SD4 1 - Transformações de energia

Prévia do material em texto

Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
Transformações de energia 
Duração: 3 aulas 
Referência do Livro do Estudante: Unidade 3, Capítulo 8 
 
Relevância para a aprendizagem 
Nesta sequência didática, o objetivo é construir o conceito de transformação de energia, de 
forma que os estudantes consigam classificar os equipamentos eletrônicos que os cercam no cotidiano 
de acordo com as transformações energéticas que ocorrem neles. Complementarmente, são 
propostas atividades com o intuito de promover a conscientização da turma acerca do uso responsável 
dos equipamentos elétricos por meio da análise da consequência de seus usos. Tal análise permite que 
os estudantes reflitam e possam propor soluções práticas de economia de energia elétrica. 
 
Objetivos de aprendizagem 
• Reconhecer os diversos tipos de energia e compreender como eles se transformam. 
• Conhecer as fontes de energia elétrica. 
• Promover a reflexão do uso responsável da energia elétrica. 
 
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
Competências gerais e específicas (BNCC) 
Competências 
Gerais 
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. 
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. 
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 e a consciência socioambiental em âmbito local, 
regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, 
dos outros e do planeta. 
9. Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, fazendo-
se respeitar e promovendo o respeito ao outro, com acolhimento e valorização da 
diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e 
potencialidades, sem preconceitos de origem, etnia, gênero, idade, 
habilidade/necessidade, convicção religiosa ou de qualquer outra natureza, 
reconhecendo-se como parte de uma coletividade com a qual se deve comprometer. 
Específicas 
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. 
5. Construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e 
negociar e defender ideias e pontos de vista que respeitem e promovam a 
consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e 
valorizando a diversidade de indivíduos e grupos sociais, sem preconceitos de 
nenhuma natureza. 
7. Agir pessoal e coletivamente com respeito, autonomia, responsabilidade, 
flexibilidade, resiliência e determinação, recorrendo aos conhecimentos das Ciências 
da Natureza para tomar decisões diante de questões científico-tecnológicas e 
socioambientais e a respeito da saúde individual e coletiva, com base em princípios 
éticos, democráticos, sustentáveis e solidários. 
 
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
Objeto de conhecimento e habilidades (BNCC) 
Objeto de conhecimento Habilidades 
Transformação de energia 
(EF08CI03) 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). 
(EF08CI04) Calcular o consumo de eletrodomésticos a partir dos dados de potência 
(descritos no próprio equipamento) e tempo médio de uso para avaliar o impacto de 
cada equipamento no consumo doméstico mensal. 
 
