gás nitrogênio presente na atmosfera não pode ser aproveitado diretamente pela maioria dos seres vivos. No entanto, algumas
bactérias existentes no solo ou associadas a algumas raízes vegetais
conseguem transformar o gás nitrogênio em nitratos, que são aproveitados pelas plantas e, por meio da alimentação, chegam aos animais.
photoiconix/Shutterstock
Nódulos presentes na
raiz da planta abrigam
bactérias do solo.
Nitrogênio atmosférico
N2
Fixação por radiação
Fixação por radiação
Consumo animal
(proteínas de plantas)
Fertilizantes
Eutrofização
(rios, lagos)
Desnitrificação
Lixiviação
Matéria orgânica
(estrume, animais e
plantas mortas)
Nitrificação
Fixação
Fixa
ção por
bactérias
bact
érias
(plantas leguminosas)
Lixiviação
Nitrificação
amônio, nitrito, nitrato
Consumo
vegetal
Representação do ciclo do nitrogênio.
Gás oxigênio
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Gás nitrogênio
O gás oxigênio é essencial no processo de respiração. Nesse processo, os seres vivos absorvem o
gás oxigênio da atmosfera e este gera muitas reações importantes no organismo. Durante o processo
de respiração, ocorre a produção de dióxido de carbono (CO2), que é eliminado na atmosfera.
O gás oxigênio também é conhecido por ser um gás comburente, isto é, que “alimenta” a chama
do fogo. Isso significa que se não houver o gás oxigênio, os objetos não queimam.
CIÊNCIAS
271
Encaminhamento metodológico
O gás nitrogênio é fundamental para a elaboração de proteínas que atuarão na
constituição dos organismos. O ciclo do nitrogênio não é de fácil compreensão para
os alunos nessa fase, mas explique que o gás presente na atmosfera é absorvido por
bactérias fixadoras de nitrogênio presentes no solo e em raízes de plantas leguminosas.
Essas bactérias transformam o nitrogênio, de forma que as plantas podem utilizá-lo
para sua constituição.
Os animais inspiram esse gás durante seus ciclos respiratórios, porém toda a
quantidade é expirada. Por meio da alimentação, os seres consumidores de plantas ou
de animais obtêm nitrogênio para crescer e se desenvolver. Ao morrerem, o nitrogênio
presente nos organismos dos seres vivos é novamente incorporado ao meio.
O gás oxigênio é fundamental para a sobrevivência da maioria dos seres que
o utilizam no processo de respiração celular. A glicose, proveniente da digestão, e o
oxigênio combinam-se nas células para produzir energia. Nesse processo, também são
CIÊNCIAS
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271
08/10/2018 11:12:28
INTERAÇÃO
Encaminhamento
metodológico
Você pode observar como o gás oxigênio é essencial ao processo de combustão. Acompanhe
a demonstração feita pelo seu professor.
Material necessário:
• uma vela;
Na seção “Interação”, demonstre aos alunos a importância do gás oxigênio na combustão (queima). Siga os procedimentos descritos e discuta com
eles os resultados obtidos na
realização do experimento.
Explique-lhes acerca do
dióxido de carbono e da importância que ele tem para
o processo de fotossíntese e
para a manutenção das cadeias
alimentares.
Analise com os alunos
a imagem que representa os
ciclos do carbono e do oxigênio.
Esses dois ciclos estão sendo
abordados juntos pela intrincada relação que têm, principalmente ao tratar a fotossíntese e
a respiração.
Explique aos alunos que,
além dos gases estudados, a
atmosfera possui outros componentes. Dentre eles, o vapor-d’água e a poeira se destacam.
• fósforos;
• um copo de vidro.
Como fazer:
• Fixe a vela em uma superfície plana e deixe-a acesa.
• Coloque o copo sobre a vela acesa, conforme o modelo, e observe.
b.co
imaged
k
tterstoc
m/Shu
Descreva o que aconteceu com a vela.
O dióxido de carbono (CO2) é um gás
eliminado por alguns seres vivos durante a
respiração. Além disso, esse gás é utilizado
pelas plantas para realizar a fotossíntese,
processo pelo qual a partir do dióxido de
carbono atmosférico e da água, em presença
de luz e clorofila, as plantas produzem compostos orgânicos que serão utilizados para
o metabolismo próprio, como a glicose, que
serve de alimento para elas. Durante esse
processo, as plantas também eliminam gás
oxigênio (O2) para a atmosfera e, desse modo,
ajudam a repor parte do oxigênio consumido
pelos seres vivos durante a respiração.
Resposta
Espera-se que a vela
permaneça acesa durante certo
tempo dentro do copo e depois
se apague. A vela ficará acesa enquanto há gás oxigênio
disponível para ser queimado.
Quando ele acabar, ela não
conseguirá manter a chama e se
apagará.
PLANTAS ABSORVEM
DIÓXIDO DE CARBONO
QUEIMA DE
COMBUSTÍVEIS
RESPIRAÇÃO
DAS PLANTAS
O2
RESPIRAÇÃO
DOS ANIMAIS
O2
PLANTAS ELIMINAM
GÁS OXIGÊNIO (O2)
NO PROCESSO DE
FOTOSSÍNTESE
DECOMPOSIÇÃO DE
SERES MORTOS
Representação simplificada dos ciclos do carbono e do oxigênio.
A evaporação da água de oceanos, rios, lagos e outros depósitos é muito grande. A quantidade de
vapor-d’água na atmosfera irá determinar a umidade relativa do ar que pode influenciar na qualidade
do ar e na saúde humana.
O valor indicado como ideal pela Organização Mundial de Saúde (OMS) é de 40% a 70% de
umidade. Acima desses valores, o ar fica saturado de vapor-d’água, o que interfere no mecanismo
de controle da temperatura corporal exercido pela transpiração. Abaixo desses valores pode causar
complicações alérgicas e respiratórias devido ao ressecamento de mucosas, além de dificultar a dispersão dos poluentes.
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O vapor-d’água presente na atmosfera
272
272
CO2
DIÓXIDO DE
CARBONO
NO AR
Mr. High Sky/Shutterstock
Dióxido de carbono
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:12:35
Umidade relativa do ar
Significa, em termos simplificados, quanto
de água na forma de vapor existe na
atmosfera, no momento, em relação ao
total máximo que poderia existir, na
temperatura observada. A umidade do ar
é mais baixa principalmente no final do
inverno e no início da primavera, no período
da tarde, entre 12 e 16 horas. [...]
Observe a seguir alguns cuidados a
serem tomados.
Entre 20 e 30% – Estado de atenção
• Evitar exercícios físicos ao ar livre entre
11 e 15 horas.
• Umidificar o ambiente com vaporizadores,
Higrômetro: aparelho que mede
toalhas molhadas, recipientes com água,
a umidade relativa do ar.
molhamento de jardins etc.
• Sempre que possível, permanecer em locais protegidos do sol, em áreas vegetadas etc.
• Consumir água à vontade.
Entre 12 e 20% – Estado de alerta
• Observar as recomendações do estado de atenção.
• Suprimir exercícios físicos e trabalhos ao ar livre entre 10 e 16 horas.
• Evitar aglomerações em ambientes fechados.
• Usar soro fisiológico para olhos e narinas.
Abaixo de 12% – Estado de emergência
• Observar as recomendações para os estados de atenção e de alerta.
• Determinar a interrupção de qualquer atividade ao ar livre entre 10 e 16 horas, como
aulas de educação física, coleta de lixo, entrega de correspondência etc.
• Determinar a suspensão de atividades que exijam aglomerações de pessoas em
recintos fechados, como aulas, cinemas etc. entre 10 e 16 horas.
• Durante as tardes, manter com umidade os ambientes internos, principalmente
quarto de crianças, hospitais etc. [...]
(Disponível em: <www.cpa.unicamp.br/artigos-especiais/umidade-do-ar-saude-no-inverno.html>. Acesso em: 15 ago. 2018.)
Propriedades físicas do ar
O ar não pode ser visto, mas a sua presença pode ser comprovada por meio da análise das propriedades que ele apresenta.
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PARA SABER MAIS
Matéria e massa
O ar possui massa e ocupa lugar no espaço, por isso é matéria. Para observar como ele ocupa
espaço, basta encher um balão de festa.
CIÊNCIAS
273
Encaminhamento metodológico
Leia com os alunos o texto da seção “Para saber mais” a respeito da importância da umidade relativa do ar para a saúde e o que as porcentagens de sua presença
indicam.
Comente que quanto mais quente o ar estiver nos períodos de longa estiagem
(sem chuva), menor será a umidade do ar. Explique também que o ressecamento das
mucosas das vias aéreas torna a pessoa mais vulnerável a infecções virais e bacterianas.
A baixa umidade do ar deixa o sangue mais denso por causa da desidratação, o que
favorece o aparecimento de problemas oculares e de alergias.
Retome com os alunos o conceito de matéria e explique-lhes que o ar é constituído por matéria, embora seja invisível.
CIÊNCIAS
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273
08/10/2018 11:12:37
INTERAÇÃO
Encaminhamento
metodológico
Na seção “Interação” será
possível demonstrar a característica que o ar tem de possuir
massa e ocupar lugar no espaço.
• corante alimentício de qualquer cor;
• um funil de vidro.
Respostas
Como fazer:
• Adicione algumas gotas de corante à água na bacia.
a) A água não vai entrar no
funil, pois o ar está ocupando o
espaço.
b) A água poderá entrar no
funil e ocupar o espaço deixado
pelo ar que saiu, comprovando
que o ar ocupa espaço.
• Tape a abertura menor do funil com o dedo conforme
ilustração.
• Coloque o funil com a extremidade menor em contato
com a água da bacia sem retirar o dedo.
Observe o que acontece com a água e responda às questões a seguir.
a) Por que a água não entra no funil?
Encaminhamento
metodológico
274
b) O que vai acontecer se você retirar o dedo da extremidade do funil?
600 km
Exosfera
85 km
Termosfera
50 km
Mesosfera
15 km
Camada de Ozônio
Estratosfera
Troposfera
Representação das
camadas da atmosfera.
274
A pressão interna anula
a pressão externa.
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1 000 km
Observe a imagem. Nela, é possível ver as camadas da atmosfera
que já estudamos e perceber que, sobre a superfície, há uma camada de
gases que chega a mais de 1 000 km de extensão.
Todo esse ar exerce pressão, chamada
pressão atmosférica, que é a força exercida pelo
peso do ar sobre os corpos. Nós não sentimos
esse peso sobre os ombros porque nosso corpo
está cheio de ar, e a mesma pressão que atua
de fora para dentro atua de dentro para fora.
No entanto, nosso corpo possui sensores que detectam as pequenas variações
de pressão que podem ocorrer na pressão
externa. Um exemplo disso é o que sentimos
no tímpano quando subimos ou descemos
de alturas rapidamente, como em estradas
nas serras ou até mesmo em elevadores de
prédios muito altos.
decade3d-anatomyonline/Shutterstock
Pressão
Altitude
Designua/Shutterstock
Retome o conteúdo já estudado a respeito das camadas
da atmosfera. Além do fato de
que elas vão ficando cada vez
mais rarefeitas à medida que se
afastam da superfície, comente com os alunos que, quanto
maior for a coluna de ar sobre
determinado ponto, maior será
a pressão exercida pela atmosfera. Por isso, quanto menor for
a altitude, maior será a coluna
de ar e maior a pressão atmosférica. Da mesma forma, quanto
maior for a altitude de um local,
menor será a coluna de ar sobre
ele e, consequentemente, menor a pressão atmosférica.
Ao falar da pressão atmosférica, comente com os alunos
que dificilmente sentimos os
efeitos dela porque a pressão
interna do corpo está equilibrada com a externa. Mostre aos
alunos a imagem que representa esse equilíbrio de pressões.
SAE DIGITAL S/A
Você acabou de estudar que o ar é constituído por matéria. De que maneira você comprovaria
isso? Que tal fazer um experimento que comprove a existência do ar?
Material necessário:
• uma bacia com água;
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:12:48
Para compreender o equilíbrio da pressão atmosférica em relação ao nosso corpo, você e seus
colegas podem fazer um experimento.
Material necessário:
• cartolina;
• papel de seda;
• tesoura de ponta redonda;
• cola.
Como fazer:
• Recorte dois quadrados de cartolina medindo 15 cm x 15 cm. No centro dos quadrados,
recorte um círculo de 9 cm de diâmetro.
• Coloque um pedaço de papel de seda entre os dois quadrados de cartolina, de modo a
cobrir o círculo recortado, e cole os dois quadrados de cartolina.
• Espere a cola secar e faça o teste.
• Primeiro, peça a um colega para segurar o quadrado e coloque um indicador de cada lado
do papel de seda. Aperte os dois indicadores, um contra o outro.
• Em seguida, retire um dos indicadores e continue a pressionar o papel de seda.
Depois de realizar o experimento, responda às questões a seguir.
Respostas
1. Espera-se que os alunos
percebam que o papel está
sendo pressionado pelos dois
dedos de maneira igual, ou seja,
em equilíbrio.
2. O papel de seda foi
empurrado pelo dedo que o
estava pressionando, ou seja, o
equilíbrio foi perdido.
1. O que aconteceu com o papel de seda quando foi pressionado pelos dois dedos? Por quê?
Encaminhamento
metodológico
2. O que aconteceu com o papel de seda quando foi pressionado por apenas um dedo? Explique.
A pressão e a altitude
25
Altitude (km)
Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica. Isso porque, à medida que um corpo sobe
na atmosfera, menor é a coluna de gases acima dele.
Observe o gráfico ao lado.
Ao nível do mar, a pressão atmosférica média é
de 760 mmHg. No entanto, no alto do Monte Everest,
a uma altura de 8 850 metros, a pressão atmosférica
média é de 250 mmHg. Portanto, quanto maior for a
altitude, menor será a pressão atmosférica.
Explique aos alunos que,
quanto menor for a altitude
de um local, maior é a pressão
atmosférica. Analise a imagem
com os alunos para explicar esse
conceito. Ressalte que, quanto
menor for a altitude, maior será
a camada de gases, por isso a
pressão é maior.
Blamb/Shutterstock
30
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pessoa está acostumada a pressões menores e vai em direção
a lugares com maiores pressões,
pode ter um desconforto relacionado à membrana timpânica.
Em ambos os casos, após alguns
dias ou horas, o corpo equilibra
as pressões interna e externa.
Algumas pessoas nem sentem
essa diferença de pressão.
INTERAÇÃO
20
Monte Everest 8 850 m
15
250 mmHg
10
Nível do Mar 0 m
760 mmHg
5
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800
Pressão atmosférica (mmHg)
CIÊNCIAS
275
Encaminhamento metodológico
Na seção “Interação”, reúna os alunos em duplas e oriente-os a seguirem os procedimentos descritos. É importante que eles percebam a relação entre a pressão atmosférica
e a pressão do corpo. Quando os dois dedos estiverem pressionando o papel de seda, comente com os alunos que há esse equilíbrio entre a pressão interna e a externa ao corpo.
Já quando um dos dedos é retirado, o papel é pressionado para um dos lados. Comente a
respeito da mudança de pressão atmosférica e como ela pode ser sentida na membrana
timpânica, quando, por exemplo, uma pessoa desce a serra em direção ao litoral, onde a
pressão atmosférica é maior se comparada ao local de origem. A pessoa pode sentir um
desconforto até que o equilíbrio se restabeleça.
