“Mãos na micro eletricidade”
Transferências de energia entre
corpos fechados e espaços,
medições de várias pilhas biológic...
Perguntas a submeter aos estudantes
sem comentar as respetivas respostas
• Já alguma vez ouviste falar em energia? Se sim
...
Regras a que temos de obedecer
• Todo o material é frágil e algum pode magoar.
• Tem de ser tratado com todo o cuidado, nã...
Jogo da verificação
Um elemento do grupo,
à vez, após ouvir o nome
do material acha-o (com
a ajuda do outro
elemento) e mo...
Jogo da verificação - 1
Pilha 4,5 Volt;
capacidade 3 A*h
(polo + é + curto)
Lâmpada 3,5 Volt;
0,2 Ampére e
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Jogo da verificação - 2
Chave de fendas de
cabo vermelho
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fio térmico (isolado)
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(-3ºC 103ºC)
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Jogo da verificação - 3
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(solenóide)
Painel solar Multímetro, fio elétrico com ter...
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Fios elétricos:
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Comparação entre a pilha e a tomada
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Jogo da luz
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térmica no filamento -> luminosa para o espaço
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Após algum tempo para
experimentação dá-se uma sugestão…
Sugestão: O polo positivo
(+) da pilha tem de ficar
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Parabéns conseguiste!
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Jogo da luz comandada
energia na pilha -> energia nos fios e filamento
-> energia transportada para o espaço
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Após algum tempo para
experimentação dá-se uma sugestão…
Desaperta ligeiramente os parafusos do
interruptor, introduz as p...
Esta fotografia foi tirada no momento em que
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fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletri...
Parabéns conseguiste!
fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 16
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energia na pilha -> energia no fio térmico ->
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Consegues montar
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Após algum tempo para
experimentação dá-se uma sugestão…
Basta enrolar as duas pontas do fio a cada um dos polos da pilha....
Muito bem, conseguiste!
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Ao fim de 3 desafios e quase 3
horas passadas!
Podes medir a
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pilha biológica
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Quantos volts dá a tua pilha biológica?
Espera que o
professor insira o
prego e a moeda de 2
cêntimos no teu fruto
e depoi...
Aqui ficam algumas das medidas
efetuadas e registradas no quadro …
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Mas a união faz a força, não é
verdade?
A laranja e o limão (em série)
dão cerca de 1,0 V (um volt)!
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Bateria gasta não recarregável
O que não se deve
fazer:
• Queimar
• Abrir
• Deitar no lixo
normal
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Transferência de energia em corpos
fechados, entre corpos fechados e espaços
• A energia pode “mover-se” de uns corpos par...
Não confundas energia armazenada e
diferença de potencial numa pilha
Para conheceres a energia armazenada numa pilha tens
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A Rosa Brígida (docente de Física responsável pela
atividade) agradece:
o as colaborações da Cristina Costa (docente
Matem...
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Maos na micro eletricidade 1 fevereiro 2014

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Transferências de energia no interior de corpos fechados, entre corpos fechados e entre corpos fechados e o espaço vizinho envolvente. Proposta de umas atividades simples para o 3º ano e 4º ano do 1º ciclo do ensino básico.