Desenvolvimento 
Aula 1 – Compreendendo as transformações de energia 
Duração: cerca de 45 minutos. 
Local: sala de aula. 
Organização dos estudantes: nas carteiras ordenadas em fileiras. 
Recursos e/ou material necessário: quadro de giz, giz, caderno e lápis. 
Atividade 1 – Energia no cotidiano (20 minutos) 
Inicie a aula com a pergunta “O que vocês acham que é energia?”, para verificar os 
conhecimentos prévios dos estudantes acerca do tema. Solicite exemplos de situações e objetos em 
que a energia tem um papel importante. Considerando as inferências dos estudantes, explique sobre 
a lei da Conservação de Energia, que define que a energia não é perdida, mas que ela se transforma, 
sendo manifestada em diversas modalidades, conservando-se. 
Para elucidar essa definição, aproveite os exemplos simples do cotidiano em que a energia 
está presente e é transformada, citados pelos estudantes, para que a aprendizagem seja significativa. 
Por exemplo, mencione que a energia pode estar na forma de calor, o qual é responsável pelo 
funcionamento de diversos dispositivos, como uma panela, onde a energia em forma de calor 
proveniente da combustão do gás de cozinha é utilizada para cozinhar alimentos. Os veículos utilizam 
a energia liberada pela combustão do etanol, gasolina, diesel, etc., convertendo-a em energia cinética, 
promovendo o deslocamento. Os aparelhos eletrônicos, como o ventilador, transformam a energia 
elétrica em energia cinética (de movimento), movimentando suas hastes e produzindo o vento. As 
lâmpadas utilizam a energia elétrica para emitirem energia luminosa e térmica, enquanto o ferro de 
passar roupa, o secador de cabelo e o chuveiro transformam a energia elétrica em energia térmica. 
Neste momento é importante nomear corretamente cada tipo de energia para que fique claro aos 
estudantes que ocorre a transformação. 
O corpo humano é um exemplo interessante e complexo, porém é possível identificar 
facilmente os tipos de energia. O calor que nosso corpo libera é a energia térmica, os nossos neurônios 
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
conduzem corrente elétrica, os processos químicos nas células armazenam e consomem gordura 
(energia química) dando-nos energia para nos movimentarmos, que é a energia mecânica (cinética). 
Após esse momento, proponha a criação de uma tabela no quadro de giz, contendo objetos e 
aparelhos eletrônicos na primeira coluna e os tipos de transformações de energia que ocorrem neles 
nas outras colunas. Preencha a tabela com a ajuda dos estudantes, até atingir pelo menos 15 itens. 
Tabela 1 – Os dispositivos e as transformações de energia 
Dispositivos 
Transformação de energia 
De Para 
Ventilador Elétrica Mecânica 
Bateria/pilha Química Elétrica 
Chuveiro elétrico Elétrica Térmica 
Veículo Química e térmica Mecânica 
Lâmpada Elétrica 
Luminosa (ondas 
eletromagnéticas)/térmica 
Violão Mecânica Sonora (ondas mecânicas) 
Televisão Elétrica 
Luminosa (ondas 
eletromagnéticas)/sonora (ondas 
mecânicas)/térmica 
Caixa de somElétrica Sonora (ondas mecânicas) 
Máquina de lavar Elétrica Mecânica 
Ar-condicionado Elétrica Mecânica (vento) e térmica 
Aquecedor de ar Elétrica Mecânica (vento) e térmica 
Secador de cabelo Elétrica Mecânica (vento) e térmica 
Lanterna Química 
Luminosa (ondas 
eletromagnéticas) 
Bicicleta Mecânica Cinética 
Telefone celular 
Química, eletromagnética e 
sonora 
Elétrica, luminosa, 
eletromagnética e sonora (ondas 
mecânicas) 
O exemplo do celular é especialmente importante, pois ocorrem várias transformações de energia, 
como: a bateria transforma energia química em elétrica abastecendo os circuitos do celular, uma antena 
interna capta ondas eletromagnéticas lendo-as como informação e emitindo essas informações na tela por 
meio da energia luminosa, assim como os alto-falantes transformam essas informações, com a energia 
elétrica, em energia sonora (ondas mecânicas). Em uma ligação, o microfone capta o som, energia sonora, 
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
transformando-a em impulso elétrico que vai para o circuito, sendo emitida uma onda eletromagnética, 
contendo essas informações, para a torre da operadora de celular. 
Atividade 2 – Fluxo da transformação de energia (25 minutos) 
No segundo momento da aula, pergunte aos estudantes sobre como eles imaginam que a 
energia elétrica é produzida. Considerando os exemplos citados pelos estudantes, complemente 
mencionando as usinas hidrelétrica, térmica, nuclear, eólica, solar, de biomassa e de maremotriz; e 
explique, anotando-as no quadro de giz, como cada uma dessas usinas transforma um tipo de energia 
específico em energia elétrica: 
• Hidrelétrica: utiliza a energia potencial (mecânica) das águas dos rios represados, que se 
transforma em energia cinética (mecânica) com a queda pelo desnível, entra nas turbinas 
que movimentam o gerador que a transforma em energia elétrica. 
• Térmica: utiliza a energia térmica (calor), produzida através da queima de combustível 
(energia química), que aquece as caldeiras que contêm água; o vapor produzido 
movimenta (energia cinética) uma turbina ligada ao gerador que produz energia elétrica. 
• Nuclear: é similar à térmica, utilizando a energia térmica proveniente da fissão nuclear 
(energia química), que aquece as caldeiras que contêm água; o vapor produzido 
movimenta (energia cinética) uma turbina ligada ao gerador que produz energia elétrica. 
• Eólica: utiliza a energia cinética (mecânica) dos ventos, que gira as turbinas ligadas a 
geradores que produzem energia elétrica. 
• Solar: utiliza a energia luminosa (ondas eletromagnéticas) que incide nos painéis solares 
que são compostos por células fotovoltaicas, para liberar elétrons dentro dessas células 
gerando energia elétrica. 
• De biomassa: é similar à térmica, utiliza a energia térmica da combustão de biomassa 
(energia química), que aquece as caldeiras que contêm água; o vapor produzido 
movimenta (energia cinética) uma turbina ligada ao gerador que produz energia elétrica. 
• Maremotriz: utiliza a energia mecânica do movimento das águas do mar para comprimir o 
ar dentro de uma câmara; o ar comprimido força uma turbina ligada ao gerador que 
produz energia elétrica. 
Após esse momento, informe os estudantes de que a matriz energética brasileira é constituída 
em sua maioria por usinas hidrelétrica, devido, principalmente, à abundância de rios em nosso país. 
Porém, há nesse quadro uma forte tendência e investimento na criação de usinas que tenham menor 
impacto ambiental, como as usinas solares e eólicas, que são uma ótima alternativa para as regiões 
Morte e Nordeste do Brasil, devido aos fortes ventos e à maior incidência de raios solares. 
Por fim, solicite que os estudantes façam os registros das informações do quadro de giz em 
seus cadernos, para que os tenham como fonte de consulta para a atividade da próxima aula. 
 
