Aula Eletrizante: como transformar e transferir energia através de vegetais e frutos

Transformação e transferência de energia

Camila Dias de Castro – Apresentador da aula

Camila Rodrigues de Souza – Criador do blog

Com esta aula, pretendemos despertar no aluno a curiosidade a respeito do tema, e assim fazer com que ele saia dos anos iniciais com uma base deste assunto, para que nas séries seguintes não tenham tantas dificuldades com a disciplina, pois já terá um contato com o assunto. Além de despertar essa curiosidade esperamos que nossa metodologia desmitifique o preconceito de que a aula é muita complexa, queremos transformar noções abstratas em uma aprendizagem concreta através da experimentação.

O objetivo de nossa aula é promover através de experimentos; comparações, questionamentos e hipóteses que irão ajudar a compreender como ocorre a transformação e transferência de energia química em energia elétrica. Segundo o autor Halliday David(1916),

 é necessário que identifiquem conceitos fundamentais e pensem em questões cientificas

A teoria realizada em harmonia com a prática auxilia na aprendizagem, o conhecimento é gradual, primeiramente deve se compreender conceitos fundamentais para depois conseguir avaliar e compreender questões científicas. O conhecimento novo se apoia numa estrutura cognitiva já existente (LUCKESI,1991).

Será realizada uma experiência com legumes e frutos, fios e barras de metal, para ligar aparelhos de baixa carga elétrica, pois segundo, José Claudio de Oliveira Reis, Professor do curso de Licenciatura em Física da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ),

as aulas práticas induzem o aluno aos questionamentos, e quanto mais dúvidas surgem, maior será o aprendizado.

Queremos mostrar que apesar do preconceito com a matéria, através do experimento o conteúdo pode tornar-se mais fácil. Em aulas anteriores ao experimento, explicamos como a transformação química ocorre na natureza procuramos evidenciar esse processo de uma forma simplista, ressaltando aquilo que o aluno pode ver no seu cotidiano como o apodrecimento de um fruto, a transformação do sabão feito de gordura.

Após ter explicado a teoria em sala de aula aplicaremos um experimento para reforçar o conteúdo e retirar as dúvidas que ainda possam existir. Nesse experimento faremos quatro grupos, alguns vão trabalhar com vegetais outros com frutos. Nesses alimentos serão colocadas placas de cobre e zinco (ou alumínio) nas quais serão fixados fios onde vai passar a corrente elétrica. Os circuitos serão diferenciados alguns estarão em serie e outros em paralelo.

Depois do experimento cada grupo responderá um questionário que será discutido, para que todos vejam as diferenças entre um experimento e outro, sendo que todos tem o mesmo objetivo, que é transformar a energia dos alimentos em energia elétrica e transferi-la através de uma corrente, mas os meios são diferentes. Queremos evidenciar qual meio é mais eficaz, se são os frutos ou os legumes, qual circuito tem uma corrente maior em serie ou em paralelo.

A nossa metodologia é baseada na discussão, em um conhecimento compartilhado para gerar mais conhecimento. O experimento feito servirá para observação e comparação parar abrir espaço as curiosidades ou dúvidas sobre o assunto, dessa forma promoverá questionamentos que auxiliaram mais ainda a fixar o conteúdo, como diz Chico Alencar(2001),

o conhecimento que não é compartilhado é vazio.

Com essa aula temos a pretensão de rever conteúdos para reforça-los, tirar dúvidas que ainda possam existir e instigar o interesse dos alunos mostrando que a física pode ser compreendida e que faz parte de nossa realidade, nos ajuda a compreender o mundo e suas diversas formas de energia e como elas podem ser transformadas e transferidas.

Referências

http://www.uemmg.org.br/list.noticia.php/origem/20/noticia/511/titulo/Recursos_didaticos

HALLIDAY, D;RESNICK;WALKER. Fundamentos da física. 8 ed. Rio de Janeiro: redbstyle;(tradução e revisão Ronaldo Sérgio de Biasi),1916.v 2:gravitação,ondas e termodinâmica.

LUCKESI,C. Tendências pedagógicas na prática escolar. In: Luckesi. Filosofia da Educação. São Paulo: Cortez,1991.p.83.

ALENCAR,CHICO. Educar é humanizar. Rio de Janeiro. ed.vozes,2001,p.103.

           
 Como transformar e transferir energia através de vegetais e  frutos?

