262

TEMA B • TERRA EM TRANSFORMAÇÃO

X YA

Os automóveis X e Y são iguais.X move-se à velocidade de 60 km/h e Y a 100 km/h.

Z WB

Os automóveis Z e W movem-se à mesma velocidade.A massa de Z é 900 kg e a massa de W 1800 kg.

O gelo derrete em con-tacto com a água quente.

A bola inicia o seu movi-mento.

O bico do fogão acendeenquanto há gás na gar-rafa.

1 Considera as frases que se seguem.

A – Um corpo em movimento possui energia, mas quando está parado não tem energia.

B – O carvão é energia.

C – Só os combustíveis possuem energia.

D – Qualquer corpo possui energia.

1.1 Selecciona a única frase que traduz uma afirmação verdadeira.

1.2 Justifica as que consideraste falsas.

2 Identifica a fonte de energia em cada uma das situações A, B, C e D.

As palhetas do radióme-tro de Crookes movem-sequando iluminadas pelalâmpada.

3 As fontes de energia podem ser primárias, secundárias, renováveis e não renováveis.

3.1. Indica as designações atribuídas às fontes de energia caracterizadas em A, B e C.

A – Fontes de energia que uma vez utilizadas só serão repostas a muito longo prazo.

B – Fontes de energia obtidas a partir de outras que existem na Natureza.

C – Fontes de energia que são continuamente repostas à medida que as utilizamos.

3.2. Classifica cada uma das seguintes fontes de energia.

Petróleo bruto Sol Gás natural Corrente eléctrica Urânio Gasolina

4 Explica por que motivo se diz que os sistemas A, B e C possuem energia potencial.

A – A água retida numa albufeira.

B – A gasolina contida no depósito de um automóvel.

C – Uma tira de borracha esticada.

5 Considera as situações A e B.

Indica, em cada situação, qual dos automóveis possui mais energia cinética. Justifica.

Avalia os teus conhecimentos

A B C D

263

CAPÍTULO III • ENERGIA

6 Observa a figura 1 e completa as frases A e B.

A – Entre os veículos X e Y, o que tem maior energiapotencial gravítica é _________ porque __________.

B – Entre os veículos X e Z, o de maior energia poten-cial gravítica é __________ porque __________.

7 Completa correctamente as frases que se seguem utilizando as palavras aumenta, di-minui, mantém-se.

A – Quando desces uma rampa com velocidade cada vez maior, a tua energia cinética__________ e a energia potencial __________.

B – Quando te deslocas numa estrada plana e começas a travar, a tua energia cinética__________ e a energia potencial __________.

C – Quando sobes as escadas a correr, sempre com a mesma velocidade, a tua energiacinética __________ e a energia potencial __________.

8 A figura 2 representa o pêndulo de um relógio em três posições diferentes,I, II e III. Em I a velocidade é nula e em II é máxima. Nas frases seguintesselecciona as hipóteses que permitem obter afirmações correctas.

A – Em I, a energia potencial gravítica é máxima/mínima.

B – Quando o pêndulo se move de I para II, a energia potencial gravíti-ca/cinética diminui e a energia potencial gravítica/cinética aumenta.

C – Em II, a energia potencial gravítica é máxima/mínima, mas a energiacinética é máxima/mínima.

D – Quando o pêndulo se desloca de II para III, a energia potencial gravíti-ca/cinética diminui e a energia potencial gravítica/cinética aumenta.