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Maos na micro eletricidade 1 fevereiro 2014

  1. 1. “Mãos na micro eletricidade” Transferências de energia entre corpos fechados e espaços, medições de várias pilhas biológicas. Rosa Brígida Fernandes 20-02-2014 (experiência piloto) 11-4-2014 (1ª atividade da Páscoa)
  2. 2. Perguntas a submeter aos estudantes sem comentar as respetivas respostas • Já alguma vez ouviste falar em energia? Se sim fala de um exemplo concreto. • Conheces objetos que têm energia? Podes dar exemplos? • A energia pode mover-se entre diferentes sítios ou corpos? Se achas que sim dá exemplos que conheças. • Supõe que tens um corpo (vivo ou não vivo) onde não possa entrar nem sair nenhum material, mesmo assim pode nesse corpo entrar ou sair energia? Se sim diz como. fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 2
  3. 3. Regras a que temos de obedecer • Todo o material é frágil e algum pode magoar. • Tem de ser tratado com todo o cuidado, não se deve forçá-lo, deixá-lo cair, nem manejá-lo com gestos bruscos ou distraídos. • Caso não estejas a conseguir fazer algo chama alguém para te ajudar. fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 3
  4. 4. Jogo da verificação Um elemento do grupo, à vez, após ouvir o nome do material acha-o (com a ajuda do outro elemento) e mostra-o! fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 4
  5. 5. Jogo da verificação - 1 Pilha 4,5 Volt; capacidade 3 A*h (polo + é + curto) Lâmpada 3,5 Volt; 0,2 Ampére e suporte Interruptor para abrir e fechar o circuito Fio elétrico com isolador vermelho, prego de ferro e moeda de 2 cêntimosfevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 5
  6. 6. Jogo da verificação - 2 Chave de fendas de cabo vermelho Termómetro com fio térmico (isolado) enrolado (-3ºC 103ºC) Vários materiais: disco madeira, rebite de alumínio, anel cobre, prego ferro, pedaço de corda, berlinde vidro, barra carbono e barra de borracha, parafuso bronze, pedra, pedaço porcelana fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 6
  7. 7. Jogo da verificação - 3 Prego de ferro com fio elétrico enrolado (solenóide) Painel solar Multímetro, fio elétrico com terminações em pinça, batata ou laranja ou limão com moeda e prego incrustados fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 7
  8. 8. Jogo da verificação – 4 Este material está à tua frente?Suportes e Lâmpadas: elétrica luminosa Fios elétricos: elétrica térmica Pilha: Química elétrica interruptor Chave de fendas Parafusos Termómetro com fio térmico na base fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 8
  9. 9. Comparação entre a pilha e a tomada elétrica Esta pilha não é perigosa, apenas pode descarregar uma potência elétrica de: 0,5 V × 0,1 mA = 0,00005 W=50 microWatt!! A tomada elétrica é muito perigosa, pode descarregar uma potência elétrica de: 220 V × 15 A = 3300 W=3,3 kiloWatt! Energia Química para elétrica 0,5 volt; até 0,1 miliampère. Energia elétrica 220 volt, até 15 ampère ou mais!!!! fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 9
  10. 10. Jogo da luz energia química na pilha -> elétrica no filamento -> térmica no filamento -> luminosa para o espaço Consegues acender a lâmpada usando apenas a pilha e a lâmpada ? No filamento da lâmpada, a energia elétrica converte-se em térmica e transfere-se para o espaço por intermédio da radiação : elétrica térmica luz fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 10
  11. 11. Após algum tempo para experimentação dá-se uma sugestão… Sugestão: O polo positivo (+) da pilha tem de ficar em contacto com o polo + da lâmpada e o polo negativo (-) da pilha tem de ficar em contacto com o polo - da lâmpada. Mas no caso da lâmpada incandescente qualquer dos contactos elétricos pode funcionar como polo + ou -. Polo - da pilha Polo + da pilha Contacto elétrico na base Contacto elétrico na rosca lateral fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 11 Se trocar os contactos elétricos, a lâmpada também acende
  12. 12. Parabéns conseguiste! fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 12
  13. 13. Jogo da luz comandada energia na pilha -> energia nos fios e filamento -> energia transportada para o espaço Consegues comandar o apagar e acender da luz usando um interruptor? Sugestão: poderias usar uma pilha, 2 parafusos, 3 fios elétricos, o interruptor, a lâmpada e respetivo suporte e a chave fendas. Chave de fendas 2 Parafusos Lâmpada: elétrica térmica luminosa interruptor fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 13 Fios elétricos: elétrica térmica Pilha: Química elétrica
  14. 14. Após algum tempo para experimentação dá-se uma sugestão… Desaperta ligeiramente os parafusos do interruptor, introduz as pontas dos fios em arco e volta a apertar. Introduz os 2 parafusos, pela ranhura, nos 2 polos da pilha e aparafusa para ajustar as ligações. Liga um dos fios do interruptor a um dos polos da pilha, desaparafusando e voltando a aparafusar o parafuso. Desaperta ligeiramente os parafusos do suporte da lâmpada, introduz a ponta do fio que liga ao interruptor. Para o circuito fechar é necessário ligar um fio eléctrico da pilha ao suporte da lâmpada. Baixando a patilha do interruptor fecha o circuito elétrico e a lâmpada acende-se. fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 14
  15. 15. Esta fotografia foi tirada no momento em que o Ricardo fecha o circuito fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 15
  16. 16. Parabéns conseguiste! fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 16
  17. 17. Jogo do fio térmico energia na pilha -> energia no fio térmico -> energia no termómetro Consegues montar um circuito simples para observar o aumento de temperatura num fio elétrico onde passa a corrente? Sugestão: poderias usar a pilha e o fio térmico enrolado ao termómetro. Pilha: Química Elétrica Fio térmico enrolado a termómetro Elétrica térmica fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 17
  18. 18. Após algum tempo para experimentação dá-se uma sugestão… Basta enrolar as duas pontas do fio a cada um dos polos da pilha. Em pouco menos de um minuto a temperatura sobe dos 20 °C aos 80°C. fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 18
  19. 19. Muito bem, conseguiste! fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 19
  20. 20. Ao fim de 3 desafios e quase 3 horas passadas! Podes medir a diferença de potencial da tua pilha biológica constituída pela laranja/limão que trouxeste, com uma moeda de 2 cêntimos e um prego incrustados?