Explique aos alunos que a diferença da pressão atmosférica entre locais com
altitudes distintas implica algumas reações do organismo. Por exemplo, uma pessoa
que está acostumada a pressões atmosféricas altas e vai em direção a um local de baixa
pressão pode sofrer com a menor disponibilidade de ar em altitudes maiores. Quando a
CIÊNCIAS
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275
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DESENVOLVER E APLICAR
Encaminhamento
metodológico
Analise as duas imagens a seguir e depois responda às questões propostas.
Respostas
Rudolf Tepfenhart/Shutterstock
A
Considere que uma pessoa saiu da cidade A e foi para a cidade B.
a) Essa pessoa foi para um local com maior ou menor pressão atmosférica? Explique.
a) A pessoa foi a um local com
maior pressão atmosférica
porque a cidade B está ao nível
do mar.
b) Quanto menor for a
altitude de um local, maior
será a pressão atmosférica
sobre ele; e quanto maior for a
altitude, menor será a pressão
atmosférica.
c) A membrana timpânica
pode sentir a maior pressão e
dar a sensação de “entupimento”
da orelha.
b) Qual é a relação entre altitude e pressão atmosférica?
c) É comum pessoas que se deslocam de locais com altitudes diferentes apresentarem alguns
sintomas em resposta a essa mudança. Cite um indicativo comum manifestado no corpo
pelas pessoas quando saem de altitudes maiores em direção a menores, e vice-versa.
276
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Quando a pressão atmosférica diminui, ocorre a queda
de nível do barômetro. Esse
instrumento indica a pressão atmosférica, a altitude e prováveis
mudanças do tempo. A pressão
é capaz de interferir em condições básicas de meteorologia,
como temperatura, ventos e
precipitação.
slimlukas/Shutterstock
A pressão e as condições climáticas
Barômetro – instrumento
utilizado para medir a
pressão atmosférica.
276
B
Felix Mizioznikov/Shutterstock
Na seção “Desenvolver e
aplicar”, os alunos devem analisar as duas imagens. A primeira
é de uma região montanhosa,
com grande altitude e menor
pressão atmosférica quando
comparada com a segunda
imagem, que é de uma cidade
ao nível do mar e possui menor altitude e maior pressão
atmosférica.
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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Pretty Vectors/Shutterstock
O ar oferece resistência ao movimento.
Quanto maior for a velocidade em que o objeto
ou o corpo estiver, maior será a resistência do ar.
Isso é o que acontece, por exemplo, ao se
abrir o paraquedas. Até que ele se abra completamente, a velocidade de queda é alta. Após sua
abertura, a queda se torna mais lenta devido à
resistência do ar em relação ao paraquedas.
Outra maneira de se observar a resistência
do ar é soltando uma folha de papel aberta e, em
seguida, amassar essa folha formando uma bolinha e soltando-a também. Seria possível observar
a diferença no tempo de queda, pois a resistência
do ar seria maior na folha aberta, que levaria um
tempo maior para alcançar o chão.
Assim, os meios de transporte como aviões,
carros, navios, são projetados de forma a minimizar esse efeito, pois assim consomem menos
combustível e sofrem menor desgaste.
A ação da resistência do ar no paraquedas
aberto diminui a velocidade da queda.
Compressão, expansão e elasticidade
SAE DIGITAL S/A
Outra propriedade do ar é a compressão. De acordo com essa propriedade, o ar pode ser comprimido e diminuir seu volume. Isso pode ser facilmente observado ao pressionar o êmbolo de uma seringa
fechando o orifício de saída de ar. Mas é importante observar que a compressão possui um limite. Ao
cessar a força de aplicação, a tendência do êmbolo é retornar à origem, comprovando que o ar possui
também outra propriedade, a elasticidade.
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Resistência
O ar apresenta as propriedades de compressão e de elasticidade.
O ar atmosférico também apresenta a capacidade de ocupar um volume maior. Essa propriedade
é chamada de expansão, ou seja, é a propriedade que o ar possui de ocupar todo espaço disponível.
CIÊNCIAS
277
Encaminhamento metodológico
Explique aos alunos a respeito da resistência do ar usando como exemplo o princípio de funcionamento dos paraquedas.
Para explicar a compressão, a expansão e a elasticidade, leve para a sala de aula
várias seringas a fim de que os alunos reproduzam o experimento que está representado nas imagens.
Reproduza com os alunos a experiência citada no texto, com a folha de papel
aberta e depois com a mesma folha amassada, fazendo uma bolinha de papel, para que
observem o tempo que ambas demoram para cair, ilustrando a resistência do ar.
CIÊNCIAS
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277
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ATIVIDADES
Respostas
1. Encontre os nomes das camadas da atmosfera correspondentes e depois preencha o diagrama:
1. As respostas estão no livro
do aluno.
I. Camada mais próxima da superfície da Terra.
2. Troposfera, estratosfera,
mesosfera, termosfera e
exosfera.
II. Camada mais tênue e que desaparece no espaço sideral.
3. A camada em que vivemos
estende-se até, aproximadamente,
15 quilômetros. Nela, acontecem
os fenômenos meteorológicos.
Seu nome é troposfera.
V. Camada onde se formam as auroras boreais e austrais.
III. Camada em que a camada de ozônio pode ser encontrada.
IV. Camada em que acontece a queima da maior parte dos meteoroides.
A
I.
T
R
O
P
O
S
F
E
R
A
E
R
M
II.
E
X
O
S
F
E
R
A
III.
E
S
T
R
A
T
O
S
F
A
F
V.
IV.
M
E
S
O
S
F
E
R
A
T
E
R
M
O
S
F
E
R
A
A
2. Escreva os nomes das camadas da atmosfera em ordem, começando pela mais próxima à
superfície terrestre até a mais afastada.
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3. Caracterize a camada em que vivemos. Como ela se chama?
278
278
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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5. Faça uma cópia dos desenhos a seguir e monte a sequência das camadas da atmosfera terrestre.
Terra
troposfera
termosfera
estratosfera
mesosfera
exosfera
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4. Onde está localizada a camada de ozônio? Como ela ajuda na manutenção da vida na Terra?
CIÊNCIAS
279
Respostas
4. A camada de ozônio está localizada na estratosfera e ajuda na manutenção da vida
na Terra ao filtrar as radiações vindas do Sol.
CIÊNCIAS
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279
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Respostas
a) Represente, na camada correspondente, o Monte Everest, a montanha mais alta da Terra.
b) Represente uma aurora boreal em sua camada correspondente.
c) Represente um meteoro (estrela cadente) em sua camada correspondente.
d) Represente, na camada correspondente, um astronauta "entrando" no espaço sideral.
e) Represente a camada de ozônio em sua camada correspondente.
Depois de representar o que foi solicitado, recorte as cópias das esferas e monte-as, colocando
a exosfera por baixo e na sequência as demais camadas, deixando a Terra para o final. Fixe as
esferas de forma que não se movimentem.
5.
a) O Monte Everest na
troposfera.
b) A aurora boreal na
termosfera.
c) Um meteoro (estrela
cadente) na mesosfera.
d) Um astronauta na exosfera.
e) A camada de ozônio na
estratosfera.
6.
SAE DIGITAL S/A
6. Observe a figura:
a) Ao nível do mar, ou seja, no
Rio de Janeiro.
b) No Monte Everest.
c) Não, pois apresentam
altitudes diferentes.
Responda às questões a seguir.
a) Onde a pressão atmosférica é maior?
c) A pressão atmosférica no México é igual à do Rio de Janeiro? Por quê?
280
280
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b) Onde a pressão atmosférica é menor?
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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Camadas da atmosfera – Relacionando conceitos
ATMOSFERA
é formada por
é composta
de camadas
troposfera
diferentes tipos
de gases
estratosfera
que compõem
o ar
mesosfera
que possui as
propriedades
termosfera
matéria e massa
exosfera
compressibilidade
elasticidade
expansibilidade
muda de acordo com
altitude
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pressão
que interfere nas
condições
climáticas
CIÊNCIAS
281
Encaminhamento metodológico
Apresente o mapa conceitual e explique cada uma das relações horizontais e
verticais entre os conteúdos e suas relações interdisciplinares, se for o caso.
CIÊNCIAS
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281
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Objetivos do capítulo
• Fenômenos naturais
• Incêndios florestais
• Vulcanismo
• Fenômenos antrópicos
• Indústria
• Automóveis
• Queimadas
• compreender de que
maneira as atividades
humanas poluem a atmosfera;
• diferenciar os fenômenos
antrópicos e naturais e a forma
como cada um interfere na
poluição do ar.
Realidade Aumentada
• Chuva ácida;
• Os poluentes e os problemas
da poluição.
Neste capítulo, a habilidade EF07CI12, que trata da
composição da atmosfera, continuará sendo trabalhada. Ao longo do capítulo, a alteração na
composição atmosférica natural
e antrópica será discutida.
Observe a imagem de
abertura com os alunos. Ela
representa a poluição atmosférica na China. Discuta com
eles o fato de a foto ter sido
submetida a tratamento antes
de ser publicada e que, mesmo
assim, a visualização de seus
componentes é dificultada
pela poluição. Converse com os
alunos questionando-os como
é o local em que vivem e se há
regiões como a mostrada na
imagem. Discutam a respeito
das implicações da poluição
para o ambiente e para os seres
que nele habitam.
Relembre com os alunos
o smog vivido na Inglaterra em
1952 que, de certa forma, contribuiu para que as discussões
de cunho ambiental tomassem
lugar no cenário internacional.
Foi nessa mesma época que
várias ações e encontros ocorreram para se chegar ao que conhecemos hoje como Educação
Ambiental, fundamental para
tornar as ações humanas mais
harmônicas com o ambiente.
un
Encaminhamento
metodológico
idade
1
Atm
osfera
tterstoc
Timski/Shu
k
2. Industrialização e fenômenos atmosféricos
Observe com atenção a imagem de abertura. Ela foi feita no início de dezembro de 2015, em Pequim,
na China. Para melhorar a qualidade da imagem, ela foi tratada, mas, mesmo assim, só é possível ver os
prédios mais próximos. Ao fundo, é possível enxergar apenas silhuetas de edifícios, pois uma densa “cortina” cinzenta torna o ar turvo ao redor deles. Essa “cortina” é formada por partículas poluidoras lançadas na
atmosfera pela ação dos seres humanos.
Por meio de quais ações os seres humanos podem poluir a atmosfera? Como é o ar no local em que
você vive? Como você pode ajudar a manter um ar atmosférico de boa qualidade?
282
• Disponível em: <https://hypescience.com/londres-o-nevoeiro-que-matou-mais-de10-000-pessoas/>. Acesso em: 14 ago. 2018.
Leia mais a história da Educação Ambiental no link a seguir.
• Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/secad/arquivos/pdf/educacaoambiental/
historia.pdf>. Acesso em: 14 ago. 2018.
Dicas para ampliar
o trabalho
Para ampliar o assunto
sobre o evento que aconteceu
na Inglaterra em 1952, leia o
artigo “Londres: o nevoeiro que
matou mais de 10.000 pessoas”
com os alunos.
282
CIÊNCIAS
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Poluição
yV
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Você sabe o significado da palavra “poluição”?
O termo “poluição” tem origem na Roma Antiga e significa sujar, manchar. É assunto constantemente
presente nos noticiários e nas conversas do dia a dia, pois trata-se de um problema grave que envolve
o futuro do planeta e dos seres vivos. Assim, pesquisas envolvendo maneiras de controlá-la merecem
destaque e apoio de inúmeros setores da sociedade.
Do ponto de vista ecológico, poluir é provocar alterações desfavoráveis ao ambiente causadas
pelos subprodutos e pelos resíduos da atividade humana, os quais podem contaminar o solo, as águas
e o ar. Poluições radioativa, sonora e luminosa também são importantes áreas de estudo, uma vez que
possuem grande interferência nos ecossistemas.
As águas de rios, lagos e mares podem ser poluídas pelos esgotos e pela atividade das fábricas e
das mineradoras. O mesmo pode acontecer com o solo, a exemplo da agricultura e da criação de animais
realizadas de forma inadequada, podendo provocar a poluição e a degradação dos solos.
T
Muitas atividades humanas também ameaçam a qualidade do
ar, como ilustra a imagem de abertura do capítulo. Dado que
a troposfera é a camada mais próxima da crosta terrestre, é
nela que ocorre a poluição do ar, que é prejudicial aos seres
vivos. Fatores como emissão de gases dos carros, das fábricas
e das usinas termoelétricas movidas a carvão contribuem para
aumentar os níveis de poluição do ar.
Quando a poluição se intensifica, fábricas são obrigadas
a parar e os automóveis têm restrição para circular. No ano de
2015, a China decretou vários alertas vermelhos indicando que
os níveis de poluição do ar estavam perigosos à saúde humana.
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31
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A poluição atmosférica
Mulheres usando máscara para
se protegerem da poluição.
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Ugis Riba/Shutterstock
A poluição do ar depende de suas fontes de emissão que, por sua vez, podem ocorrer de forma
natural ou antrópica (provocada pelo ser humano).
Quanto à forma de dispersão, pode ser oriunda de fontes fixas ou estacionárias (indústrias, vulcões
etc.); ou móveis e difusas (automóveis, trens, aviões, navios etc.).
CIÊNCIAS
283
Encaminhamento metodológico
Questione os alunos sobre o significado do termo poluição. Eles podem citar
exemplos de poluição para tentar explicá-la, pois esse é um tema bastante comum na
atualidade. Questione-os também a respeito das principais fontes poluidoras existentes
na cidade onde vivem e discuta possibilidades de reduzir a poluição local.
Discuta com os alunos as atividades antrópicas que agravam a poluição atmosférica e de que maneira as ações humanas podem ser mudadas para minimizar os
efeitos dessa poluição.
Converse com eles a respeito da poluição que pode ser causada por fontes naturais, como os vulcões e as queimadas.
CIÊNCIAS
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Poluição de origem natural
Encaminhamento
metodológico
É aquela causada por um fenômeno da natureza, como quando um raio atinge uma floresta provocando incêndio, quando há emissão de gases vulcânicos devido ao movimento das placas tectônicas
(emitindo óxidos de enxofre e gás sulfídrico), quando há liberação de gás metano produzido durante
o processo de digestão de alguns animais, por exemplo, bovinos em grandes quantidades criados por
pecuaristas, entre outros.
Esses fenômenos naturais independem da ação humana, porém podem ser agravados por ela.
Como exemplo disso, podemos citar a retirada de mata ciliar, que deixa as margens desprotegidas e
aumenta as chances de ocorrência de inundações.
Nas últimas décadas, o número de registros de desastres naturais tem aumentado, principalmente,
em virtude do crescimento desordenado das cidades e das indústrias, bem como do elevado número
de carros e outros meios de transporte em circulação.
Um incêndio florestal causado por uma descarga elétrica (um raio) trata-se de um processo de
queima de biomassa. Essa queima produz grande quantidade de dióxido de carbono e outros compostos, como monóxido de carbono e gases que contêm nitrogênio e enxofre. Lembre-se de que um
incêndio também pode ocorrer devido a ações antrópicas.
As partículas geradas por essas queimadas em épocas de seca formam uma camada de fumaça
que permanece por aproximadamente uma semana na atmosfera. Depois disso, essa camada de fumaça
é levada pelas correntes de ventos para regiões distantes de onde foi gerada, o que pode afetar até
mesmo o ciclo hidrológico da região. O transporte desses poluentes para locais distantes de onde foram
gerados altera os ciclos biogeoquímicos da região.
Instigue os alunos a falarem quais são as fontes naturais
que causam poluição. Explique
a eles o que são os compostos
químicos formados a partir de
enxofre e nitrogênio (SOx e NOx).
Para ampliar as discussões,
leve notícias de catástrofes
naturais. Analise com eles se
é possível que alguma atitude
antrópica possa ter resultado
nestas catástrofes e de que forma esse acontecimento poderia
ter sido evitado.