9 Um relógio de corda possui uma mola que fica completamente enrola-da depois de se lhe dar corda (fig. 3).

9.1 Indica:9.1.1 o nome da energia acumulada na mola enrolada.9.1.2 o nome da energia dos ponteiros em movimento.

9.2 Diz o que acontece à energia potencial da mola enquanto faz movimentaros ponteiros do relógio.

10 Completa correctamente as igualdades que se seguem:

A – 0,5 kJ = _____ J D – 0,2 MJ = _____ kJ

B – 0,26 MJ = _____ J E – 3500 kJ = _____ MJ

C – 50 MJ = _____ kJ F – 200 J = _____ kJ

X Y

Z

Fig. 1

I

II

III

Fig. 2

12

3

6

9

Fig. 3

11 Um corpo X cedeu 3000 J de energia a um corpo Y. O conjunto dos dois corpos formaum sistema isolado.

11.1 Destes dois corpos indica qual é o receptor e qual é a fonte de energia.

11.2 Das hipóteses seguintes selecciona as que indicam como variou a energia destes corpos.

A – Aumentou 3 kJ. B – Aumentou 1,5 kJ.

C – Diminuiu 1,5 kJ. D – Diminuiu 3 kJ.

12 Uma máquina consumiu 24 000 J de energia durante 20 s de funcionamento.

12.1 Calcula a potência desta máquina.

12.2 Calcula o valor da energia consumida pela máquina durante 20 minutos. Apresenta o resul-tado em J e em kWh.

12.3 Sabendo que cada kWh custa 10 cêntimos, calcula o preço da energia consumida na situa-ção anterior.

13 Uma lâmpada de poupança de energia de 20 W ilumina tanto como uma lâmpada de in-candescência de 100 W.

13.1 Qual é o nome da grandeza física cujos valores se indicam?

13.2 Supõe que a lâmpada de incandescência está ligada 4 horas por dia. Calcula o valor daenergia consumida pela lâmpada de incandescência:

13.2.1 durante um dia;

13.2.2 durante um mês (30 dias).

13.3 Calcula o valor da energia consumida pela lâmpada de poupança durante um mês, supon-do que está acesa também 4 horas por dia.

13.4 Calcula o valor da energia que se poupa ao fim de um mês se, em vez da lâmpada deincandescência, se usar a lâmpada de poupança de energia.

14 Durante o seu funcionamento, uma máquina recebeu 2000 J de energia e produziu 1200 Jde energia utilizável.

14.1 Indica os valores da energia útil, daenergia motora e da energia dissipada.

14.2 Completa o esquema ao lado, escre-vendo nas setas as designações e osvalores adequados da energia.

15 Um motor de potência útil 1200 W recebe, para funcionar, 900 kJ de energia eléctricapor minuto.

Calcula, na unidade SI, os valores da energia útil, da energia motora e da energia dissipa-da pelo motor durante um minuto de funcionamento.

16 Observa atentamente a figura 5.

A água contida no recipiente da figura precisa de receber350 000 J de energia para ferver. Para isso, o disco eléc-trico tem que estar ligado 6 minutos.

264

TEMA B • TERRA EM TRANSFORMAÇÃO

1500 WFig. 5

Fig. 4

265

CAPÍTULO III • ENERGIA

16.1 Calcula o valor da energia fornecida pelo disco eléctrico durante 6 minutos de funcionamento.

16.2 Compara o valor que obtiveste em 16.1 com o valor da energia necessária para ferver aágua e dá uma explicação para o facto de esses valores serem tão diferentes.

16.3 Calcula o valor da energia dissipada durante este processo de aquecimento.

17 Completa a tabela que se segue, calculando os valores de X e Y.

18 Considera três motores – A, B e C – com as seguintes características:

18.1 Calcula:

18.1.1 a energia útil do motor A durante 2 s.

18.1.2 a energia dissipada pelo motor B em 10 s.

18.1.3 a energia consumida pelo motor C durante 5 s.

18.2 Indica qual dos três motores tem maior rendimento. Justifica com os cálculos.

19 As sensações de quente e de frio que temos ao tocar os objectos relacionam-se comtransferências de energia devidas a diferenças de temperatura.

Classifica cada uma das afirmações seguintes como verdadeira ou falsa. Corrige as falsas.

A – Quando sentimos que um objecto “está quente” é porque a sua temperatura é superiorà do nosso corpo.

