Transformação de energia

[Sequence 0] --- title: "Transformação de Energia" grade: "8º ano" subject: "Ciências — Matéria e energia" bncc_skill: "EF08CI03" bncc_description: "Classificar equipamentos elétricos residenciais (chuveiro, ferro, lâmpadas, TV, rádio, geladeira etc.) de acordo com o tipo de transformação de energia (da energia elétrica para a térmica, luminosa, sonora e mecânica, por exemplo)." verb_pattern: "Classificar / Identificar — Descriptive/Classificatory" assessment_type: "Structured Classification / Pattern Recognition" sequence_type: "chapter_start" knowledge_object: "Retomada dos tipos de energia" focus: "fenômeno e conceito" microskills: - skill: "Identificar diferentes tipos de energia em exemplos do cotidiano" mastery: "Nomear corretamente o tipo de energia presente em 7 de 8 situações cotidianas descritas" - skill: "Reconhecer o tipo de transformação de energia realizada por equipamentos elétricos residenciais" mastery: "Identificar corretamente a transformação principal de 5 de 5 equipamentos elétricos listados" observable_evidence: positive: "O aluno nomeia o tipo de energia em uma situação dada, identifica a energia de entrada e de saída em um equipamento e descreve a sequência de transformações em um dispositivo simples" typical_error: "Confundir energia cinética com energia mecânica em sentido amplo; afirmar que aparelhos 'consomem' energia em vez de transformá-la; classificar o rádio como transformador de energia térmica" --- # Transformação de Energia [Sequence 1] Ao ligar uma lâmpada, um ventilador ou um chuveiro elétrico, um processo físico fundamental entra em ação: a energia elétrica fornecida pela rede não desaparece. Ela se transforma em outro tipo de energia. Esse fenômeno é denominado **transformação de energia** e está presente em todos os equipamentos elétricos do cotidiano.[[6]] [Sequence 2] Observe as situações a seguir e responda: 1. Cite dois exemplos do seu dia a dia em que você percebe energia sendo transformada de uma forma em outra. 2. Ao soltar uma bola de uma altura, ela cai e bate no chão. Que tipo de energia ela possuía antes de ser solta? E no momento do impacto? 3. Por que uma lâmpada incandescente esquenta após alguns minutos de uso? [Sequence 4] ## Tipos de Energia A energia se manifesta em diferentes formas.[[3]] Cada forma possui características próprias e pode ser convertida em outra. **Energia cinética** é a energia do movimento: qualquer objeto em deslocamento a possui.[[5]] **Energia potencial gravitacional** é a energia armazenada em um objeto em razão de sua posição elevada em relação a um ponto de referência.[[5]] **Energia mecânica** é a soma da energia cinética e da energia potencial de um sistema.[[5]] **Energia térmica** é a energia associada ao movimento desordenado dos átomos e moléculas de uma substância. Quanto maior a temperatura, maior a energia térmica.[[3]] **Energia luminosa** é a energia transportada pelas ondas eletromagnéticas visíveis. Lâmpadas e painéis solares a produzem ou a utilizam. Células fotoelétricas convertem energia luminosa diretamente em energia elétrica. **Energia sonora** é a energia transmitida por ondas de pressão em meios materiais, como o ar. **Energia elétrica** é a energia associada ao movimento ordenado de elétrons em um condutor. É a forma de energia fornecida pela rede elétrica residencial.[[3]] **Energia química** é a energia armazenada nas ligações entre átomos e moléculas. Alimentos, combustíveis e pilhas são reservatórios de energia química.[[3]] [chapter-section: Glossário] **transformação de energia** (s.f.): processo pelo qual a energia muda de uma forma para outra, sem ser criada nem destruída.