  21. 21. Quantos volts dá a tua pilha biológica? Espera que o professor insira o prego e a moeda de 2 cêntimos no teu fruto e depois mede a diferença de potencial da tua bateria usando um multímetro e dois fios de ligação. Pilha biológica: Química Elétrica multímetro Cerca de 0,5 V (meio volt)! fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 21
  22. 22. Aqui ficam algumas das medidas efetuadas e registradas no quadro … fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 22
  23. 23. Mas a união faz a força, não é verdade? A laranja e o limão (em série) dão cerca de 1,0 V (um volt)! fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 23
  24. 24. Bateria gasta não recarregável O que não se deve fazer: • Queimar • Abrir • Deitar no lixo normal O que se deve fazer: usar o pilhómetro! Energia química energia elétrica termo de Benjamim Franklin fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 24
  25. 25. Transferência de energia em corpos fechados, entre corpos fechados e espaços • A energia pode “mover-se” de uns corpos para outros, mesmo que esses corpos sejam fechados, isto é, mesmo que não haja entrada nem saída de materiais para dentro ou para fora desses corpos. Por exemplo, vimos que a energia da pilha ia sendo continuamente transferida para os fios ligados à pilha, apesar de não haver materiais da pilha a moverem-se em direção aos fios. Podemos verificar isso pesando a pilha no início e fim das atividades. • Dentro de cada corpo fechado, a energia pode “mover-se” entre as suas várias componentes. Por exemplo, no interior dos fios metálicos, a energia elétrica dos eletrões livres (componentes muitos leves do metal) transfere-se para a energia térmica dos iões (componentes muito pesados do metal). • A energia pode “mover-se” no interior dos corpos fechados, entre corpos fechados e entre corpos fechados e os espaços vizinhos envolventes (e vice-versa) através dos fenómenos de transferência de energia: luz, calor e/ou trabalho. A energia da pilha transfere-se para os eletrões livres dos metais a ela ligados através do trabalho (conceito muito difícil de aprender). A energia térmica dos iões do metal transfere-se para a base do termómetro através do calor e a energia térmica do filamento da lâmpada transfere-se para o espaço envolvente à lâmpada através da luz. fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 25
  26. 26. Não confundas energia armazenada e diferença de potencial numa pilha Para conheceres a energia armazenada numa pilha tens de multiplicar a diferença de potencial dessa pilha pela intensidade de corrente que ela consegue fornecer e pelo tempo que dura essa corrente. Por exemplo, para que usaste (pilha 3R12 de 4,5 V, de capacidade 3 A×h) temos: 4,5 V × 3 A × 3600 s = 48600 J (quarenta e oito mil e seiscentos joule!) No caso da tua fruta ou vegetal, assumindo 0,5 V e uma corrente de 0,05 mA durante 10 horas teríamos: 0,5 V × 0,00005 A × 36000 s = 0,9 J (quase 1 joule!) fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 26
  27. 27. A Rosa Brígida (docente de Física responsável pela atividade) agradece: o as colaborações da Cristina Costa (docente Matemática, responsável pela coordenação da experiência piloto), do Rui Gonçalves (docente Física e colaborador), da Carla Silva (docente Física e colaboradora) e da Ana Nata (docente Matemática e colaboradora); o a disponibilidade e interesse demonstrados pela professora Fátima Dipaola, do 3º ano da Escola Infante Dom Henrique, para acolher a experiência piloto; o o entusiasmo, dedicação e criatividade demonstrada pelas crianças do 3º ano da Escola Infante Dom Henrique que aderiram a estes e outros desafios por elas imaginados … fevereiro 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade 27

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