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
Aula 2 – Produzindo fluxogramas das transformações de energia 
Duração: cerca de 45 minutos. 
Local: sala de aula. 
Organização dos estudantes: em grupos de 4 integrantes. 
Recursos e/ou material necessário: quadro de giz, giz, cartolina, canetas coloridas, folhas de papel sulfite coloridas ou 
brancas, cola e tesoura. 
Inicie a aula organizando os estudantes em grupo de 4 integrantes e disponibilize para cada 
grupo uma cartolina, folhas de papel sulfite brancas ou coloridas, que tenham cores distintas da 
cartolina e materiais de arte como tesoura, cola e canetas coloridas. 
Após a organização dos grupos, peça para que, utilizando os conhecimentos adquiridos na aula 
1, criem um fluxograma das transformações de energia desde a sua produção até o seu consumo, de 
forma a sistematizar os novos conhecimentos. Para orientar as produções, faça um fluxograma no 
quadro de giz com um dos exemplos citados, como o caso da usina solar e a utilização de um carregador 
de bateria de celular, para o uso do objeto: celular, conforme ilustrado a seguir. 
 
Aula 3 – Compartilhando saberes energéticos 
Duração: cerca de 45 minutos 
Local: sala de aula. 
Organização dos estudantes: em grupos de 4 integrantes. 
Recursos e/ou material necessário: cartolinas com os fluxogramas dos grupos. 
Inicie a aula organizando os estudantes em seus grupos de trabalho e estabelecendo um tempo 
para as apresentações dos fluxogramas produzidos na aula 2, considerando o tempo de aula, o número 
de grupos e um período para discussões. 
Luz do Sol:
Energia luminosa (eletromagnética)
Placas solares transformam energia 
luminosa em energia química 
carregando baterias
Baterias carregadas transformam 
energia química em energia elétrica
Fonte carregadora da bateria do 
celular: envia energia elétrica para a 
bateria do celular que a transforma 
em energia química
Bateria do celular: armazena energia 
química e transforma energia 
elétrica para o celular
Celular: consome a energia elétrica 
da bateria transformando-a em 
energia luminosa (tela), energia 
sonora (alto-falantes) e energia 
eletromagnética (emissão de sinais 
digitais)
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
À medida que cada grupo apresentar seus fluxogramas, promova questionamentos para 
realizar correções e complementações que julgar necessárias. 
Ao final das apresentações sistematize, brevemente, os tipos de energia estudados, algumas 
de suas origens e transformações, considerando as temáticas que não foram contempladas nas 
apresentações dos grupos ou a que é mais desenvolvida na região em que a escola está inserida. 
 