[[6]] **Images:** - https://storage.googleapis.com/teachy-classroom-contents/images/imported/7b09993c-d42c-401d-b59b-c7c736fed80a.jpg — Fotografia de uma lâmpada incandescente com filamento incandescente visível, ilustrando a transformação de energia elétrica em energia luminosa e térmica | Attribution: Fonte: Amfeli - Wikimedia Commons - PLOT: Tabela com os 8 tipos de energia (cinética, potencial, mecânica, térmica, luminosa, sonora, elétrica, química), indicando para cada tipo o nome, a definição em uma frase e um exemplo do cotidiano. Fundo branco, uma cor por linha | tipos-de-energia-tabela.png | 3:4 ## Transformação de Energia: Conceito A transformação de energia ocorre quando a energia muda de uma forma para outra.[[6]] Todo equipamento recebe energia em determinada forma e a converte em outra. Em toda transformação, identificam-se: - **Energia de entrada:** a forma de energia fornecida ao sistema. - **Energia de saída principal:** a forma para a qual o dispositivo foi projetado. - **Energia residual:** formas de energia liberadas como subproduto, geralmente energia térmica.[[9]] Um rádio converte energia elétrica em energia sonora (saída principal) e dissipa uma pequena quantidade de energia térmica nos componentes eletrônicos (resíduo). [INTERACTIVE: a1-mm | Acesse o mapa mental interativo sobre os tipos de energia e suas transformações na plataforma Teachy] [Sequence 5] ## Na prática Classifique cada equipamento elétrico residencial abaixo de acordo com o tipo principal de transformação de energia que realiza. Preencha o quadro com os termos: **térmica**, **luminosa**, **sonora** ou **mecânica**. | Equipamento | Energia de entrada | Energia de saída (principal) | |---|---|---| | Chuveiro elétrico | Elétrica | | | Ferro de passar | Elétrica | | | Ventilador | Elétrica | | | Lâmpada LED | Elétrica | | | Rádio | Elétrica | | **Gabarito:** | Equipamento | Energia de saída (principal) | |---|---| | Chuveiro elétrico | Térmica | | Ferro de passar | Térmica | | Ventilador | Mecânica | | Lâmpada LED | Luminosa | | Rádio | Sonora | --- Identifique o tipo de energia descrito em cada situação abaixo. Escreva o nome do tipo de energia correspondente. a) Uma pedra no alto de uma colina possui energia armazenada devido à sua posição em relação ao solo. b) Os átomos de uma substância vibram com maior intensidade quando a temperatura aumenta. c) Uma bola em movimento possui energia associada ao seu deslocamento. d) As ligações químicas dos alimentos armazenam energia que o organismo utiliza ao se exercitar. e) Os elétrons em movimento por um fio condutor transportam energia para alimentar aparelhos domésticos. **Gabarito:** a) Energia potencial gravitacional b) Energia térmica c) Energia cinética d) Energia química e) Energia elétrica --- [chapter-section: Raciocínio em etapas] Uma lanterna é ligada. Para identificar as transformações de energia que ocorrem nesse processo, siga as etapas: 1. Identifique a forma de energia armazenada na pilha da lanterna. 2. Identifique a forma de energia que flui pelo circuito elétrico interno. 3. Identifique a principal forma de energia produzida pela lâmpada da lanterna. 4. Identifique a forma de energia residual (desperdício) que também é produzida. Descreva a sequência completa de transformações de energia que ocorre desde a pilha até a iluminação do ambiente. **Gabarito:** 1. Energia química (armazenada nas substâncias da pilha) 2. Energia elétrica (corrente elétrica no circuito) 3. Energia luminosa (emitida pela lâmpada) 4. Energia térmica (calor dissipado pela lâmpada) Sequência: energia química → energia elétrica → energia luminosa + energia térmica [Sequence 6] ## Exercícios A sociedade moderna se beneficia do conforto que a eletricidade pode proporcionar. Em nossas casas há vários exemplos de aparelhos eletrônicos e eletrodomésticos que convertem energia elétrica em diferentes tipos de energia. Aparelhos elétricos podem realizar a transformação de energia elétrica em mais de