           

     E ai galera, no nosso dia-a-dia a gente vê de tudo um pouco, mas eu dúvido que alguém já ouviu falar que podemos usar batatas para ligar uma calculadora ou uma lâmpada, vocês acham possível ?Por mais estranho que pareça sim é possível, as batatas tem energia,chamada de energia química.Essa energia é transferida da batata para a calculadora.Transferir é o mesmo que mudar esse energia de um lugar para outro,a energia   da batata se transfere para a calculadora. Beleza, mas como essa energia se transfere para a calculadora? Além disso a  energia da batata é química e a calculadora usa energia elétrica então como conseguimos ligar esses aparelhos?

     A energia é algo que não se vê nem se toca, essa energia segundo Lavousier " não se cria, não se perde,  se transforma" ,a  transformação de energia é  passar de um sistema para outro,mudar de  uma forma para outra forma,a energia pode ser química e se transformar em elétrica,pode ser térmica e se transformar em química.Então vamos compreender o que é transformação e transferência de energia,para entendermos como vamos ligar a calculadora com as batatas.

   Antes de ocorrer a transferência de energia ,primeiramente essa energia  será transformada.O que é transformação de energia?Como a palavra mesmo já diz é um tipo de energia que é transformada em outra,é  um tipo de energia que muda para outra forma de energia,no exemplo  acima a energia química é transformada em elétrica por isso conseguimos ligar a calculadora ou a lâmpada.Mas como ocorre essa transformação? São colocadas placas de cobre,que podem ser moedas de cinco centavos,pois essas moedas são feitas de um metal que se chama cobre,nós vamos precisar também de placas de  zinco,e ai onde vamos achar zinco?Simples é só um pegar um prego,pois o prego é feito de um metal que se chama zinco.Agora que já temos as placas vamos coloca-lós nas batatas,coloque o prego e a moeda e observe que depois de um tempo ,onde você colocou a moeda,fica verde e onde você colocou o prego sai uns bolhinhas,sendo assim é possível perceber que houve uma reação e essa reação é a transformação de energia.


Fonte:   euestudo.com.br
Os metais vão produzir uma solução,o que é essa solução?É esse material verde e essas bolhinhas que sai da batata e é através dessa solução que os íons são conduzidos.Os íons são partículas que tem muita energia,por isso eles se organizam e formam uma corrente elétrica.  Após essa solução ser feita a energia química contida nela será transferida por essa corrente, sendo a batata a fonte de energia e a calculadora ou lâmpada são os receptores.  

    Em nossa casa a energia que liga a tv, a geladeira, o computador chega até nós através de um circuito ,são fios que levam a energia que pode ser gerada em uma hidrelétrica. Qual é a fonte de energia na hidrelétrica?Nas hidrelétricas a energia usada é a força da água,para mover as turbinas, nesse processo ocorrem várias transformações de energia. Nas batatas  a energia também é transformada e transferida como ocorre na nossa casa,porém nosso circuito é pequeno porque ligaremos aparelhos de baixa carga.

      Essas transformações estão no nosso dia-a-dia um fruto que apodrece é uma transformação química,a fotossíntese que acontece nas plantas também é uma transformação, e até mesmo um prego que enferruja,pois a transformação ocorre quando temos a formação de uma nova substância,quando ha mudança de cor.Então quando o fruto apodrece ele não muda de cor e até o mesmo o sabor?Eureka acontece uma transformação e o prego não muda de cor também?Do mesmo jeito do fruto está acontecendo uma transformação,mas e na fotossíntese o que acontece?As plantas absorvem a luz do sol,essa luz é um tipo de energia chamado de energia térmica quando a planta absorve essa energia ela é transformada em energia química.Essa energia química é o alimento da planta que faz ela crescer e um pouco da energia ela armazena na raiz.Nessa reação de transformação de energia a planta usa moléculas de dióxido de carbono e água e transforma em oxigênio e glicose.A glicose é o tipo de energia que ela precisa para crescer,como eu disse anteriormente é o alimento da planta e nós também nos alimentamos dessa glicose,pois nós comemos os frutos dessa planta e nesse fruto tem energia armazenada,como a da batata que vamos usar no nosso experimento.Nós precisamos também do oxigênio produzido pelas plantas para respirar,na nossa respiração inspiramos oxigênio e exalamos dióxido de carbono que é o gás que as plantas usam na fotossíntese. Então as plantas usam o gás carbônico que liberamos na nossa respiração para produzir o oxigênio que precisamos,perceberam a importância das plantas? Sem elas nós não teríamos vida.