Explique o que é biomassa
e como ela tem se tornado uma
fonte de energia alternativa.
EM TEMPO
Biomassa: trata-se de toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, da
qual se produz energia. Pode ser obtida
de plantas, madeira, resíduos agrícolas,
excrementos e até mesmo lixo.
Ciclo biogeoquímico: percurso realizado
por um ente químico de maneira cíclica
entre seres vivos e ambiente.
Franck Scuotto/Shutterstock
Imagem de queimada ocasionada
por fenômeno natural.
284
284
CIÊNCIAS
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CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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EM TEMPO
Material particulado: trata-se
de um conjunto de poluentes
sólidos e líquidos, que fica suspenso na atmosfera devido ao
seu pequeno tamanho.
Eva Kali/Shutterstock
O vulcanismo é uma das formas de poluição natural. Os
vulcões são aberturas na crosta terrestre, de formato montanhoso, por onde saem, quando em atividade, magma, cinzas,
gases e poeira. A formação dessa estrutura geológica ocorre,
geralmente, devido ao encontro entre placas tectônicas.
Quando um vulcão entra em atividade, ele lança, além
do magma, material particulado, cinzas e muitas substâncias
tóxicas na atmosfera, por exemplo o ácido sulfídrico (H2S) e o
dióxido de enxofre (SO2).
Chaminé
SAE DIGITAL S/A
Câmara
magmática
Placa
tectônica
Movimento
da placa
Imagem de vulcão em atividade.
EF19_7_CIE_L1_U1_02.indd
Natee K
Os gases que são expelidos levam algum tempo até
se dissiparem. Embora a poluição causada por vulcões
seja bastante grave para o ambiente e para a saúde
dos seres vivos, estudos indicam que a poluição
atmosférica gerada nas grandes cidades, devido
à grande quantidade e frequência, oferece muito
mais riscos do que os gases lançados pelos vulcões.
Sejam provenientes de queimadas ou de vulcões em atividade, os gases, uma vez lançados na
atmosfera, atingem grandes distâncias devido às
correntes de vento. A inalação desses gases provoca inúmeras doenças pulmonares e cardíacas.
O dióxido de enxofre, por exemplo, causa irritação
nos olhos e na pele, além de edemas pulmonares
que podem, em casos mais severos, levar o indivíduo à morte. Crianças e idosos são mais suscetíveis a
doenças respiratórias causadas por esses gases.
Jindaku
m/Shutt
ersto
ck
Crianças podem apresentar comprometimento
do sistema respiratório devido à poluição do ar.
CIÊNCIAS
285
Encaminhamento metodológico
Discuta com os alunos como a combustão gera gases poluentes caso se acumule
na atmosfera e que a poluição gerada num local é espalhada pelo vento, atingindo
regiões distantes de onde foi lançada.
Explique a eles como os vulcões interferem na geografia da região afetada. Porém,
em comparação com as fontes de poluição antrópica, os vulcões não causam tantos
riscos ao ambiente, pois não há muitos em atividade no mundo.
Explique aos alunos o que são materiais particulados e como eles podem se acumular nos pulmões das pessoas quando em alta concentração no ar.
Comente que várias doenças são transmitidas pelo ar, por gotículas de saliva
ou por objetos contaminados. Explique que em épocas de escassez de chuva estas
doenças são mais comuns e que as crianças e os idosos são os que mais sofrem, pois
são os mais vulneráveis.
CIÊNCIAS
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285
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Respostas
CONEXÃO
a) O ácido sulfídrico (H2S).
b) Mudanças climáticas,
como aumento do efeito
estufa e chuva ácida. Outra
desvantagem é o lançamento
de cinzas, que além de
causar prejuízos respiratórios
à população, diminui a
visibilidade, o que pode
interromper voos regulares na
região, entre outros.
c) Gastos para o setor de
saúde pública provocados
por problemas respiratórios
na população; a chuva ácida
pode provocar a destruição de
monumentos e outros objetos
etc.
Leia o texto a seguir, que trata da erupção do vulcão Kilauea, localizado no Havaí, que causou
grandes problemas para a população. Em seguida, responda às questões.
(Disponível em: <https://www.terra.com.br/noticias/
climatempo/erupcao-de-vulcao-espalha-dioxido-de-enxofreem-regiao-do-havai,53799655eedf0c99459760188c08c38
8x3glku9u.html>. Acesso em: 16 ago. 2018. Adaptado.)
Static/W.Commons
No dia 03 de maio de 2018, o vulcão Kilauea
entrou em erupção, liberando cinzas, lava e gás
na atmosfera. No meio dos produtos liberados,
um gás tóxico foi detectado. Esse gás é invisível
aos nossos olhos, mas pode afetar a saúde
humana e o clima da Terra. O gás reage com o
vapor-d’água na atmosfera para produzir chuva
ácida. Além disso, também pode reagir com
outros gases para formar partículas de aerossol
que causam neblina e, em eventos extremos,
resfriamento do clima [...].
Lava do vulcão se espalhando pela cidade.
De acordo com as informações do texto e da imagem, responda às questões a seguir.
a) Qual é o gás tóxico que foi descoberto? Se necessário, pesquise a resposta.
b) Pesquise e cite dois exemplos de transtornos decorrentes da erupção vulcânica que interferem nas atividades humanas e na saúde do ambiente.
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c) Escolha um dos transtornos citados por você no item anterior e explique suas consequências econômicas.
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CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:13:42
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Poluição de origem antrópica
A palavra antrópica vem do grego anthropos, que significa homem. Assim, uma ação antrópica é
uma ação feita pelo ser humano, que pode ser boa ou ruim. Plantar uma árvore ou provocar um incêndio
em uma floresta são exemplos de ações antrópicas, a diferença está no resultado obtido, que irá causar
um impacto positivo ou negativo no ambiente.
O crescente aumento da população mundial, bem como a rápida industrialização, comprometeu
muito a qualidade do ar que respiramos.
A Lei nº 6.938, de 31/8/81, que trata da Política Nacional de Meio Ambiente, define poluição como:
“[...] a degradação da qualidade ambiental, resultante de atividades que direta ou
indiretamente prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população; criem condições
adversas às atividades sociais e econômicas; afetem desfavoravelmente a biota (conjunto de
seres vivos de um ecossistema); afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos."
(Disponível: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/LEIS/L6938.htm>. Acesso em: 20 ago. 2018.)
Logo, dentre as poluições de origem antrópica conhecidas, ou seja, aquelas provocadas pelo ser
humano, podemos destacar:
• queimadas;
• gases tóxicos diariamente eliminados pelas chaminés de indústrias;
• meios de transporte que liberam uma grande quantidade de partículas no ambiente ao queimar
combustíveis fósseis (gasolina, óleo diesel, querosene e carvão).
Todas essas formas de poluição geram muitos gases tóxicos, como os óxidos de nitrogênio (NOx),
o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2) e os óxidos de enxofre (SOx).
r
ova/Shutte stock
LanaElc
Jeff Zehnder/Shutt
ersto
c
k
Carros e chaminés de indústria liberando
gases tóxicos na atmosfera.
CIÊNCIAS
287
Encaminhamento metodológico
Discuta quais são os fenômenos antrópicos mais poluentes e perigosos ao ambiente, que são aqueles citados no texto do livro do aluno.
CIÊNCIAS
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Leve imagens da
Revolução Industrial para que
os alunos observem como eram
as indústrias e como elas foram
se modernizando e, ao mesmo
tempo, aumentando a poluição
atmosférica. Mostre o dilema
que existe entre desenvolvimento e ambiente, pois muitas
tecnologias e facilidades criadas
pelos seres humanos acabam
sendo grandes fontes de poluição. Porém, converse com eles
explicando que muitas dessas
criações facilitaram nossa rotina,
como os novos meios de locomoção e as novas tecnologias.
Explique aos alunos o que
são fontes renováveis de energia e como precisamos utilizar
mais estas fontes do que as que
não são renováveis. Comente
com eles que os combustíveis
fósseis são uma fonte finita de
energia, ou seja, um dia irão se
esgotar.
Os veículos liberam gases poluentes na atmosfera.
INTERAÇÃO
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Energia limpa
[...] De onde vem a energia que move tantas coisas? Será que fazer funcionar tudo o
que necessita de energia prejudica o ambiente?
Calma, calma, nada de pânico. É possível, sim, usar a energia sem destruir nosso querido
planeta. Sabe como? Usando energia limpa. [...] Energia limpa é aquela que produz menos
gases que poluem o ar ou que é gerada a partir de fontes renováveis, ou seja, fontes que,
mesmo depois de utilizadas, serão recolocadas no meio ambiente pela própria natureza.
As fontes de energia mais utilizadas hoje em dia vêm de recursos naturais, que são bens
escassos. Isso quer dizer que um dia elas vão acabar. É o que acontece com o petróleo, por
exemplo. A partir dele, são feitos a gasolina e o óleo diesel, que movem carros, caminhões
e ônibus. Mas o petróleo, que é retirado de camadas bem profundas da Terra, vai deixar
de existir um dia.
[...] é por isso que cientistas estão pesquisando outros meios de levar a energia até
nossas casas. A ideia é que todos possam continuar jogando videogame e andando de carro
por aí, mas sem acabar com os recursos da natureza ou destruir o ambiente.
288
Toa55/Shutterstock
A poluição atmosférica é causada pela emissão em larga escala de substâncias nocivas. Essa emissão
cresceu muito após a Revolução Industrial, no século XVIII, devido ao aumento no número de indústrias,
as quais necessitavam da energia gerada pela queima de carvão mineral para seu funcionamento. Essa
ação resultava na emissão diária de toneladas de poluentes na atmosfera.
Desde então, os seres vivos precisam conviver com a poluição e todas as suas consequências, como
o que acontece com as grandes cidades no mundo. São Paulo, Tóquio e Nova Iorque, por exemplo, são
cidades que estão entre as mais poluídas.
Outra fonte de poluição é aquela emitida pelos escapamentos de automóveis que circulam nas ruas. Isso ocorre,
principalmente, devido à queima dos combustíveis derivados
do petróleo (combustíveis fósseis), que lançam na atmosfera
compostos que contêm, além de enxofre, grande quantidade
de monóxido e dióxido de carbono.
No mundo em constante transformação, a demanda por
energia só aumenta, trazendo alguns malefícios. Por exemplo,
uma indústria traz muitas riquezas, pois gera novos materiais
que proporcionam conforto e qualidade de vida, além de
criar muitos empregos e movimentar a economia. Contudo,
isso demanda ainda mais energia, gerando um ciclo contínuo
de poluição.
Desta forma, para que possamos diminuir os impactos
negativos no ambiente, precisamos encontrar alternativas
sustentáveis para manter nosso planeta um lugar habitável
para todos os seres vivos.
Ugis Riba/Shutterstock
Histórico da ação antrópica relacionada à poluição
Encaminhamento
metodológico
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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(Disponível em: <http://chc.org.br/energia-limpa/>. Acesso em: 15 mai. 2018. Adaptado.)
Em grupos, construam um cartaz que contenha atitudes que podemos assumir para diminuir
o gasto desnecessário de energia em casa, na escola e nas ruas. Divida o cartaz em três categorias,
como no exemplo a seguir.
Transportes
:
• usar mai
s transport
e
coletivo;
Em casa:
• apagar as luzes;
•
•
•
•
•
•
•
•
(Disponível em: <www.planalto.
gov.br/ccivil_03/ leis/L6938.htm>.
Acesso em: 2 mai. 2018.)
Consumo:
• comprar apenas
o necessário;
•
•
•
•
Principais poluentes atmosféricos
Os impactos ambientais decorrentes da poluição atmosférica podem ser em escala local, regional
ou global, dependendo do tipo de poluente liberado e das características ambientais. Da mesma forma, as concentrações de poluentes na atmosfera podem variar em um mesmo local, ao longo de um
período. Isso ocorre de acordo com as características do relevo (topografia) do lugar, com as condições
meteorológicas e com o tipo de poluente lançado, fatores que alteram a sua dispersão.
Dentre os principais poluentes que causam a poluição atmosférica, podemos destacar os que
serão apresentados a seguir.
Monóxido de carbono (CO)
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c) afetem desfavoravelmente
a biota;
d) afetem as condições
estéticas ou sanitárias do meio
ambiente;
e) lancem matérias ou energia
em desacordo com os padrões
ambientais estabelecidos;
[...]”.
[...] Não faltam opções para gerarmos energia limpa e renovável. A energia eólica, que
é gerada através dos ventos, a biomassa, que é produzida a partir do bagaço da cana-de-açúcar, e a energia solar, gerada com o calor e a radiação do sol, são bons exemplos disso.
Outra solução, que é sempre bem-vinda, é a economia! Acredita que, se todos os
brasileiros economizassem energia em pequenas ações do dia a dia, só gastaríamos metade
da energia que usamos atualmente?! E isso se pode fazer com atitudes simples, como apagar
uma lâmpada ou tomar um banho menos demorado.
Produto resultante da queima incompleta dos combustíveis fósseis. Esse gás se une à hemoglobina presente nas células do sangue, competindo com o gás oxigênio. Portanto, quando respiramos
esse gás, a ligação entre a hemoglobina e o monóxido de carbono impossibilita a ligação de oxigênio
à hemoglobina e, consequentemente, o transporte de oxigênio, podendo ocasionar morte por asfixia.
O monóxido de carbono não tem cheiro e pode causar dor de cabeça e cansaço. Se inalado em altas
concentrações, pode levar à morte.
CIÊNCIAS
289
Encaminhamento metodológico
Na seção “Interação”, os alunos construirão um cartaz usando post-it colorido para
separar de que forma desperdiçamos energia em casa, nos transportes e no consumo.
Pode ser usado um post-it para cada citação. Caso não tenha post-it, podem ser usadas
canetinhas coloridas.
Dicas para ampliar o trabalho
Antes de iniciar o conteúdo “Principais poluentes Atmosféricos”, apresente o
Art.3.º, III da Lei n.º 6.938/81, que define o termo “poluição”:
“[...] Poluição é a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que
direta ou indiretamente:
a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
CIÊNCIAS
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Dióxido de enxofre (SO )
Encaminhamento
metodológico
2
É resultado da queima incompleta de combustíveis fósseis e pode ser liberado também através de
erupções vulcânicas. Em contato com a umidade do ar, transforma-se em óxido sulfúrico (SO3), passando
rapidamente a ácido sulfúrico (H2SO4), que é o principal formador da chuva ácida.
Explique aos alunos a
respeito da chuva ácida. Essa é
uma ótima oportunidade para
realizar uma atividade com
o professor de Química, que
poderá trabalhar as equações
químicas que ocorrem nesse
processo de acidificação da chuva. A chuva já é ácida, mas, ao
reagir com certos componentes,
fica ainda mais ácida.
Comente com eles que a
chuva ácida não cai apenas sobre os locais onde há poluição,
pois com os ventos ela é espalhada por diversas localidades.
Dióxido de carbono (CO )
2
É o gás liberado no processo de respiração e, também, produzido pelos motores que utilizam
combustíveis fósseis. Não é um gás tóxico aos seres vivos, mas, em excesso, é responsável pelo aumento
do efeito estufa.
Gás metano (CH )
4
É produzido, principalmente, pela decomposição da matéria orgânica e no processo de digestão
dos animais herbívoros ruminantes. É precursor para a formação do ozônio troposférico e se apresenta
como potencial causador do efeito estufa.
Problemas causados pela poluição atmosférica
Os gases eliminados e acumulados na atmosfera têm impactos ambientais graves. Dentre eles,
podemos citar a chuva ácida, a intensificação do efeito estufa, a inversão térmica e o afinamento da
camada de ozônio. Vamos estudá-los?
