7º A e B
semana de 08/06 A 12/06
Assista aos vídeos, leia o texto e responda o caderno do aluno 2, 2º volume, páginas 6 e 7, situação de aprendizagem 1, atividade 1 e páginas 8 e 9, situação de aprendizagem 2, atividade 1
Não esqueça de mandar as atividades da apostila no email: professora.abud@gmail.com até 21/06
Habilidade: Discutir o uso de diferentes tipos de combustíveis e máquinas térmicas ao longo do tempo, para avaliar e argumentar sobre os avanços na perspectiva econômica e consequências socioambientais causadas pela produção e uso desses materiais e máquinas
Você conhece alguma máquina à vapor?
Eu conheci o trem denominado Maria Fumaça, mas não exatamente na época que ele era usado como meio de transporte. Conheci como uma relíquia, um passeio turístico.
São exemplos de máquinas térmicas, além da Maria Fumaça, os motores de combustão interna usados atualmente nos automóveis.
O funcionamento das máquinas térmicas baseia-se na transformação de energia térmica em energia mecânica.
As primeiras máquinas térmicas usavam o vapor de água produzido em caldeiras como combustível para gerar movimento e realizar trabalho como, por exemplo, girar uma roda d’água ou as rodas de um trem.
Já as máquinas térmicas de combustão interna têm como base os gases gerados durante a queima do combustível. De forma geral, a queima do combustível gera energia que é transferida para o gás. Esse gás então se expande realizando trabalho, enquanto sua temperatura diminui.
Nesse processo tanto a energia interna, quanto o trabalho realizado dependem da quantidade de calor que é transferida para o gás.
Foi a busca do aumento da eficiência dessa transferência que alavancou o desenvolvimento dessas máquinas.
As máquinas térmicas que usavam carvão foram muito importantes na história, pois foram as precursoras de tantas outras.
Máquinas a vapor
A primeira máquina térmica que se tem registro é a máquina de Heron, que consiste em uma esfera oca de cobre com dois canudinhos de cobre torcidos.
A esfera de Heron continha água em seu interior que, quando aquecida, saia pelos canudinhos em forma de vapor fazendo a esfera girar.
Figura 2: Máquina de Heron. Crédito: Louis Figuier, domínio públicio, Wikimedia commons. Acesso em 09/05/2019.
A máquina de Heron foi encontrada nos registros do século I a.C. e parecia funcionar apenas como equipamento de entretenimento.
O segundo registro encontrado é datado de 1629 - uma vasilha preenchida com água que possuía um cano aberto para saída do vapor gerado (algo parecido com uma chaleira).
Em 1690 o vapor foi utilizado pela primeira vez para movimentar um êmbolo dentro de um cilindro – a base de funcionamento das máquinas térmicas atuais.
Por volta de 1712 uma nova máquina térmica foi desenvolvida. Ela possuía uma viga (como uma gangorra, o brinquedo dos parques infantis) e era utilizada para retirar água das profundezas ou para subir cargas pesadas.
Ainda hoje esse tipo de estrutura é usada para retirar petróleo das profundezas. Elas são conhecidas como cavalos.
Figura 3: Bomba cabeça de cavalo. Crédito: Thiagonegris, CC-BY-3.0, Wikimedia commons. Acesso em 09/05/2019.
Os problemas dessas primeiras máquinas era a baixa eficiência; elas consumiam muito carvão para aquecer a água de modo a realizarem o trabalho desejado.
Em 1765, James Watt introduziu nas máquinas um condensador que minimizava as perdas de calor, aumentando o rendimento do carvão em três vezes – um enorme passo no aumento da eficiência.
Assim as máquinas passaram a ser usadas também para a movimentação de tornos e de moinhos, substituindo a tração animal.
James Watt costumava expressar a potência de suas máquinas em unidades HP ou horse power (literalmente força do cavalo) para facilitar a comparação com o tipo de tração usado até aquele momento e aumentar a compreensão de suas capacidades de realizarem trabalho.
Hoje a potência é expressa em watts em sua homenagem, apesar de o HP ser ainda usado em alguns casos como, por exemplo, nos automóveis.
Mas vamos voltar à história das máquinas térmicas.
Os primeiros automóveis também usavam motores movidos a vapor de água, no fim do século XIX e início do século XX.
Figura 4: Carro a vapor, 1912. Crédito: Stanley Steam Motor Carriage Company, domínio público, Wikimedia commons. Acesso em 09/05/2019.
Hoje os motores são movidos por combustão interna, usando outras formas de combustíveis em substituição ao carvão como, por exemplo, diesel, álcool e/ou gasolina.
Os motores a vapor ainda são usados em alguns casos específicos como nas usinas termoelétricas, que produzem energia elétrica a partir do calor gerado pela queima de combustíveis fósseis como, por exemplo, carvão mineral, óleo e gás natural.
Evolução do uso da energia ao longo
da história
Ao longo dos séculos, a matriz energética evoluiu bastante. Por muito tempo, nos primórdios da humanidade, a força muscular foi a principal fonte de energia utilizada pelo homem.
Há
cerca de apenas 400 mil anos ocorreu o primeiro avanço tecnológico, o uso do
fogo e de utensílios para a caça e pesca.