B – Quando tomamos um chá, sentimos que está quente devido ao calor que é transferi-do do nosso corpo para o chá.

C – Quando sentimos que um objecto está frio é porque a temperatura do nosso corpo éinferior à do objecto.

D – Quando comemos um gelado, sentimos que está frio devido ao calor que é transferi-do do gelado para o nosso corpo.

E – Quando tocamos num objecto e não temos a sensação de quente ou de frio é porquenão há transferências de calor.

20 Um corpo X foi colocado em contacto com um corpo Y que seencontrava a maior temperatura, até se atingir o equilíbrio térmi-co (fig. 6). Para esta situação, completa as afirmações seguintes.

A – Houve transferência de energia como calor do corpo __________ para o corpo __________.

B – A energia cedida pelo corpo _________ é _________ energia recebida pelo corpo _______.

C – A temperatura do corpo X __________.

D – Quando se atinge o equilíbrio térmico, a temperatura do corpo X é __________ tempe-ratura do corpo Y.

E. motora E. útilRendimentoMáquina

Motor A Motor B Motor C

Motor a gasolina

Energia motora em 2 s: 1500 JEnergia dissipada em 2 s: 300 J

Energia consumida em 10 s: 20 000 JEnergia útil em 10 s: 18 000 J

Energia útil em 5 s: 8000 JEnergia dissipada em 5 s: 1000 J

25%

80%

2000 J

Y

X

3500 JMotor eléctrico

X Y

Temperatura de X Temperatura de Y

Fig. 6

21 Observa atentamente a figura 7.

21.1 Indica a qual das esferas, A ou B, é necessá-rio fornecer mais energia como calor paraproduzir nas duas a mesma elevação de tem-peratura. Justifica.

21.2 Supondo que se fornece a mesma energia co-mo calor às esferas A e C, indica qual delasaumenta mais a sua temperatura. Justifica.

22 Faz a correspondência correcta entre as colunas 1 e 2.

23 Se andares descalço sobre o chão de mosaico, sentes frio; se pousares os pés numabarra metálica, ainda sentes mais frio; mas se te colocares sobre o tapete, ficas maisconfortável, embora todos os materiais estejam à mesma temperatura.

Explica estes factos com base nos teus conheci-mentos sobre a condutibilidade térmica dos ma-teriais.

24 A figura 8 representa uma barra metálica naqual estão coladas, com cera, algumas esferasmetálicas.Após algum tempo de aquecimento, as esferasvão começar a cair.

24.1 Explica por que motivo caem as esferas.

24.2 Indica por que ordem caem as esferas.

24.3 Diz, justificando, se as observações seriam asmesmas no caso de a barra ser de vidro.

266

TEMA B • TERRA EM TRANSFORMAÇÃO

Coluna 2Coluna 1

Processo de transferência de energia como calor característico dos sólidos.

Processo de transferência de energia que não necessita de suporte material.

Processo de transferência de energia como calor próprio dos líquidos e gases.

Condução

Convecção

Radiação

Ferroc = 0,46 J / goC

m = 20 g m = 40 g m = 20 g

Ferroc = 0,46 J / goC

Pratac = 0,23 J / goC

AB

C

Fig. 6

Fig. 8

1.12.1 P = 1200 W1.12.2 E = 1 440 000 J

E = 0,040 kWh1.12.3 4 cêntimos13.2.1 E = 0,4 kWh13.2.2 E = 12 kWh1.13.3 E = 2,4 kWh1.13.4 E = 9,6 kWh

1.15 Eu = 72 000 JEm = 900 000 JEd = 828 000 J

16.1 E = 540 000 J16.3 Ed = 190 000 J1.17 x = 500 J

y = 4375 J

18.1.1 Pu = 1200 W19.1.2 Ed = 2000 J18.1.3 Em = 9000 J1.18.2 ηA = 80%

ηB = 90%ηC = 89%

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