Chuva ácida
Sugestão de atividade
A água da chuva, em condições normais, tem um pH de 5,6, sendo, portanto, levemente ácida. Isso
ocorre devido à combinação do gás carbônico do ar com a água das chuvas, formando o ácido carbônico,
segundo a seguinte reação:
Solicite aos alunos que
pesquisem algumas tecnologias usadas na diminuição da
poluição atmosférica, como os
catalisadores de automóveis e
os filtros nas indústrias. Após a
realização das pesquisas, oportunize aos alunos um momento
para que compartilhem o que
descobriram.
H2O + CO2 → H2CO3
NOx
SOx
Nuvem de água
NOx
SOx
+
SAE DIGITAL S/A
O pH 5,6 é considerado o valor limite, pois abaixo disso já se qualifica uma chuva como ácida, a
qual se forma quando os óxidos de enxofre (SOx) e de nitrogênio (NOx) reagem com o vapor-d’água
atmosférico (contido nas nuvens), produzindo os ácidos sulfúrico (H2SO4) e nítrico (H2NO3), que acidificam a água.
Chuva ácida
Indústrias
Oxidação
Floresta
Automóveis
Lago
Esquema de formação da chuva ácida.
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NOx
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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(Disponível em: <www.usp.br/
qambiental/>. Acesso em: 20 ago.
2018.)
Orientação para RA
A animação disponível na
realidade aumentada explica
como ocorre a formação das
chuvas ácidas. Explique aos
alunos que os elementos que
reagem com o oxigênio podem
formar diversos óxidos, e que
esses, quando misturados em
água, podem se transformar
em ácidos ou bases. Aproveite
o assunto para trabalhar os
efeitos que essas substâncias
causam sobre a fauna e a flora,
e a aceleração dos processos
de oxidação de metais, como a
ferrugem em carros, a corrosão
de estátuas e fachadas, além da
contaminação de solos e águas.
Nino Barbieri/ W. Commons
Anticiclo/Shutterstock
Árvores mortas por causa da chuva ácida.
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são utilizadas mundialmente pelos tomadores de decisões (no
nível político) e cientistas.
[...] as projeções são variáveis, e o aumento de temperatura para o final do século XXI
pode ser em média de 1,8 (na
melhor das hipóteses) a 4,0°C
(no pior cenário). O nível do mar
pode subir de 18 a 59 cm. [...]”
As águas da chuva (assim como a geada, a neve e a neblina) ficam carregadas dessas substâncias
que, ao chegarem à superfície terrestre, alteram a composição química do solo e das águas.
É importante destacar que os efeitos das chuvas ácidas podem ser verificados em locais distantes
da sua origem, pois, devido às correntes de ar e aos regimes pluviais, essas nuvens ácidas podem ser
deslocadas para muitos quilômetros de seu ponto de origem, levando seus efeitos deletérios a regiões
em que esses gases normalmente não são encontrados.
A chuva ácida pode acarretar danos materiais, como a corrosão de mármores e metais, além da
destruição de monumentos. Contudo, os efeitos não se resumem apenas a danos físicos, mas também
interferem no equilíbrio dos ecossistemas. A chuva ácida diminui o pH do solo, o que interfere na solubilidade dos sais minerais, como o alumínio, que é tóxico e tem sua solubilidade favorecida pelo pH
ácido, comprometendo, assim, o desenvolvimento das plantas.
Além disso, o aumento da acidez em certos lagos causa a mortalidade de peixes, prejudicando,
também, os ciclos reprodutivos, pois os espermatozoides e os óvulos são sensíveis às mudanças de pH.
O nitrogênio lançado pela chuva ácida em determinados lagos pode causar o crescimento excessivo
de algas e, consequentemente, a perda de oxigênio, provocando um significativo empobrecimento
da diversidade da vida aquática.
Esse fenômeno pode ser reduzido por meio da instalação de equipamentos nas indústrias, os quais
evitam as emissões gasosas, principalmente de compostos de enxofre e nitrogênio.
Estátua corroída pelo efeito da chuva ácida.
Efeito estufa
É o fenômeno natural responsável, em grande parte, pela manutenção do equilíbrio térmico da
Terra. Os gases atmosféricos, como o gás carbônico (CO2), o metano (CH4) e o vapor-d’água, funcionam
como uma barreira, impedindo que parte da energia do Sol absorvida pela Terra durante o dia seja
refletida de volta para o espaço.
CIÊNCIAS
291
Encaminhamento metodológico
Pesquise monumentos que sofreram com a ação da chuva ácida ou solicite a
pesquisa aos alunos.
Explique aos alunos que o efeito estufa é fundamental para a manutenção dos seres vivos na Terra, mas há o agravamento desse efeito pelos gases liberados na atmosfera em virtude das ações antrópicas.
Dicas para ampliar o trabalho
Comente com os alunos os relatórios do IPCC, o órgão da Organização das Nações
Unidas (ONU) que pesquisa e divulga os relatórios sobre o aquecimento global.
“[...] o chamado IPCC, Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas
(Intergovernmental Panel on Climate Change), conta com a participação de cerca de
2 500 cientistas e técnicos que têm como objetivo avaliar e relatar as variações climáticas e os impactos ambientais de forma objetiva e compreensível. As avaliações do IPCC
CIÊNCIAS
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Solicite aos alunos que
pesquisem reportagens que
demonstram consequências do
agravamento do efeito estufa no Brasil e no mundo. No
dia marcado, peça a eles que
apresentem as reportagens
pesquisadas e as colem em um
grande mural. É importante
que, depois das apresentações,
sejam discutidas medidas para
prevenir os efeitos devastadores
de tal problema ambiental.
Efeito estufa
(Natural)
Efeito estufa
(Intensificado pela poluição)
Parte do calor
escapa para o espaço
Radiação
solar
SAE DIGITAL S/A
Dessa forma, parte do calor fica “aprisionada” próximo à superfície da Terra (onde o ar é mais denso).
Esse fato faz com que a temperatura média do planeta fique em torno de 15°C. A esse fenômeno de
retenção de calor na Terra dá-se o nome de efeito estufa. Se não existisse o efeito estufa, a temperatura
média na Terra seria em torno de –15°C e, consequentemente, não existiria água na forma líquida nem
a grande variedade de seres vivos que existe hoje.
Sugestão de atividade
Uma parte menor do calor
escapa para o espaço
Radiação
solar
Parte do calor
é retida na Terra
Atmosfera
Uma parte maior do
calor é retida na Terra
Atmosfera
Terra
Terra
Esquema comparativo do efeito estufa natural e do efeito estufa intensificado pela ação humana.
O efeito estufa tem se intensificado devido à grande emissão de gases poluentes, principalmente
daqueles produzidos pela combustão de madeira, carvão, gás natural, petróleo e seus derivados. Esse
fenômeno é responsável pelo aumento da temperatura média da superfície terrestre (aquecimento
global), o que acarreta mudanças climáticas capazes de:
• alterar a distribuição da flora e da fauna na superfície terrestre;
• alterar o perfil dos continentes pela elevação do nível dos oceanos, não só pelo aumento da temperatura das águas, mas pelo derretimento do gelo presente nas regiões polares e nas geleiras;
• alterar a produtividade agrícola;
• destruir, por alagamento, centros urbanos localizados à beira-mar;
• provocar aridez em diversas regiões do planeta Terra.
Em condições normais, existe um gradiente de diminuição da temperatura do ar de acordo com
o aumento da altitude (o ar é mais frio em lugares mais altos). Ao longo do dia, o ar frio tende a descer
(porque é mais denso) e o ar quente tende a subir (pois é menos denso), criando correntes de convecção
que renovam o ar junto ao solo. Assim, os gases normais e os poluidores são levados para as camadas
mais altas da atmosfera e lá se dissipam.
A inversão térmica caracteriza-se pela sobreposição de uma camada de ar quente a uma camada
de ar frio que, sendo mais densa, fica “aprisionada” sob o ar quente. Esse é um fenômeno natural que
ocorre durante todo o ano. No entanto, na estação fria ela se manifesta próximo à superfície do solo,
evitando que as correntes de convecção se formem. Dessa forma, o ar junto ao solo fica estagnado e
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292
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Inversão térmica
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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SAE DIGITAL S/A
Ar frio
Ar mais frio
Ar quente
Ar frio
Ar frio
Ar quente
Inversão térmica
Situação normal
Esquema comparando a inversão térmica com a situação normal.
Afinamento da camada de ozônio
Na rarefeita estratosfera, na faixa dos 25 mil metros, logo acima da altitude de cruzeiro dos aviões
supersônicos, paira ao redor da Terra uma tênue camada de gás muito importante para o equilíbrio
ecológico do planeta: a camada de ozônio.
O ozônio (O3) presente nessa região é responsável pela proteção dos seres vivos contra a ação
nociva dos raios ultravioleta irradiados pelo Sol.
O afinamento da camada de ozônio foi originalmente detectado em 1985, por uma equipe de meteorologistas britânicos que monitorava a atmosfera sobre a Antártida. Segundo observações, durante
vários meses do ano ocorre um afinamento na camada de ozônio no Hemisfério Sul.
Fevereiro 1979
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não sofre renovação. Nas cidades industriais, com grande densidade populacional, a inversão térmica
causa o acúmulo de poluentes no ar, em concentrações que podem levar a efeitos danosos. Um exemplo
de cidade brasileira que sofre de inversão térmica é São Paulo.
Fevereiro 1999
Fevereiro 2018
(Fonte: Nasa – Disponível em: <https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov>.)
Imagens da camada de ozônio nos anos 1979, 1999 e 2018. As regiões mais
azuladas indicam partes mais finas da camada de ozônio.
CIÊNCIAS
293
Encaminhamento metodológico
Analise com os alunos o esquema que representa a inversão térmica e explique a
eles como esse processo ocorre, bem como suas consequências.
CIÊNCIAS
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293
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Realize mais uma vez um
trabalho com o professor de
Química ao detalhar para os alunos como ocorrem as reações
químicas que ocasionam o afinamento da camada de ozônio.
Dicas para ampliar
o trabalho
O buraco na camada
de ozônio está diminuindo,
afirma NASA
[....] cientistas da NASA
conseguiram provar, por meio
de observações de satélites, que
o buraco na camada de ozônio
está diminuindo. Em um estudo
publicado [...] relacionam a novidade ao Protocolo de Montreal.
Em vigor desde 1989, o
documento estipula que os
países participantes substituam
as substâncias que empobrecem a camada de ozônio, com
destaque para o clorofluorcarboneto, também conhecido
como CFC, usado em aerossóis.
Esses compostos podem chegar
à estratosfera, onde são afetados pela radiação ultravioleta
do Sol, liberando os átomos de
cloro que destroem as moléculas de ozônio que, por sua vez,
protegem a Terra de absorver a
radiação que pode prejudicar as
formas de vida do planeta. [...]
Os cientistas estimam que,
por volta de 2060, o buraco
tenha diminuído consideravelmente – ou até desaparecido.
(Disponível em: <https://
revistagalileu.globo.com/Ciencia/
noticia/2018/01/o-buracona-camada-de-ozonio-estadiminuindo-afirma-nasa.html>.
Acesso em: 20 ago. 2018.)
Orientação para RA
TierneyMJ/Shutterstock
Após alguns anos de pesquisas sobre a atmosfera, dois
químicos constataram que o ozônio estava sendo destruído
em consequência de um vazamento de compostos químicos
artificiais para a atmosfera. Os principais responsáveis eram
um grupo de produtos químicos denominados clorofluorcarbonetos (CFC), popularmente chamados de freon ou
frigen. Esses compostos foram amplamente utilizados nos
frigoríficos, nas geladeiras, nos frigobares, nos aparelhos de
ar-condicionado, nos aerossóis e sprays, nas espumas sintéticas utilizadas nos estofamentos de carros, colchões e tapetes,
nas espumas sintéticas rígidas (geralmente brancas, como o
isopor), nas embalagens de equipamentos eletrônicos, nas
bandejas, nos pratos, nos copos descartáveis, nas caixas de
ovos e nas embalagens de comida pronta.
Em 1985, em um acordo internacional denominado
Protocolo de Montreal, os países se comprometeram a trocar informações, estudar e proteger a camada de ozônio. O
Chapéu e protetor solar são importantes
Brasil aderiu a esse protocolo em 1990, comprometendo-se a
para evitar queimaduras de Sol.
eliminar o CFC completamente até 2010.
Embora o afinamento da camada de ozônio já esteja regredindo, essa situação determinaria uma
maior exposição à radiação ultravioleta. Nos seres humanos, haveria uma maior taxa de câncer de pele,
incidência de catarata e problemas no sistema imunológico. Além disso, poderia ocorrer uma elevada
taxa de mutação, tanto nas plantas quanto nos animais. O excesso de radiação ultravioleta afetaria o
plâncton marinho e, consequentemente, as diversas cadeias alimentares, muitas das quais representam
uma fonte de alimento para a humanidade.
Encaminhamento
metodológico
Como o CFC reage com o ozônio?
O CFC liberado na atmosfera atravessa a troposfera, atingindo a estratosfera, onde destrói centenas de milhares de moléculas de ozônio até se neutralizar entre 75 e 110 anos mais tarde. Segundo
cálculos, uma única molécula de cloro pode destruir cerca de 100 mil moléculas de ozônio. Vejamos
como ocorre a ação do CFC:
• A radiação ultravioleta do Sol quebra as moléculas de CFC, deixando livres os átomos de cloro:
CFC
Radiação
ultravioleta
CF + C–
• Os átomos de cloro reagem com o ozônio, originando oxigênio e monóxido de cloro:
C– + O3 → O2 + CO
• A radiação ultravioleta quebra as moléculas de ozônio, originando gás oxigênio e átomos de
oxigênio:
Luz
O3
O2 + O–
ultravioleta
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• Os átomos de oxigênio reagem com o monóxido de cloro, formando gás oxigênio e deixando
livres os átomos de cloro:
O– + CO → O2 + C–
• Com a liberação de átomos de cloro, reinicia-se o ciclo.
294
CIÊNCIAS
• Disponível em: <http://www.ebc.com.br/infantil/voce-sabia/2015/08/poluicao-doar-o-que-sao-os-poluentes-atmosfericos>. Acesso em: 05 set. 2018.
O conteúdo disponível na
realidade aumentada aborda
os poluentes atmosféricos e os
problemas que são causados
pela poluição. Trabalhe o conteúdo como forma de revisão
com os alunos, questionando-os
sobre o que lembram a respeito
do tema.
Para ampliar o assunto, leia
o texto indicado no link a seguir.
294
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:14:02
Leia a seguir o trecho da canção “Movido a água”, de Itamar Assumpção.
Existe o carro movido a gasolina
Existe o carro movido a óleo diesel
Existe o carro movido a álcool
Existe o carro movido a eletricidade
Existe o carro movido a gás de cozinha
Eu descobri o carro movido a água
Quase eu grito eureca, Eurico
Aí saquei que a água ia ficar uma nota
E os açudes iam tudo secar
Os rios não desaguariam mais no mar
Nem o mar mais virar sertão
Nem o sertão mais vira mar
Banho nem de sol
Chamei o anjo e devolvi a descoberta para o infinito
Aleguei ser um invento inviável
Só realizável por obra e graça do santo espírito
Agora eu tô bolando um carro movido a bagulhos
Dejetos, restos, detritos, fezes, três vezes estrume
Um carro de luxo movido a lixo.
(Disponível em: <https://www.letras.mus.br/itamar-assumpcao/272462/>. Acesso em: 20 ago. 2018.)