um tipo de energia. No entanto, é sempre possível identificar a principal conversão realizada por cada dispositivo, ou seja, a conversão que aquele aparelho foi projetado para efetivar. Considere as afirmações a seguir sobre a principal conversão de energia realizada por cada aparelho: I — um liquidificador converte energia elétrica em energia mecânica. II — uma lanterna converte energia elétrica em energia luminosa. III — um forno de micro-ondas converte energia elétrica em energia sonora. IV — um rádio converte energia elétrica em energia térmica. V — um chuveiro converte energia elétrica em energia térmica. Estão CORRETAS apenas as afirmativas: A) I, III e V. B) II, IV e V. C) I, II e V. D) II, III e IV. **Gabarito:** C **Comentário:** O liquidificador converte energia elétrica em energia mecânica (rotação das lâminas) — afirmativa I correta. A lanterna converte energia elétrica em energia luminosa — afirmativa II correta. O forno de micro-ondas converte energia elétrica em radiação eletromagnética (micro-ondas), não em energia sonora — afirmativa III incorreta. O rádio converte energia elétrica em energia sonora, não térmica — afirmativa IV incorreta. O chuveiro converte energia elétrica em energia térmica — afirmativa V correta. (Fonte: IFMG) --- Na primeira coluna estão relacionadas algumas transformações de energia e na segunda, aparelhos em cujo funcionamento uma dessas transformações é predominante. Relacione corretamente os aparelhos indicados na segunda coluna com a respectiva transformação de energia, escrevendo, nos parênteses, o número adequado. (1) energia elétrica em energia luminosa (2) energia elétrica em energia mecânica (3) energia luminosa em energia elétrica (4) energia química em energia elétrica (5) energia mecânica em energia elétrica ( ) pilha ( ) célula fotoelétrica ( ) gerador de uma usina hidrelétrica ( ) liquidificador ( ) lâmpada A sequência numérica correta é: A) 3-4-5-2-1 B) 4-5-3-1-2 C) 3-2-4-1-5 D) 2-4-3-1-5 E) 4-3-5-2-1 **Gabarito:** E **Comentário:** A pilha converte energia química em energia elétrica (4). A célula fotoelétrica converte energia luminosa em energia elétrica pelo efeito fotovoltaico (3). O gerador de uma usina hidrelétrica converte energia mecânica em energia elétrica (5). O liquidificador converte energia elétrica em energia mecânica de rotação (2). A lâmpada converte energia elétrica em energia luminosa (1). A sequência é 4-3-5-2-1. (Fonte: IFES) --- A televisão é um equipamento elétrico residencial que realiza múltiplas transformações de energia simultaneamente. Identifique e nomeie as três formas de energia produzidas por uma televisão em funcionamento a partir da energia elétrica fornecida pela rede. Em seguida, indique qual dessas formas de energia representa o principal objetivo funcional do equipamento e qual representa energia dissipada como resíduo. **Gabarito:** As três formas de energia produzidas são: 1. Energia luminosa — responsável pela imagem exibida na tela 2. Energia sonora — responsável pelo áudio emitido pelos alto-falantes 3. Energia térmica — dissipada como calor pelos componentes eletrônicos O principal objetivo funcional da televisão é a produção simultânea de energia luminosa e sonora (imagem e som). A energia térmica representa o resíduo dissipado, resultado inevitável da resistência elétrica dos componentes. **Images:** - https://storage.googleapis.com/teachy-classroom-contents/images/imported/f3243deece65772901f9b258fd4bb74b1bdd31c5e96b332ac1deb8d854dbfc4f.jpg — Televisão vintage com tela CRT em ambiente doméstico, ilustrando equipamento elétrico que transforma energia elétrica em energia luminosa, sonora e térmica | Attribution: Fonte: PJ Gal-Szabo - Unsplash [INTERACTIVE: d-rp | Escaneie para responder os exercícios desta seção na plataforma Teachy e receber correção automática]