Posteriormente,
por volta de 12 mil anos atrás, a Revolução Agrícola marcou o início do uso da
tração animal, da força dos ventos e das quedas d’água na produção agrícola e
pecuária.
Na Antiguidade a utilização do vento na navegação à vela foi essencial para a colonização e o comércio nas margens do Mediterrâneo, substituindo a navegação a remo.
Durante o Império Romano, no período de 31 a.C. a 410 d.C., a lenha foi muito utilizada para a produção de armas, no processo de forjar os metais. Isso causou o desmatamento de grande parte da Itália e da Península Ibérica.
Nessa mesma época, muito distante dali, na China foram introduzidas grandes inovações em tecnologia hidráulica, pela criação de dispositivos de elevação de água e sistemas de irrigação.
As mudanças na matriz energética mundial, em termos da diversidade de fontes e padrões de uso, não mudaram muito ao longo dos séculos até a Revolução Industrial.
O desenvolvimento tecnológico voltado à exploração de recursos energéticos foi notável entre os séculos XVIII e XIX, principalmente no que diz respeito à exploração e uso do carvão mineral e de outros combustíveis fósseis. Essa energia era utilizada nos meios de transporte, na indústria e na geração de energia elétrica.
A era do
petróleo teve início em meados do século XIX, quando ele foi encontrado cerca
de 20 metros de profundidade durante a construção de um poço de água.
Inicialmente o petróleo foi utilizado só para a obtenção de querosene e de
óleos lubrificantes. Nesse tempo, a gasolina gerada durante a destilação do
petróleo era jogada fora nos rios ou queimada. Por vezes era misturada com
querosene para produzir um perigoso explosivo.
A utilização da gasolina como combustível para carros só começou após a invenção dos motores de combustão interna e a produção de automóveis em grande escala.
Daí em diante, a demanda energética aumentou de maneira vertiginosa nos países industrializados, principalmente a demanda por eletricidade e derivados de petróleo.
Na década de 70, quando o mundo viveu uma séria crise do petróleo, devido ao aumento exorbitante de seu preço, as fontes alternativas de energia começaram a receber atenção e investimentos.
O Brasil investiu na produção do etanol extraído da cana-de-açúcar. Assim, nesse momento histórico, o Brasil se colocou à frente das outras nações na questão do uso de fontes renováveis de energia.
Dentro do contexto global, o Brasil permanece como um dos destaques na geração de energia de fontes renováveis, estando na frente de muitos países quando se trata da eficiência energética sustentável.
texto retirado de https://pt.khanacademy.org/science/7-ano/desenvolvimento-tecnologico/as-maquinas-termicas/a/evolucao-do-uso-da-energia-ao-longo-da-historia
Ao longo dos séculos, a matriz energética evoluiu bastante. Por muito tempo, nos primórdios da humanidade, a força muscular foi a principal fonte de energia utilizada pelo homem.
Há
cerca de apenas 400 mil anos ocorreu o primeiro avanço tecnológico, o uso do
fogo e de utensílios para a caça e pesca.Posteriormente,
por volta de 12 mil anos atrás, a Revolução Agrícola marcou o início do uso da
tração animal, da força dos ventos e das quedas d’água na produção agrícola e
pecuária.Na Antiguidade a utilização do vento na navegação à vela foi essencial para a colonização e o comércio nas margens do Mediterrâneo, substituindo a navegação a remo.
Durante o Império Romano, no período de 31 a.C. a 410 d.C., a lenha foi muito utilizada para a produção de armas, no processo de forjar os metais. Isso causou o desmatamento de grande parte da Itália e da Península Ibérica.
Nessa mesma época, muito distante dali, na China foram introduzidas grandes inovações em tecnologia hidráulica, pela criação de dispositivos de elevação de água e sistemas de irrigação.
As mudanças na matriz energética mundial, em termos da diversidade de fontes e padrões de uso, não mudaram muito ao longo dos séculos até a Revolução Industrial.
O desenvolvimento tecnológico voltado à exploração de recursos energéticos foi notável entre os séculos XVIII e XIX, principalmente no que diz respeito à exploração e uso do carvão mineral e de outros combustíveis fósseis. Essa energia era utilizada nos meios de transporte, na indústria e na geração de energia elétrica.
A utilização da gasolina como combustível para carros só começou após a invenção dos motores de combustão interna e a produção de automóveis em grande escala.
Daí em diante, a demanda energética aumentou de maneira vertiginosa nos países industrializados, principalmente a demanda por eletricidade e derivados de petróleo.
Na década de 70, quando o mundo viveu uma séria crise do petróleo, devido ao aumento exorbitante de seu preço, as fontes alternativas de energia começaram a receber atenção e investimentos.
O Brasil investiu na produção do etanol extraído da cana-de-açúcar. Assim, nesse momento histórico, o Brasil se colocou à frente das outras nações na questão do uso de fontes renováveis de energia.
Dentro do contexto global, o Brasil permanece como um dos destaques na geração de energia de fontes renováveis, estando na frente de muitos países quando se trata da eficiência energética sustentável.
texto retirado de https://pt.khanacademy.org/science/7-ano/desenvolvimento-tecnologico/as-maquinas-termicas/a/evolucao-do-uso-da-energia-ao-longo-da-historia
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