De acordo com a letra da música, responda:
a) Quais são os tipos de combustíveis citados no texto que movem os automóveis?
b) Pesquise quais são os poluentes que esses combustíveis lançam no ambiente.
c) Pesquise qual é o tipo de combustível que pode ser gerado do lixo.
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DESENVOLVER E APLICAR
CIÊNCIAS
295
Encaminhamento metodológico
Na seção “Desenvolver e aplicar”, os alunos têm à disposição a letra de uma música para analisarem e responderem às questões propostas.
Respostas
a) Gasolina, óleo diesel, álcool, eletricidade, gás de cozinha e água.
b) Principalmente dióxido de carbono, monóxido de carbono, SOx e NOx.
c) O gás metano.
CIÊNCIAS
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295
08/10/2018 11:14:03
Os poluentes são classificados em
dois tipos: primários e secundários. Os
primários são aqueles lançados diretamente no ambiente, por exemplo
os gases emitidos pelas chaminés das
fábricas e pelo escapamento dos automóveis. Já os poluentes secundários não
são lançados diretamente no ambiente,
mas surgem como resultado das reações
químicas que ocorrem entre os poluentes primários e a atmosfera, por exemplo
o que acontece com o ozônio.
Esclareça aos alunos a diferença entre os poluentes primários e secundários, ajudando-os
na interpretação da imagem.
Respostas
1. De acordo com a definição,
poluentes atmosféricos
são gases e partículas sólidas
resultantes das atividades
humanas e de fenômenos
naturais dispersos no ar
atmosférico.
Poluentes primários
CO, NO, CO2 , SO2 ,
CXHY , NO2 e partículas
em suspensão.
Poluentes
secundários
HNO3, SO3 H2SO4, H2O2,
–3
Estacionária
Natural
danylyukk1/Shutterstock
Classificação dos poluentes
Encaminhamento
metodológico
–2
O3 e sais de NO e SO4 .
Fontes
Móvel
ATIVIDADES
1. O que são poluentes atmosféricos?
2.
a) Resposta pessoal, mas
espera-se que os alunos
compreendam que a fumaça
gerada pelos poluidores na
cidade é maior do que a gerada
pelos gases da Esquadrilha da
Fumaça.
b) Chaminés das fábricas e
automóveis.
2. Observe a charge a seguir e responda:
Não adianta.
Não dá pra
competir...
ESQUADRILHA DA FUMAÇA
NOS 450 ANOS DE SP
(Jornal Correio Popular, 22 jan. 2004. Adaptado.)
b) São Paulo é atualmente a cidade da fumaça preta, resultado das chaminés das fábricas
que utilizam o carvão para o seu funcionamento. Cite duas fontes primárias de poluição
retratadas na charge.
296
296
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a) Explique o que você entendeu da charge acima.
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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Aeroporto – Sul da Ilha
Em caso de congestionamento
Desligue o motor
Essa situação pode ser um grande problema no interior de túneis que fazem parte da rede
viária de grandes metrópoles. Isso ocorre devido a um gás letal e inodoro que é liberado do
escapamento dos automóveis.
a) Qual é o nome desse gás?
b) Por que esse gás pode levar o indivíduo à morte?
4. A poluição é causada por substâncias químicas ou agentes físicos no ambiente, geralmente
de origem antrópica. Esses poluentes afetam a vida no planeta e prejudicam a saúde dos
seres vivos. Sobre esse tema, analise as alternativas a seguir e assinale V para as alternativas
verdadeiras e F para as falsas.
a) ( V ) As queimadas alteram a quantidade de gases da atmosfera e são consideradas prejudiciais ao planeta.
b) ( F ) Os carros e os caminhões não colaboram com o aumento da poluição, pois seus escapamentos filtram as impurezas que poderiam contaminar o ar.
c) ( V ) Os vulcões são fontes naturais de poluição.
d) ( V ) A atividade humana industrial libera no ar substâncias tóxicas que podem causar doenças pulmonares e até levar o indivíduo à morte.
Aqui no campo, nunca haverá
poluição do ar, ufa!
Inspiring/Shutterstock
5. Observe a imagem a seguir.
Você acha que a fala do agricultor está correta? Justifique sua resposta.
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3. Observe a placa a seguir.
CIÊNCIAS
297
Respostas
3.
a) Esse gás é o monóxido de carbono (CO).
b) O monóxido de carbono se liga à hemoglobina que, como já está sendo utilizada
pelo CO, não se liga ao oxigênio. O indivíduo pode morrer por falta de oxigênio.
4. As respostas estão no livro do aluno.
5. Resposta pessoal, mas espera-se que os alunos consigam responder que os ventos
levam a poluição para locais distantes de onde é gerada, sendo assim, mesmo que o
agricultor resida numa região rural, onde não há fábricas e muitos automóveis, o ar
poderá estar poluído.
CIÊNCIAS
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297
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Respostas
6. Sabe-se que o monóxido de carbono provém dos automóveis e é um grande poluidor atmosférico. Estima-se que são lançados, em média, 75,5 milhões de toneladas desse gás na atmosfera
por ano. Sendo assim, cite duas medidas que podem ser adotadas para reduzir a poluição
atmosférica causada por gases em sua cidade.
6. Investir em transporte
coletivo, criar ciclovias, investir
em combustíveis limpos etc.
7. A resposta está no livro do
aluno.
8. O homem, que está
escolhendo uma máscara para
sair de casa, precisa dela porque
o ar do lado de fora está muito
poluído, o que é possível ver
através da janela, ou seja, a
máscara servirá para que ele
possa respirar.
7. Qual das seguintes fontes de produção de energia é a mais recomendável para que ocorra a
redução da emissão de dióxido de carbono na atmosfera?
(
(
(
(X
) Óleo diesel
) Gasolina
) Querosene
) Vento
8. Observe a charge a seguir.
(Disponível em: <www.arionaurocartuns.com.br>. Acesso em: 31 ago. 2018.)
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Descreva o que está levando o homem a tomar a atitude representada na charge.
298
298
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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Industrialização e fenômenos atmosféricos – Relacionando conceitos
ATMOSFERA
pode sofrer
danos pela
poluição
pode ser
originada por
fenômenos naturais
fenômenos antrópicos
provocados
por
provocados
por
industrialização
vulcanismo
automóveis
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incêndios florestais
queimadas
CIÊNCIAS
299
Encaminhamento metodológico
Apresente o mapa conceitual e explique cada uma das relações horizontais e
verticais entre os conteúdos e suas relações interdisciplinares. Isso proporcionará aos
alunos experiências de aprendizagem que mobilizem os conhecimentos trabalhados
no capítulo para interpretar a realidade local e global.
CIÊNCIAS
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299
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Objetivos do capítulo
• Máquinas simples
• Máquinas térmicas
• Máquinas elétricas
• Máquinas e poluição atmosférica
• conhecer as máquinas
simples, térmicas e elétricas;
• identificar as aplicações das
máquinas em atividades do
cotidiano;
REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
TRANSFORMAÇÃO DE INDÚSTRIAS E INOVAÇÃO
• reconhecer que os motores
que queimam combustíveis
fósseis podem poluir o ar
e trazer consequências
negativas ao ambiente.
• Classificação das alavancas;
• Motor 4 tempos ou de Otto.
INDÚSTRIA 1.0
Mecanização e
energia a vapor.
Encaminhamento
metodológico
300
1784
un
Neste capítulo, é trabalhada a habilidade EF07CI01, que
se refere ao uso de máquinas
ao longo da história da humanidade. O capítulo também
aborda aspectos relacionados às
habilidades EF07CI02, EF07CI03,
EF07CI04, EF07CI05 e EF07CI06,
que complementam as discussões relacionadas à termodinâmica, por exemplo.
Observe com os alunos a
imagem de abertura do capítulo. Ela representa algumas mudanças pelas quais as indústrias
passaram ao longo da história
da humanidade. Analise cada
uma das fases, indicando aos
alunos as principais mudanças
ocorridas.
A grande mudança proveniente da Revolução Industrial
foi a substituição da mão de
obra humana pelo maquinário.
Cada vez mais a informatização
dos processos está fazendo com
que os maquinários sejam mais
produtivos em menos tempo.
Por outro lado, toda essa informatização tem exigido profissionais capacitados a operarem as
máquinas. É importante discutir
isso com os alunos para que eles
percebam as mudanças que a
Revolução Industrial causou e
ainda causa na vida das pessoas.
Para finalizar a discussão
de abertura, pergunte aos alunos que exemplos de máquinas
eles conhecem e quais usam em
seu dia a dia. Talvez muitos se
surpreendam ao perceberem
INDÚSTRIA 2.0
Produção em
massa, linha de
montagem, energia
elétrica.
1870
INDÚSTRIA 3.0
INDÚSTRIA 4.0
Era da eletrônica,
Era do conhecimento,
automação e compu- linhas de produção
tação na operação
cibernéticas, redes.
de máquinas.
1969
elenabsl/Shutterstock
Realidade Aumentada
ATUALMENTE
idade
1
Atmosfera
ck
ttersto
nia/Shu
Mihai Simo
3. Máquinas simples, térmicas e elétricas
A industrialização é caracterizada pela substituição da mão de obra humana por máquinas. Isso faz
com que o processo de fabricação de produtos seja mais rápido e se produza em maior quantidade. Mesmo
causando vários problemas ambientais, como visto no capítulo anterior, a industrialização proporciona
melhoria em outros aspectos da vida dos seres humanos. Você consegue listar situações cotidianas em que
utilizamos algum tipo de máquina para facilitar uma tarefa?
300
que objetos muito simples e amplamente usados no cotidiano são classificados como
máquinas. Em seguida, peça aos alunos que observem ao seu redor e identifiquem
alguns objetos que funcionam como máquinas, por exemplo, a maçaneta da porta,
a lâmina do apontador de lápis, o ventilador da sala de aula, o motor do cortador de
grama etc.
CIÊNCIAS
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Máquinas
Na seção “Desenvolver e
aplicar”, todos os exemplos citados na pergunta certamente são
máquinas complexas formadas
por grande número de peças,
engrenagens, parafusos etc.
Comente com os alunos que as
primeiras máquinas que vamos estudar neste capítulo são
denominadas máquinas simples
justamente porque suas estruturas são tão básicas que às vezes
parece estranho chamá-las
de máquinas. Apesar disso, as
máquinas simples, assim como
as complexas, auxiliam-nos a
realizar muitas tarefas.
Em nosso cotidiano, utilizamos diversos tipos de máquinas para facilitar nossa vida. Seja para
praticar esportes ou para locomoção de maneira mais eficiente, buscamos sempre aperfeiçoar o modo
de realizar as tarefas diárias.
Lembre-se das tarefas que você realiza diariamente. Quais são os objetos e os dispositivos eletroeletrônicos que auxiliam a abrir a porta, descascar uma fruta, mover-se até a escola? Discuta
com seus colegas a respeito de como seria possível realizar tais tarefas de maneira manual, sem
o auxílio de máquinas.
DESENVOLVER E APLICAR
Divulgação United Artists.
A imagem é uma cena do filme Tempos modernos, que estreou em 1936, interpretado e produzido por Charles Chaplin. A obra satiriza situações do cotidiano dos trabalhadores no início do
século XX e questiona a relação ser humano-máquina.
Dicas para ampliar
o trabalho
Se achar oportuno, reserve
um momento da aula e passe a
cena do filme Tempos modernos
que ilustra a seção “Desenvolver
e aplicar”.
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Charles Chaplin em Tempos modernos.
A cena em que Chaplin é engolido pelas engrenagens do maquinário tornou-se um clássico
do cinema mundial e nos revela como essa relação pode ser contraditória. A máquina nos ajuda,
mas, se usada de maneira extrema, também escraviza, obrigando-nos a seguir um ritmo cada vez
mais acelerado e uma produção sempre maior. Agora, pense um pouco a respeito das máquinas
para responder às questões.
O que você entende por máquinas? Alguma coisa como a máquina do filme? Algo como
máquinas de lavar roupa, de lavar louça, de cortar grama, de costura? Ou ainda carros, aviões,
máquinas de guerra etc.?
CIÊNCIAS
301
Encaminhamento metodológico
Explique aos alunos que as máquinas servem para auxiliar as pessoas em suas
tarefas diárias, por exemplo, a rampa de acesso auxilia as pessoas a irem de um andar
inferior ao superior de um edifício, a tesoura permite realizar cortes mais precisos que
as lâminas simples, como o estilete etc. Comente também que as máquinas que necessitam de uma fonte de energia, como as térmicas e as elétricas, também estão presentes em diferentes tarefas do cotidiano. No caso das máquinas térmicas, as principais
aplicações estão relacionadas ao uso nos motores dos automóveis e usinas termoelétricas, enquanto as máquinas elétricas estão no secador de cabelo, aspirador de pó e,
também, nos geradores das usinas de energia elétrica.
No ícone “Oralidade”, os alunos deverão relatar seus conhecimentos a respeito
dos usos das máquinas. Espera-se que relatem experiências pessoais que vivenciam em
suas casas ou em atividades de lazer, por exemplo.
CIÊNCIAS
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301
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Com o desenvolvimento da tecnologia, os seres
humanos foram construindo máquinas cada vez mais poderosas e
complexas. Iniciaremos nossos
estudos com as chamadas máquinas simples, ou seja, aquelas
que não têm fonte de energia
interna. Podem parecer inúteis
em um primeiro pensamento,
mas, se utilizadas da maneira
correta, nos ajudam a realizar vários
Dois exemplos de máquinas simples. À esquerda, sistema de
tipos de trabalho. Observe as imagens
engrenagens interligadas por corrente e, à direita, roldana fixa e corda.
ao lado.
Aleks Melnik/
Shu
t
tersto
ck
Comece a explicação acerca das máquinas simples falando da alavanca e discuta com os
alunos o significado da famosa
frase atribuída a Arquimedes:
“Deem uma alavanca e um
ponto de apoio e eu deslocarei
o mundo”.
Carlos Caetano/Shutterstock
Máquinas simples
Encaminhamento
metodológico
A alavanca nada mais é do que uma barra rígida (de
madeira, metal ou outro material) que se move apoiada sobre algum tipo de suporte: o ponto de apoio. Nas alavancas,
podemos identificar alguns elementos: o ponto de apoio, a
força potente (esforço feito pela pessoa) e a força resistente,
que é o objeto que se pretende deslocar.
Se fizermos um esquema de alavanca, identificaremos
ainda o braço de alavanca da força potente e o braço de alavanca da força resistente.
Força potente F1
2001 SNOWBOUND, ALL RIGHTS RESERVED
Alavancas
Ilustração que representa a frase “Deem uma
alavanca e um ponto de apoio e eu deslocarei o
mundo”, atribuída a Arquimedes (século III a.C.),
referindo-se ao uso das alavancas.
Força resistente F2
d1
d2
Braço da força potente
Braço da força resistente
Ponto de apoio
Todas as alavancas possuem três elementos comuns: o ponto de
apoio, o braço da força potente e o braço da força resistente.
302
302
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:14:21
Em seus experimentos, Arquimedes concluiu que uma alavanca está em equilíbrio quando os
valores das forças multiplicadas às suas respectivas distâncias são iguais.
F1 · d1 = F2 · d2
Ele percebeu que, para manter o equilíbrio da alavanca e diminuir o esforço (aplicar menos força para
usar a alavanca), bastaria aumentar a distância entre o ponto de aplicação da força e o ponto de apoio.
Dependendo da posição ocupada por cada elemento de uma alavanca, ela pode ser classificada
em: interfixa, inter-resistente ou interpotente.