Fonte: httpsbciencia8.wordpress.com
 Agora que sabemos o que é  transferência de energia,vamos entender um pouco mais como ela ocorre,a transferência ocorre por condução na qual as partículas se transferem por contato umas para as outras, a batata em contato com as placas  e os fios realiza essa transferência. Toda transferência de energia tem uma fonte e um receptor e cada metal tem uma certa capacidade de trocar elétrons – uns mais, outros menos, essa capacidade diferente de cada metal é chamada de diferença de potencial, para que ocorra essa transferência de energia é necessário que haja essa diferença entre os metais e um meio condutor. Essa transferência de elétrons produz uma corrente elétrica que é o movimento ordenado de cargas no fio que quando ligados a um circuito elétrico funciona como uma bateria ou uma pilha.

   A pilha  é qualquer dispositivo no qual uma reação de oxirredução espontânea produz corrente elétrica, sendo constituída por dois polos o cátodo que  é o eletrodo no qual há redução (ganho de elétrons),sendo ele o pólo positivo da pilha e o ânodo que é o eletrodo no qual há oxidação (perda de elétrons),sendo ele  o pólo negativo da pilha. Os elétrons saem do ânodo e entram no cátodo.Na próxima aula vou explicar mais detalhado o que é a reação de oxirredução ou  reação redox,por enquanto vamos compreender como funciona a pilha.A pilha precisa de dois metais diferentes,do mesmo jeito que vamos colocar na batata,aqueles metais que falei anteriormente o prego e a moeda ,a batata vai  funcionar como uma pilha.Cada metal tem uma função um recebe elétrons e o outro doa,porém os 2 metais conduzem energia,o metal que doa elétrons será o nosso ânodo  e o que recebe é o cátodo.A pilha tem dois pólos cada um com um metal diferente,a gente já sabe quem é o ânodo e o cátodo,mas onde é o pólo negativo e o positivo?O cátodo é o nosso pólo positivo,pois ele ganha elétrons  e o ânodo o negativo,pois ele perde elétrons.

fonte:fisicanossa.blogspot.com

   Bom galera apesar de alguns nomes complexos essa reação é bem simples,como eu já disse a vocês isso tudo está no nosso dia-a-dia. Outra curiosidade, se usarmos outros vegetais vamos conseguir ligar a calculadora e a lâmpada?Sim,podemos usar beterraba,chuchu, limão todos eles tem energia química para ligar a calculadora,porém a lâmpada vai precisar de uma quantidade maior de vegetais,porque a voltagem da lâmpada é maior do que a da calculadora,mas um nome difícil né voltagem,a voltagem é a diferença de potencial contido na corrente elétrica,por exemplo uma calculadora pequena precisa de 1,5 V e a lâmpada de precisa de 3V.

   E a geladeira conseguimos ligá-la?Teoricamente sim, porém a geladeira precisa de muito mais energia do que a calculadora então precisamos colocar mais alimentos para conseguir ligá-la ,mais uma quantidade muito grande mesmo porque a geladeira consome muita energia.

Agora que tal fazermos um experimento para testarmos esse conhecimento? Então vamos lá galera:

Experimento 1

Utilizaremos 6 limões para ligar uma lâmpada de led.

1. Espete as placas no limão, a placa de zinco a esquerda e a de alumínio à direita.

2. Enrole as pontas dos fios nas placas e fixe-as com a fita isolante. Deverão sobrar duas placas livres, sendo uma placa de cobre e a outra de zinco.

3. Nas pontas que restaram , vocês irão fixar o fio preto na placa de cobre e o fio vermelho na placa de zinco.

4.Com a fita isolante, fixe o fio que está ligado na placa de cobre no pólo positivo do aparelho e o fio que está ligado no zinco no pólo negativo , agora é só ligar a lâmpada.

Fonte:uniblog.com.br

Experimento 2

Utilizaremos uma batata, uma beterraba e um chuchu para ligar uma calculadora

1.Espete a placa de zinco, uma placa em cada vegetal.

2.Calcule uma a distancia de 2cm da placa de zinco e espete a placa de cobre

3. Utilize a fita isolante para fixar os fios ligando a placa de zinco de um vegetal na placa de cobre do outro. Na montagem final, vai sobrar uma placa de zinco e uma de cobre livres.

4.Prenda o fio vermelho  no cobre e o fio preto no  zinco.(nas pontas livres que restaram)

5. Com a fita isolante, fixe o fio que está ligado no grafite  no pólo positivo do aparelho e  o fio que está ligado no zinco no pólo negativo , agora é só ligar a calculadora.

Fonte:aninhaestudante.blogspot.com