Aula 4 – Consumo de energia elétrica – Classificação de aparelhos eletrônicos 
Duração: cerca de 45 minutos 
Local: sala de aula. 
Organização dos estudantes: nas carteiras, organizadas em fileiras. 
Recursos e/ou material necessário: caderno, quadro de giz, giz ou caneta. Se possível, equipamento multimídia para 
projeção da conta de luz para análise coletiva. 
Atividade 1 – Consumo energético (20 minutos) 
Inicie a aula mencionando que as usinas produzem energia elétrica, essa produção envolve 
custos, os quais são compartilhados com quem consome essa energia, resultando na conta de energia 
elétrica. Dessa forma, para economizar energia, é fundamental conhecer os aparelhos que mais 
consomem esse recurso. 
Pergunte aos estudantes se a energia elétrica gasta por aparelhos que envolvem muitas 
transformações de energia seria maior ou menor quando comparada com um aparelho que envolve 
poucas transformações de energia. Depois de levantar as hipóteses, apresente o conceito de potência 
energética: 
A potência é medida em watt (W), e consiste na relação do consumo de energia (medido em 
Joule) pelo tempo de uso (medido em segundos): 
Energia
P
Tempo
= 
Nesse momento, informe que cada aparelho possui uma potência própria e pode variar de 
marca para marca. Vejaa seguir um exemplo: 
Aparelho Potência (W) 
Lâmpada 
incandescente 
25 W 
Lâmpada de LED 6 W 
TV LED 32’’ 80 W 
Chuveiro elétrico 5500 W 
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
Reproduza no quadro uma tabela como a referência anterior. A partir da potência dos 
equipamentos e do tempo de utilização, os estudantes deverão calcular o gasto de energia mensal de 
cada um, conforme o quadro a seguir. 
Aparelho Potência (W) Potência (kW) 
Utilização diária 
(horas) 
Consumo 
mensal em 
kWh 
Lâmpada 
incandescente 
25 W 0,025 kW 8 h 6 kWh 
Lâmpada de LED 6 W 0,006 kW 8 h 1,44 kWh 
TV LED 32’’ 80 W 0,080 kW 4 h 9,6 kWh 
Chuveiro elétrico 5500 W 5,500 kW 0,6 h (40 minutos) 99 kWh 
Após o preenchimento da tabela, promova um debate acerca da contribuição que cada 
aparelho eletrônico tem no gasto de energia mensal. A partir disso, os estudantes deverão pensar e 
propor medidas que reduzam esse gasto, como diminuir o tempo do banho, desligar as lâmpadas de 
ambientes onde não estão sendo utilizadas, trocar lâmpadas incandescentes por LED, desligar os 
aparelhos eletrônicos da tomada antes de dormir, etc. 
 
Aferição do objetivo de aprendizagem 
A avaliação do processo de aprendizagem pode ser realizada por meio das atividades 
propostas nesta sequência didática. Os fluxogramas criados pelos estudantes na aula 2 apresentam-se 
como uma ótima ferramenta, já que proporcionam a exposição das concepções dos estudantes 
verificando o conhecimento adquirido sobre as transformações de energia. Complementarmente, 
também é possível, após a exposição das tabelas de consumo dos aparelhos eletrônicos e do debate 
sobre medidas de economizar energia elétrica (aula 4), expandir essas atividades, solicitando aos 
estudantes que criem um informativo para compartilhar na escola para a comunidade escolar, 
contendo soluções práticas de economia de energia elétrica considerando os equipamentos que 
consomem mais energia elétrica. 
Sugere-se também que sejam propostos aos estudantes alguns questionamentos que 
conduzam a uma autoavaliação, baseada no objetivo de aprendizagem desta sequência, que inclua a 
compreensão dos conceitos abordados bem como o desenvolvimento de postura comprometida com 
as atividades coletivas. 
 
 
 
Material Digital do Professor 
Ciências – 8º ano 
3º bimestre – Sequência didática 2 
Questões para autoavaliação 
• Você sabia sobre as transformações de energia? Como esse conhecimento o ajudou a 
compreender como a energia elétrica chega a sua residência? 
• O que eu compreendi sobre a necessidade de verificar quais aparelhos consomem mais ou 
menos energia? 
 
Questões para auxiliar na aferição 
1. Cite duas maneiras de obter energia elétrica e quais as transformações de energia envolvidas em 
cada uma delas. 
2. Quais fatores influenciam na quantidade de energia consumida em uma residência? 
 
Gabarito das questões 
1. Em uma usina de energia solar: a energia luminosa (eletromagnética) é transformada em energia 
química abastecendo uma bateria, que por sua vez a transforma em energia elétrica. Em uma usina 
termelétrica: a energia térmica da queima de um combustível (energia química) aquece a água de 
caldeiras, o vapor formado move as hélices (energia cinética) de uma turbina associada a um 
gerador, transformando energia de movimentos em energia elétrica. 
2. A potência dos aparelhos domésticos e o tempo de uso mensal de cada aparelho.