Alavancas interfixas: são aquelas em que o ponto de apoio fica entre a força resistente e a força potente.
Força
resistente F2
F2 = será o peso de Fernanda =
40 kg · 10 m/s2 = 400 N
d1 = será a distância que procuramos = x
d2 = será a distância de Fernanda ao centro da gangorra =
1,5 m
SAE DIGITAL S/A
Força potente F1
Em seguida, é importante estabelecer as distâncias:
Com os dados determinados, é
possível usar a fórmula:
F1·d1 = F2·d2 , em que, no caso do
exercício apresentado, F1 é determinado pelo peso de Lucas,
d1 é determinado pela distância
entre Lucas e o ponto de apoio,
F2 é determinado pelo peso de
Fernanda e d2 é determinado
pela distância entre Fernanda e
o ponto de apoio. Inserindo os
dados na fórmula, tem-se:
Ponto de apoio
SAE DIGITAL S/A
Ilustração esquemática da alavanca interfixa.
Força resistente
Força potente
600 · x = 400 · 1,5
600x = 600
x = 600/600
x=1m
Ponto de apoio
Exemplos de alavancas interfixas: tesouras, martelos e guindastes.
Alavancas inter-resistentes: aquelas em que a força resistente fica entre a força potente e o ponto
de apoio.
Força
resistente F1
Lucas deve se sentar a 1 m do
centro da gangorra.
SAE DIGITAL S/A
Força potente F2
Ponto de apoio
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SAE DIGITAL S/A
Ilustração esquemática da alavanca inter-resistente.
Força resistente
Força potente
Ponto de apoio
Exemplos de alavancas inter-resistentes: quebra-nozes, carrinhos de mão e articulação do pé humano.
CIÊNCIAS
303
Encaminhamento metodológico
Ressalte a diferença entre os tipos de alavancas e suas respectivas funções em tarefas do dia a dia e cite exemplos de objetos e partes do corpo onde eles são encontrados.
Sugestão de atividade
Lucas e Fernanda têm massa de 60 kg e 40 kg, respectivamente, e querem brincar
de gangorra. Se cada lado tem 1,5 m, a que distância do centro Lucas deve se sentar
para que a gangorra fique em equilíbrio, sabendo que Fernanda está numa das extremidades do brinquedo?
 Solução:
Primeiramente, é necessário calcular a força peso de Lucas e Fernanda. Para isso, utiliza-se
a fórmula: P = m · g, em que P é a força peso, m é a massa e g é a força da gravidade. A força
peso é dada em Newtons (N).
F1 = será o peso de Lucas = 60 kg · 10 m/s2 = 600 N
CIÊNCIAS
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303
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Alavancas interpotentes: aquelas em que a força potente fica entre o ponto de apoio e a força
resistente.
Encaminhamento
metodológico
Continue a explicação
dos tipos de alavancas e suas
respectivas funções em tarefas
do dia a dia. Em seguida cite
exemplos de objetos e partes do
corpo onde essas alavancas são
encontradas.
Antes de iniciar a explicação a respeito das roldanas,
pergunte aos alunos se lembram em quais situações do
cotidiano elas são utilizadas, por
exemplo, varal, vara de pesca,
haste de bandeira etc. Analise
com os alunos a imagem que
mostra os componentes de uma
roldana fixa.
Na seção “Para saber
mais”, há um texto que relata o
primeiro uso de um sistema de
roldanas. Leia-o com os alunos.
SAE DIGITAL S/A
Força potente F1
Força resistente F2
Ponto de apoio
SAE DIGITAL S/A
Ilustração esquemática da alavanca interpotente.
Força resistente
Força potente
Ponto de apoio
Exemplos de alavancas interpotentes: uso do
bíceps no braço humano e pinças.
É importante destacar que alavancas interpotentes são utilizadas para diminuir a força aplicada, ou
seja, a força potente é maior que a força resistente, por isso objetos delicados como pinças e cortadores
de unhas são classificados como alavancas desse tipo.
Roldanas
Orientação para RA
O objetivo deste jogo é
classificar diferentes itens de
nosso cotidiano em alavancas
do tipo interfixa, inter-resistente
e interpotente. Para isso, o jogo
apresenta objetos encontrados
pela personagem em um baú
e que devem ser classificados
pelos alunos.
SAE DIGITAL S/A
Sulco
Roldanas são máquinas simples que auxiliam em
diversas atividades do nosso dia a dia. São discos com um
sulco no qual uma corda se encaixa. Essa corda pode correr
livremente ou não. Existem, basicamente, dois tipos de
roldanas: fixa e móvel. Elas são utilizadas em academias,
construções e elevadores.
Eixo
Disco
Corda
Roldana fixa e corda.
[...] A história relata que Arquimedes foi a primeira pessoa que construiu e usou um sistema
de roldanas, assim ele podia deslocar grandes pesos exercendo pequenas forças. Para mostrar a
eficiência deste dispositivo, ele preparou uma espetacular demonstração experimental: um navio
da frota real grega foi tirado da água, com grande esforço, por um grupo de soldados e colocado
sobre a areia da praia. Ligando o sistema de roldanas ao navio, Arquimedes convidou o Rei Hieron
para puxar a extremidade livre da corda, o qual conseguiu sozinho e sem grande esforço arrastar o navio sobre a areia, causando surpresa geral e fazendo aumentar ainda mais o prestígio de
Arquimedes junto ao Rei. [...]
(Disponível em: <www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=pmd&cod=_
pmd2005_i2102>. Acesso em: 17 ago. 2018. Adaptado.)
304
304
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PARA SABER MAIS
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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Vinicius Bacarin/Shutterstock
As roldanas fixas são usadas para mudar a direção e/ou o sentido de uma força. Em relação à intensidade da força aplicada não há ganhos, pois ela é a mesma que a força resistente. Veja dois exemplos
em que as roldanas fixas facilitam o trabalho:
SAE DIGITAL S/A
Quando se tira água de um poço, o balde desce ao
fundo e volta graças ao auxílio de uma roldana.
Nas cerimônias de hasteamento de bandeiras, as roldanas
fixas estão presas ao mastro. Elas redirecionam o sentido
de aplicação da força e permitem a subida da bandeira.
SAE DIGITAL S/A
Roldanas móveis
As roldanas móveis reduzem a força aplicada e movimentam-se com o
objeto transportado, pois seu eixo não é fixo. Em uma roldana como a representada no esquema ao lado, o peso do corpo é sustentado por duas forças:
uma exercida pelo suporte fixo e outra, pela pessoa. Portanto, usando uma
roldana como essa, é possível sustentar um objeto exercendo uma força de
intensidade igual à metade do peso dele.
Associação de roldanas
As associações de roldanas são usadas quando há necessidade de erguer objetos muito pesados. Quando o sistema é formado por uma roldana
fixa e diversas móveis, determinamos a força a ser aplicada dividindo a força
resistente por 2n, em que n será o número de roldanas móveis do sistema.
Veja nos exemplos a seguir algumas situações.
D
C
B
Fixa
Fixa
Fixa
F=R
F=
R
2
Esquema de uma roldana
móvel sustentando um peso.
Fixa
F=
R
4
F=
R
8
SAE DIGITAL S/A
A
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EF19_7_CIE_L1_U1_03.indd
Roldanas fixas
Esquema mostrando uma roldana fixa (A) e três associações (B, C, D) compostas de uma
roldana fixa e roldanas móveis em diferentes quantidades. Observe que a força aplicada para
suspender os objetos diminui conforme se aumenta o número de roldanas móveis.
CIÊNCIAS
305
Encaminhamento metodológico
Ao falar da associação de roldanas, explique que as ilustrações demonstram diferentes maneiras de organizá-las e de que forma a associação de roldanas reduz a força
necessária para levantar determinados objetos.
Em A, a roldana é fixa. Para um peso R, será preciso aplicar uma força F de valor
igual (F = R). Em B, temos um sistema com uma roldana fixa e uma móvel, então 21 = 2.
A força a ser aplicada será R/2¹ (F = R/2), ou seja, a metade do peso do corpo. Em C, o
sistema é formado por uma roldana fixa e duas móveis, por isso teremos 22 = 4. A força
aplicada deverá ser de R/2² (F = R/4), ou seja, terá 1/4 do peso do objeto. Finalmente,
em D, há três roldanas móveis no sistema (2³ = 8), então a força a ser aplicada terá
intensidade de R/2³ (F = R/8), isto é, oito vezes menor que o peso do objeto.
CIÊNCIAS
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305
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Existem outras composições usando roldanas, sendo esses apenas alguns exemplos possíveis. De
maneira geral, na associação de roldanas, o valor da força resultante é determinado por:
F = R/2n
Sendo:
F – a força a ser aplicada;
R – a força resistente;
n – o número de roldanas móveis.
Encaminhamento
metodológico
Na seção “Interação”,
os alunos deverão pesquisar
exemplos de associações de
polia e outros tipos de máquinas simples. Após realizarem a
pesquisa, oportunize aos alunos
um momento para que compartilhem o que descobriram com
os demais colegas.
INTERAÇÃO
Em pequenos grupos, pesquisem outros tipos de associações de polia e outros tipos de máquinas simples, como o plano inclinado e o parafuso. Em sua pesquisa, busque informações em
sites confiáveis e livros indicados pelo professor.
ATIVIDADES
Respostas
Sugestão de atividade
1. Roberval quer montar um
móbile para seu filho mais novo.
Para isso, montou o esquema a
seguir para mostrar à sua esposa
que a ideia é de fácil execução e
segura. Qual deve ser o valor da
força potente (P) aplicada a essa
alavanca interfixa, a fim de se
obter o equilíbrio?
2. A vantagem mecânica de um dispositivo é definida pela razão R/F, em que F é a força exercida
por uma pessoa para elevar uma carga cujo peso é R. Considerando as montagens a seguir, a
única em que a vantagem mecânica é menor que 1 está representada em:
b)
a)
F
x
F
R
R
R = 20 N
 Solução:
2x + x = 3,6 m
3x = 3,6 m
x = 1,2 m
F1 · d1 = F2 · d2
20 · 1,2 = P · 2,4
24 = P · 2,4
P = 10 N.
306
c)
F
R
306
d)
F
R
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:14:30
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P=?
EF19_7_CIE_L1_U1_03.indd
2x
3,60 m
d)
3drenderings/Shutterstock
c)
SergiyKuzmin/Shutterstock
a) Interfixa.
b) Interfixa.
c) Interpotente.
d) Inter-resistente.
2. B
b)
AlexMalikov/Shutterstock
a)
DJTaylor/Shutterstock
1. Identifique os tipos de alavancas apresentados a seguir.
1.
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SAE DIGITAL S/A
Máquinas térmicas
VASF/W.Commons
Ilustração esquemática demonstrando o trabalho
realizado por um cavalo suspendendo, por meio de corda
e roldana fixa, um balde de 75 kgf a 1 m de altura em 1s.
Representação da bomba hidráulica
de Thomas Savery.
Newton Henry Black/W.Commons
Vimos que as máquinas simples foram, por muitos
anos, fundamentais para o desenvolvimento da sociedade, pois possibilitaram a realização de tarefas com menor
esforço físico. Até hoje elas são amplamente utilizadas.
Entretanto, com o passar do tempo, o ser humano desenvolveu diferentes ferramentas, dispositivos e máquinas
sofisticadas na busca de superar suas limitações e realizar
suas tarefas gastando menos energia.
Por exemplo, animais foram usados como força motora de máquinas. Observe na imagem ao lado que um
cavalo está usando sua força para puxar água de um poço.
Com o trabalho de especialistas, técnicos e engenheiros, foram desenvolvidas máquinas que passaram
a ser utilizadas em substituição a animais e pessoas em
tarefas específicas, por exemplo, na retirada de água das
minas de carvão.
Nessa época, a tarefa de retirar água das minas de
carvão era muito dispendiosa, exaustiva e demorada,
pois envolvia o trabalho de muitos animais e pessoas.
Motivados por esse desafio, alguns projetistas de máquinas começaram a desenvolver dispositivos que executassem tais tarefas fazendo uso do calor como fonte
de energia.
Todos os corpos e objetos são feitos de átomos
que estão em constante movimento, possuindo energia
que se chama energia interna de um corpo – é basicamente a velocidade com que as partículas se movem.
A grandeza física que está associada a essa agitação
das moléculas é a temperatura.
Mas, e o que é calor?
Calor é uma grandeza física que mede essa energia
térmica em movimento entre dois corpos com temperaturas diferentes e é um dos princípios básicos do funcionamento das máquinas térmicas.
A primeira máquina térmica foi inventada pelo físico
francês Denis Papin, mas foi Thomas Savery, um engenheiro militar inglês, que criou a primeira máquina a vapor
industrial com o objetivo de retirar água dos poços das
minas de carvão. Entretanto, devido a problemas técnicos,
essa máquina não obteve sucesso. Anos depois, em 1712,
outro engenheiro inglês, Thomas Newcomen, desenvolveu um modelo de bomba hidráulica capaz de realizar a
retirada de água das minas de maneira mais eficiente se
comparada ao esforço realizado por animais e pessoas.
como é o caso da máquina térmica de Watt, mas dificilmente
os trabalhos são desenvolvidos
de maneira isolada.
Representação da bomba
hidráulica de Newcomen.
CIÊNCIAS
307
Encaminhamento metodológico
Ao explicar a respeito das máquinas térmicas, comente com os alunos como eram
realizadas as tarefas que exigiam esforços físicos. Explique que, antes do uso de máquinas térmicas, as tarefas eram realizadas por animais, entre eles os seres humanos, ocasionando cansaço físico aos seres vivos e demandando maior tempo para a execução
da atividade. Utilize a ilustração para explicar que o uso de máquinas simples pode ser
considerado como um meio de auxiliar na realização de tarefas, o que pode ser observado na imagem que ilustra a retirada da água de um poço com auxílio de uma roldana.
Comente que as imagens da bomba hidráulica de Savery e de Newcomen
ilustram as máquinas antecessoras à máquina térmica. Valorize o desenvolvimento
dos protótipos, pois tanto a ciência quanto o desenvolvimento tecnológico ocorrem
de maneira conjunta, em que vários estudiosos se dedicam para descobrir, inventar
ou melhorar algo. Comente que muitas vezes apenas um cientista acaba tendo maior
destaque, levando o mérito de ser o idealizador de um experimento ou dispositivo,
CIÊNCIAS
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307
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Por volta de 1775, James Watt, após
realizar uma série de estudos na bomba
hidráulica de Newcomen, desenvolveu a
primeira máquina térmica de rendimento superior às suas antecessoras. Eram
chamadas assim porque utilizavam o
Entrada
calor para transformar água em vapor,
de vapor
o qual era capaz de movimentar um
pistão, que, por sua vez, movia um eixo,
acionando uma manivela que permitia
Pistão
aproveitar a energia mecânica proveniente dos movimentos contínuos para
Cilindro
a realização de tarefas. No estudo das
máquinas térmicas, podemos associar o
movimento contínuo que elas realizam
com a capacidade de realizar trabalho.
Em Física, o termo trabalho significa uma atividade que envolve força
Condensador
e deslocamento, ou seja, o trabalho é
realizado quando se aplica força sobre
um objeto e ele se desloca. Ele pode ser
Representação da máquina a vapor de Watt.
representado pelo símbolo τ.
De acordo com a primeira lei da termodinâmica, a energia não é criada nem destruída, mas pode
ser transformada. Assim, ao fornecer calor (Q) à máquina térmica, há uma elevação de temperatura
que provoca o aumento da energia interna (U) desse sistema, e por meio dos dispositivos mecânicos a
energia térmica é transformada em energia mecânica. Dessa forma, há algum tipo de movimento, ou
seja, é realizado um trabalho mecânico (τ).
Dessa maneira, o calor (Q) fornecido é igual à soma da energia utilizada para movimento, ou seja,
trabalho mecânico ( τ ), mais a energia interna (U) da máquina. Matematicamente:
Q =τ+ U
Essas três grandezas envolvidas são formas de energia:
EM TEMPO
calor (Q) é energia térmica, U é a energia interna e o trabalho
mecânico ( τ ) está relacionado à energia de movimento, ou
Caloria: quantidade de energia necessária
seja, energia mecânica. Assim, todas têm a mesma unidade de
para elevar em 1°C a temperatura de 1 g
de água.
medida: joule (J). Existem outras unidades para a medida de
energia, como a caloria (cal) popularmente utilizada no Brasil.
De acordo com a segunda lei da termodinâmica, durante o processo de funcionamento da máquina térmica ocorrem perdas que não permitem que o rendimento seja total. Assim, para determinar o
rendimento de uma máquina térmica, temos:
η = τ /Q
Sendo η o rendimento, τ o trabalho realizado, ou seja, a energia utilizada para movimento, e Q a
energia fornecida na forma de calor. O rendimento η possibilita determinar quanto de calor utilizado
pela máquina é convertido em trabalho. Quanto mais próximo de 1, melhor o rendimento.
Encaminhamento
metodológico
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SAE DIGITAL S/A
Apresente a definição da
primeira lei da termodinâmica, considerando que ela está
representada no processo de
funcionamento da máquina
térmica. Explique que nesse tipo
de máquina ocorre a transformação da energia térmica em
energia mecânica. Ao falar do
rendimento da máquina térmica, explique que, conforme a
segunda lei da termodinâmica, é
impossível obter de um sistema
termodinâmico um rendimento igual a 100%. Explique que
em todo processo a perda de
energia pode ocorrer de diferentes formas, principalmente
na forma de calor.
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308
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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FONTE QUENTE QFQ
Máquina
térmica
QFF
FONTE FRIA
SAE DIGITAL S/A
τ
Diagrama esquemático do fluxo de uma máquina térmica.
Um exemplo prático: de maneira simplificada, no motor de um carro a fonte quente (QFQ) é a queima
do combustível, o trabalho mecânico ( τ ) é o movimento proporcionado ao carro e a fonte fria (QFF) é
o ambiente externo. Nesse tipo de motor, parte da energia conseguida pela queima do combustível é
perdida em forma de calor pelo aquecimento do motor e pelos gases expelidos pelo cano de escape,
por exemplo.
PARA SABER MAIS
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James Watt valia-se do conceito físico de energia para demonstrar que sua máquina, comparada
aos homens e aos animais, era realmente capaz de realizar determinadas tarefas em um menor tempo.
Demonstrando matematicamente sua potência, temos:
P= τ /t
Sendo P a potência (watt), τ o trabalho mecânico (joule) e t o tempo (segundos) em que foi realizado esse trabalho.
Analisando essa equação, nota-se que a potência é diretamente proporcional ao trabalho realizado,
ou seja, à quantidade de energia utilizada para gerar movimento, e também inversamente proporcional
ao tempo, ou seja, quanto menor for o tempo empregado por uma máquina para realizar determinado
trabalho, maior será a sua potência e consequentemente maior o seu rendimento.
Para realizar trabalho mecânico, uma máquina térmica sempre utiliza duas fontes: uma quente
e uma fria. O calor que a máquina recebe sempre vem da fonte quente. Parte da energia recebida da
fonte quente (QFQ) é utilizada para realizar movimento, ou seja, é convertida em trabalho ( τ ), enquanto
outra parte perde-se para a fonte fria (QFF). Dessa forma, o trabalho realizado é igual à energia retirada
da fonte quente menos a energia perdida para a fonte fria ( τ =QFQ – QFF). Observe o esquema a seguir.
Máquinas frigoríficas
Como pudemos perceber anteriormente, nas máquinas térmicas o natural é sempre que o
calor flua do corpo mais quente para o mais frio. Nas máquinas frigoríficas ocorre o contrário, o
calor segue, forçadamente, de um corpo frio para um corpo quente.
Em uma geladeira, a fonte fria é o interior desta, enquanto a fonte quente é o ambiente onde
ela está. É o motor da geladeira que realiza trabalho ao tirar calor da fonte fria (alimentos que estão dentro da geladeira), jogando para o ambiente, e é este trabalho que aparece na conta de luz
como energia elétrica gasta.
Mas e se deixarmos a porta da geladeira aberta, conseguiremos esfriar o ambiente?
CIÊNCIAS
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CIÊNCIAS
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DESENVOLVER E APLICAR
Encaminhamento
metodológico
Os seres humanos deixaram de ser nômades quando passaram a dominar as técnicas de agricultura e de pecuária e fixaram residência. Nessa época, os povos buscavam estabelecer suas aldeias
em regiões próximas às margens dos rios para garantir água para o consumo próprio, dos animais
e para uso na agricultura. Além disso, passaram a desenvolver ferramentas que os auxiliassem em
suas tarefas, como o arado. Essa ferramenta era utilizada para revolver a terra com o objetivo de
prepará-la para o plantio. Existiram diferentes tipos de arados. Os primeiros eram simplesmente
galhos de árvores que os agricultores passavam no solo para fazer sulcos e que removiam somente
a camada superficial. Com o passar dos anos, começaram a fazer uso de ferramentas de madeira e
metal, mais eficientes e movidas a força animal, cujo resultado era superior, pois, além dos sulcos,
os arados reviravam a terra e aumentavam a produtividade agrícola.
DnBr/Shutterstock
Na seção “Desenvolver e
aplicar”, destaca-se a evolução
do arado como ferramenta principal para o desenvolvimento
da agricultura. Espera-se que os
alunos percebam que a evolução tecnológica dos tipos de
dispositivos utilizados para fazer
a ferramenta de arado, bem
como a substituição dos animais
por máquinas, colaboraram para
esse avanço.
Oportunize um momento para que os alunos possam
conversar a respeito do que
descobriram ao realizarem a
atividade.
Atribui-se aos egípcios a criação do arado.
A tração animal pode ser usada para arar o solo.
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Vyntage Visuals/Shutterstock
Muitos anos se passaram e o avanço tecnológico permitiu que a tração animal desse lugar
aos tratores e os simples arados pontiagudos fossem substituídos por enormes arados de discos
rotativos. Essa evolução tecnológica, associada às práticas sustentáveis de agricultura, possibilitou
grande revolução na produção agrícola, a qual passou de familiar e de subsistência para grandes
produções agrícolas.
Converse com seus colegas e discutam a importância do uso das máquinas simples e das
máquinas térmicas no desenvolvimento da agricultura.
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:14:46
• Disponível em: <http://
www.cienciamao.usp.br/tudo/
exibir.php?midia=cbef&cod=_
laboratoriocaseirocalori>.
Acesso em: 21 ago. 2018.
Os estudos sobre o calor realizados por diferentes cientistas na época do desenvolvimento das
máquinas térmicas, além de contribuírem para o aumento do rendimento desses dispositivos, trouxeram maior compreensão da relação entre trabalho e energia térmica. Define-se calor como a energia
transferida de um lugar para outro. Os diferentes materiais não possuem calor, mas sim energia interna;
dessa forma, ao absorver ou ceder calor de determinada fonte, a energia interna dessa substância irá
aumentar ou diminuir, respectivamente.
A transferência de calor entre dois
corpos ocorre, num processo natural,
do corpo com maior temperatura
para o corpo de menor temperatura.
Transferência
Considerando um sistema hipotético
de calor
livre de perdas, o calor que flui de um
corpo com maior temperatura é absorvido pelo corpo com menor temperatura,
dessa forma, a energia do sistema se
conserva.
Entropia
Quente
Frio
A troca de calor entre os corpos
com temperaturas diferentes cessa
Segunda Lei da Termodinâmica
quando ambos atingem a mesma temperatura. Esse fenômeno é chamado de
O calor flui do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
equilíbrio térmico.
Para medir o calor transferido entre
dois corpos em um sistema fechado ou
TA
medir o calor de reações químicas ou
TB
mudanças físicas, bem como a capacidade de calor, é possível usar um instrumento denominado calorímetro.
Fouad A. Saad/Shutterstock
2. Proponha aos alunos a
construção de um forno solar de
baixo custo utilizando materiais
simples. As instruções podem
ser encontradas no link a seguir.
erstock
Rattiya Thongdumhyu/Shutt
• Disponível em: <http://
solarcooking.wikia.com/
wiki/%22Minimum%22_Solar_
Box_Cooker?li_source=LI&li_
medium=wikia-footer-wikirec>. Acesso em: 21 ago. 2018.
T
T
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Calor e temperatura
Equilíbrio térmico
O equilíbrio térmico ocorre quando dois corpos de temperaturas
iniciais diferentes igualam suas temperaturas finais.
Calorímetro.
CIÊNCIAS
311
Encaminhamento metodológico
Ao explicar os conceitos de calor e temperatura, comente que é muito importante diferenciá-los. Calor é a transferência de energia entre corpos em estados térmicos
distintos e esse processo cessa quando ambos atingem a mesma temperatura, ou seja,
atingem o equilíbrio térmico.
A temperatura está relacionada ao nível de agitação térmica das moléculas que
formam os corpos. Por meio do tato ou observando, por exemplo, a agitação de um
líquido sendo aquecido em uma chama, é possível afirmar que esse corpo está com a
temperatura elevada, entretanto, não é possível determinar qual é a sua temperatura.
Explique que, para isso, faz-se necessário o uso de termômetros analógicos ou digitais.
Sugestão de atividade
1. O texto didático explica o funcionamento do calorímetro. Se achar oportuno, é possível
construir um modelo de baixo custo. As instruções podem ser encontradas no link a seguir.
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Vimos que um dos efeitos do fornecimento de calor a um corpo é o aumento da energia interna.
Esse ganho de temperatura, se analisado em nível microscópico, mostra que o corpo, ao ser aquecido,
apresenta maior agitação em sua estrutura molecular. Isso nos permite definir que a temperatura é uma
grandeza física associada à agitação molecular da substância.
Corpo com
temperatura baixa
Partículas menos agitadas
Corpo com
temperatura alta
Partículas mais agitadas
O grau de agitação das moléculas depende da temperatura do corpo. Quanto maior for a
temperatura, maior será o grau de agitação das moléculas que formam o corpo.
Quando um corpo é aquecido, ele aumenta de tamanho e, ao ser resfriado, ele diminui de tamanho.
Esses dois fenômenos físicos são conhecidos, respectivamente, como dilatação térmica e contração
térmica. Observe a imagem a seguir. A barra tem determinado comprimento (L0) a determinada temperatura (T0). Quando a barra é aquecida (T = T0 + ∆T), a temperatura adicional (∆T) faz com que
aumente seu comprimento (L). Isso significa que a barra sofreu dilatação linear.
T0
L0
∆L
T = T0 + ∆T
L
Os trilhos de trem apresentam espaços
para não romperem ao se dilatarem.
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Entre os trilhos que formam as
linhas dos trens ou metrôs é necessário deixar um espaço para que um
trilho não desloque o outro quando
se dilatarem.
A água apresenta um comportamento anômalo ao mudar de temperatura. Ela, ao contrário de outros materiais,
aumenta seu volume ao ser resfriada.
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Representação da dilatação linear de uma barra.
CIÊNCIAS
CIÊNCIAS
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Variação de superfície ∆S
Superfície inicial S0
v0
Aquecimento
Sugestão de atividade
1. Solicite uma pesquisa dos
diferentes tipos de termômetros
que são utilizados, por exemplo,
nas indústrias, pois é comum os
alunos conhecerem somente os
termômetros clínicos.
v
2. Caso o laboratório da escola
tenha termômetros clínicos
analógicos ou digitais, faça
alguns experimentos simples
comparando a precisão de
medida de temperatura entre
esses dois modelos.
Representação da dilatação superficial e volumétrica.
grey_and/Shutterstock
Dana_C/Shutterstock
Para determinar os valores de dilatação dos corpos, podemos utilizar as expressões matemáticas a
seguir. As letras gregas α, β e γ são chamadas de coeficientes de dilatação e estão relacionadas ao tipo
de material que está sofrendo a dilatação térmica, sendo que β = 2α; γ = 3α.
∆L= α · L0 · ∆T, e ∆L = Lf – L0
∆A= β · A0 · ∆T, e ∆A = Af – A0
∆V= γ · V0 · ∆T, e ∆V = Vf – V0
∆L, ∆A e ∆V são as variações no comprimento, na área e no volume, respectivamente, dos corpos
estudados.
Ao medir a temperatura de um corpo, estamos, na realidade, medindo sua agitação molecular.
Como essa agitação ocorre em nível microscópico, é impossível realizar medidas de temperatura baseadas nos efeitos da agitação molecular. Uma maneira de saber se um corpo está com a temperatura
elevada é aproximando a mão, pois por meio do tato podemos ter uma referência sensorial ou, como
foi explicado anteriormente, observar se o corpo sofreu uma dilatação térmica. Entretanto, se quisermos
saber o valor exato da temperatura, precisamos utilizar um aparelho chamado termômetro.
Existem termômetros analógicos e digitais. Os analógicos apresentam uma escala graduada com
valores mínimos e máximos e divisões de acordo com a escala termométrica que estiver graduada. Os
digitais possuem um mostrador que registra o valor da temperatura do corpo que se está medindo. O
funcionamento da maior parte dos termômetros tem como base o fenômeno do equilíbrio térmico.
O termômetro clínico, por exemplo, após entrar em contato com o corpo do qual se está medindo a
temperatura, passados alguns minutos, entra em equilíbrio térmico e marca a temperatura desse corpo.
Por isso, ao medirmos a temperatura do corpo humano, é necessário esperar alguns minutos antes de
conferir a temperatura. No caso dos digitais, estes possuem um aviso sonoro que dispara quando o
termômetro atinge o equilíbrio térmico com o corpo da pessoa. Existem ainda os termômetros digitais
a laser, que medem a temperatura por meio do contato de um feixe de laser com o corpo em questão.
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Quando a dilatação é predominante em duas dimensões, é chamada de superficial; quando é em
três dimensões, é chamada de volumétrica. Observe a imagem: à esquerda observamos a dilatação
superficial, ou seja, ampliam-se a largura e o comprimento; já à direita, observamos a dilatação volumétrica, na qual se ampliam a largura, a altura e o comprimento.
Termômetro clínico analógico.
Termômetro clínico digital.
CIÊNCIAS
313
Encaminhamento metodológico
Comente que a dilatação térmica pode ser categorizada em linear, superficial e
volumétrica, explicando a diferença entre esses três tipos e suas respectivas fórmulas.
Comente que o coeficiente de dilatação térmica depende do tipo do material e normalmente ele é obtido por meio de tabelas específicas. Retome a explicação dos termômetros analógicos e digitais comentando as diferenças entre ambos. Explique que no
analógico é possível notar a escala com as divisões entre cada unidade e os valores
máximo e mínimo que ele mede.
Explique que os termômetros baseiam seu funcionamento no fenômeno do equilíbrio térmico, ou seja, ele registra a temperatura do corpo após ambos os corpos estarem na mesma temperatura. Comente que o calor flui do corpo de maior temperatura
para o corpo de menor temperatura; assim, durante essa transferência de energia entre
os corpos, ocorre a elevação da agitação das moléculas do corpo que recebe calor, mas
isso não é visível. Entretanto, podemos listar como consequências dessa manifestação a
elevação da temperatura do corpo e a possível dilatação térmica.
CIÊNCIAS
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Máquinas e motores de combustão
Encaminhamento
metodológico
314
utte
rsto
ck
phart Creatio
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M or
Observe a seguir as quatro etapas do funcionamento do motor.
1.a etapa: admissão do ar e combustível.
2.a etapa: compressão.
Válvula de
admissão
3.a etapa: explosão e expansão.
4.a etapa: expulsão de gases.
Válvula de
escape
ADMISSÃO
314
COMPRESSÃO
EXPLOSÃO
ESCAPAMENTO
Posição do pistão em cada etapa
de funcionamento do motor de
um automóvel. Observe a posição das válvulas de admissão (à
esquerda) e de escape (à direita)
em cada etapa do processo de
funcionamento do motor.
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Andrea Danti/Shutterstock
Explique aos alunos que
os motores automotivos foram
uma evolução das máquinas
térmicas, portanto, mais uma
vez é importante destacar que
a ciência e a tecnologia andam
juntas e são feitas pelas ideias
de inúmeros cientistas e não
somente do idealizador do
produto, nesse caso Nikolaus
August Otto.
Comente que, diferente do
que ocorreu com as máquinas
térmicas, que eram fixas e serviam para determinadas tarefas,
as máquinas desenvolvidas por
Otto tiveram aplicação principalmente para atender o trabalho em dispositivos móveis, ou
seja, veículos automotores.
Explique o ciclo de funcionamento do motor e como
ocorrem as etapas de admissão,
compressão, explosão e expansão e expulsão dos gases. O
fluxo do ar e do combustível nas
etapas do funcionamento de
um motor a explosão obedecem
à sequência a seguir.
1.ª etapa: ocorre a admissão da mistura de ar e combustível a baixa pressão;
2.ª etapa: acontece a
compressão dessa mistura com
a subida do pistão, provocando elevação da pressão e da
temperatura;
3.ª etapa: ocorre a explosão da mistura, causada por
uma faísca elétrica originada
pela vela de ignição, e consequente aumento da pressão
e da temperatura, seguido de
uma expansão. É nessa etapa
que há realização de trabalho,
responsável pelo movimento;
4.ª etapa: acontece a
expulsão dos gases resultantes,
com a abertura da válvula de
saída e a subida do pistão.
É importante ressaltar o
funcionamento dos motores
de combustão, pois serve de
gancho para explicar a poluição
proveniente dos gases emitidos por motores de veículos
automotores e pelas usinas
termoelétricas que queimam
combustíveis fósseis.
Os motores utilizados nos veículos automotores, tais como
conhecemos hoje em dia, passaram por inúmeros
aperfeiçoamentos entre 1700 e 1800. Nesse
período, foram realizados inúmeros
trabalhos científicos que buscavam
encontrar um tipo de combustível
que, além de ser de rápida combustão, pudesse ser confinado em
um reservatório sem apresentar
risco de explosão. Depois de muitas
tentativas de cientistas, como Robert
Street, Eugene Barsanti, Felici Mattuci
e Étienne Lenoir, em 1861 um modelo
próximo ao que é utilizado atualmente
nos automóveis foi desenvolvido. O proModelo do motor
tótipo desse motor foi desenvolvido pelo
desenvolvido por Otto.
alemão Nikolaus August Otto.
Os motores de combustão são formados por um bloco de ferro ou alumínio onde são montadas
as câmaras de combustão e os cilindros, nos quais se movimentam os pistões.
A transformação e o aproveitamento da energia produzida na explosão, oriundos das câmaras
de combustão, ocorrem por meio de um sistema articulado com os pistões. Esse sistema, composto
do virabrequim e da biela, transforma o movimento sincronizado de subida e descida dos pistões em
rotação contínua. Ao girar o virabrequim, o movimento de rotação do motor chega até as rodas através
de um sistema de transmissão, que é interligado às rodas dianteiras e traseiras do carro.
Com a implementação da indústria automobilística, uma das principais aplicações do motor a
explosão foi nos veículos automotores. Embora os motores de automóveis tenham potências e disposições diferentes, conforme o modelo e o fabricante do veículo, é possível identificar peças com funções
semelhantes, por exemplo, pistão, cilindro, vela, sistema biela-manivela, entre outros dispositivos que,
ao realizarem um trabalho em conjunto, colocam o motor em movimento.
CIÊNCIAS
Orientação para RA
O objetivo desta animação é ilustrar as fases de um motor 4 tempos, comum em
carros e outros meios de transporte. Aproveite o conteúdo da animação para mostrar
aos alunos cada uma das etapas do ciclo e discutir detalhadamente o funcionamento
desse tipo de motor.
CIÊNCIAS
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08/10/2018 11:15:46
Esclareça que os geradores
são utilizados em usinas geradoras de energia elétrica e, independentemente de estas serem
nucleares, térmicas ou hidráulicas, seu princípio de funcionamento é o mesmo: a energia
elétrica é transformada a partir
do movimento do eixo do gerador. O que difere nessas usinas é
a maneira como o movimento é
produzido no gerador. No caso
das usinas hidráulicas, a energia
da água faz os geradores se
movimentarem; já nas demais
usinas citadas, o vapor é o
responsável pela movimentação
dos geradores.
Jeff Zehnder/Shutterstock
O desenvolvimento das máquinas elétricas contou com a contribuição de inúmeros cientistas que
elaboraram diferentes dispositivos eletromecânicos entre as décadas de 1820 a 1890. Entre esses cientistas,
o físico dinamarquês Hans Christian Oersted foi quem descobriu o princípio do motor eletromagnético.
Ilustração esquemática do experimento realizado por Oersted.
Sugestão de atividade
Em 1820, ao realizar experimentos com agulhas imantadas e eletricidade, Oersted observou que,
ao estabelecer a corrente elétrica no circuito, gerava ao redor dos fios condutores um campo eletromagnético capaz de movimentar a agulha magnética de uma bússola, mudando sua orientação.
Outro importante cientista que realizou inúmeros feitos na área da eletricidade foi o físico e químico
inglês Michael Faraday. Inicialmente, em 1931, Faraday desenvolveu um dispositivo que ficou conhecido
como anel de Faraday – dispositivo composto de um conjunto de espirais circulares, separadas em dois
circuitos. Ao realizar experimentos com esse dispositivo, Faraday descobriu que, ao movimentar o anel
próximo de um ímã, era possível produzir eletricidade.
Durante os anos seguintes, as pesquisas na área de eletricidade se ocupavam de trabalhos relacionados ao desenvolvimento de máquinas elétricas e outros dispositivos que operassem em corrente
alternada ou corrente contínua. Assim, cientistas como Antoine-Hoppolyte Pixii, Marcel Deprèz, Jakob
Einstein e Zénobe Gramme desenvolveram modelos experimentais de máquinas elétricas, e estas passaram a ser conhecidas como motores e geradores elétricos, que operavam em corrente contínua ou
alternada. Em 1889, o croata-americano Nikola Tesla desenvolveu o motor de indução que foi utilizado
como gerador de corrente alternada, permitindo a distribuição de energia por longas distâncias.
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Máquinas elétricas
Se possível, realize um
experimento simples com uma
bússola, uma pilha e um pedaço
de fio de cobre enrolado em
um metal ou lápis, em forma de
uma espiral, a fim de produzir
campo magnético, e relacione-o
à ilustração do experimento
realizado por Oersted.
Ilustração esquemática do motor de Tesla (à
direita) e o gerador (à esquerda).
CIÊNCIAS
315
Encaminhamento metodológico
Inicie a explicação sobre as máquinas elétricas comentando novamente que essas
máquinas são fruto do trabalho de inúmeros cientistas que pesquisaram o fenômeno
da eletricidade. Comente que a expressão “máquina elétrica” está se referindo somente
aos dispositivos capazes de transformar energia elétrica em energia mecânica. Nesse
caso, as máquinas elétricas são os motores, ou seja, os dispositivos que recebem energia e a transformam em movimento.
Comente também a respeito do experimento realizado por Faraday, o qual foi
fundamental para o desenvolvimento do motor e do gerador elétrico.
Ressalte que diferentes cientistas estavam envolvidos nas pesquisas de corrente
elétrica e comente a diferença entre corrente contínua e alternada.
Apresente a ilustração do motor desenvolvido por Tesla e explique o funcionamento descrevendo o percurso da corrente elétrica nos fios condutores a partir do
gerador em direção ao motor. É fundamental que os alunos entendam esse percurso
para que possam diferenciar o que é um motor e o que é um gerador.
CIÊNCIAS
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Máquinas e poluição atmosférica
Encaminhamento
metodológico
Vimos ao longo deste capítulo que o ser humano desenvolveu inúmeras máquinas que foram
identificadas como simples, térmicas e elétricas. As máquinas simples servem para auxiliar as pessoas
principalmente em tarefas do dia a dia, permitindo um menor esforço físico. No caso das máquinas
elétricas, elas fazem uso de energia elétrica para gerar movimentos em diferentes tipos de máquinas,
sem a emissão de poluentes. No caso das máquinas térmicas, no início de sua utilização, tinham como
foco principal as tarefas industriais. Com o passar dos anos, as máquinas térmicas passaram a realizar
outras tarefas e, atualmente, essa tecnologia é utilizada no motor a explosão na maior parte dos veículos automotores, além de ser responsável pela geração de energia elétrica nas usinas termoelétricas.
Sabe-se que os motores dos automóveis e as termoelétricas utilizam combustíveis derivados de
petróleo para entrar em funcionamento. No caso dos automóveis, o excesso de veículos automotores
nos grandes centros urbanos, associado à queima desses combustíveis, resulta no lançamento de uma
grande quantidade de monóxido e dióxido de carbono (gás carbônico) na atmosfera, os quais colaboram no cenário do aquecimento global e no agravamento do efeito estufa nas grandes cidades. As
termoelétricas, por sua vez, emitem enormes quantidades de poluentes, ocasionando desequilíbrio
da qualidade do ar.
Os cientistas afirmam que, entre as diversas formas de degradação ambiental, a poluição atmosférica é uma das que mais prejudicam a saúde humana, os ecossistemas e o patrimônio histórico cultural,
assim como o clima, podendo resultar em impactos de alcances locais, regionais e globais.
Aproveite a explicação das
usinas geradoras de energia e
comente que as termoelétricas
normalmente utilizam combustíveis fósseis para aquecer o reservatório térmico. Após a combustão, os produtos resultantes
da queima desses combustíveis
são expelidos para a atmosfera
e prejudicam a saúde dos seres
vivos e do ambiente.
Discuta com os alunos os
efeitos dos poluentes atmosféricos na saúde das pessoas
e o que poderia ser feito para
amenizar esses efeitos.
POLUENTES
Respostas
1. O chá estava a uma
temperatura mais alta do que
a do ambiente. Quando existe
diferença entre as temperaturas
de dois corpos, o corpo com
maior temperatura perde calor
para o de menor temperatura.
Após algum tempo, os corpos
entram em equilíbrio térmico,
que é quando as temperaturas
se igualam.
EFEITOS NA SAÚDE
CO (monóxido de carbono)
Atua no sangue, reduzindo sua oxigenação, provocando náuseas
e intoxicação.
NOx (óxidos de nitrogênio)
Problemas respiratórios.
Metais pesados
Podem atingir os alvéolos pulmonares e causar irritações, asma,
bronquite e câncer nos pulmões.
SOx (óxidos de enxofre)
Irritação nos olhos, problemas respiratórios e cardiovasculares.
O3 (gás ozônio na troposfera)
Irritação nos olhos e problemas respiratórios (reação inflamatória
nas vias aéreas).
Tabela 1: Efeitos nocivos dos principais poluentes veiculares à saúde.
(Disponível em: <www.researchgate.net/publication/314885518_POLUICAO_ATMOSFERICA_PROVENIENTE_DA_QUEIMA_
DE_COMBUSTIVEIS_DERIVADOS_DO_PETROLEO_EM_VEICULOS_AUTOMOTORES>. Acesso em: 10 set. 2018.)
ATIVIDADES
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1. Uma xícara de chá foi colocada sobre uma mesa e esquecida, e o chá atingiu a temperatura
ambiente. Explique por que isso aconteceu.
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CIÊNCIAS
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1. Explique o funcionamento
de um termômetro clínico
analógico, levando em conta a
ocorrência do equilíbrio térmico.
 Solução:
Ao encostar o termômetro no
corpo, ambos irão trocar calor,
que será transferido do corpo
de maior temperatura para o
de menor. Ao ser aquecido, o
líquido existente no interior do
termômetro expande e, quando
atinge o equilíbrio térmico,
indica a temperatura em que o
corpo se encontra.
3. Suponha que cientistas tenham descoberto um novo material, feito de certa combinação de
elementos, que os deixou surpresos devido ao fato de possuir um coeficiente de dilatação
linear (α) igual a 2°C-1. A partir desse dado, sabe-se que é possível encontrar os coeficientes de
dilatação superficial (β) e volumétrica (γ) desse mesmo material.
a) Quais são os valores que os cientistas encontraram para essas duas constantes do material?
b) Imagine que, a partir desse novo material, seja possível produzir uma barra que possa facilitar
no projeto de um novo equipamento científico. Para isso, os cientistas precisam encontrar
quanto o comprimento de uma barra, que inicialmente possui 2 m, varia para um aumento
de temperatura de 0,5°C. Qual será esse valor?
2. As usinas termoelétricas
funcionam como uma máquina
a vapor, pois pela queima de
combustível movem turbinas
para a geração de energia.
Qual é a importância de utilizar
fontes alternativas de energia,
como a solar e a eólica, em vez
de produzir energia elétrica por
meio de termoelétricas?
4. Explique a diferença entre as máquinas elétrica e térmica. Em seguida, explique quais são as
vantagens que a máquina elétrica apresenta em relação à térmica.
 Solução:
Espera-se que os alunos respondam que a usina eólica e a
solar não produzem queima de
combustíveis fósseis, por isso
não poluem o ambiente, como
acontece com as termoelétricas,
que queimam derivados de
petróleo.
5. Qual é a importância das vistorias na combustão de automóveis realizadas em alguns estados
brasileiros?
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Sugestão de atividades
2. Em trilhos de trem e em pontes, por exemplo, há espaços deixados no momento de sua construção. Por que é necessário deixar esses espaços?
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Respostas
2. É necessário deixar esses espaços para que, quando o material estiver com
temperaturas altas e sofrer a dilatação térmica, este não rache ou desloque o outro.
3.
-1
-1
a) β = 4°C e γ = 6°C .
b) ∆L = L0 · α · ∆T → ∆L = 2 · 2 · 0,5 → ∆L = 2 m
4. A máquina elétrica funciona por meio de energia elétrica e a térmica necessita da
queima de combustível, normalmente combustíveis fósseis. Por isso, pode-se dizer
que a emissão de dióxido de carbono (CO2), gás do efeito estufa liberado na atmosfera,
torna-se um fato preocupante para a saúde dos seres vivos e do ambiente.
5. Espera-se que respondam que essas vistorias visam conferir os níveis de emissão
de gases dos automóveis e caminhões para monitorar a qualidade dessas emissões e,
assim, proibir a circulação de veículos cuja emissão esteja acima dos níveis permitidos.
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Máquinas simples, térmicas e elétricas – Relacionando conceitos
Encaminhamento
metodológico
Apresente o mapa conceitual e explique cada uma das
relações horizontais e verticais entre os conteúdos e suas relações
interdisciplinares, se for o caso.
MÁQUINAS
podem ser
simples
térmicas
elétricas
como
substituíram
funcionam
alavancas
força animal
na realização
de trabalho
com base no
eletromagnetismo
podem ser
interfixas
interpotentes
inter-resistentes
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CIÊNCIAS
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