7º ano Conteúdo do 2º bimestre


VIDA  E EVOLUÇÃO 

O MUNDO MODERNO

AS MÁQUINAS TÉRMICAS AO LONGO DO TEMPO

Máquina térmica é um dispositivo capaz de realizar trabalho convertendo energia térmica em energia mecânica. O ser humano desde a antiguidade procura inventar aparelhos que facilitem a execução de tarefas diárias, tragam conforto, ou ainda, que permitam a superação de suas limitações. Até meados do século XIX grande parte da energia gasta para realizar algum processo era oriunda de tração animal. A primeira máquina térmica de que se tem registros é a máquina ode Heron. Esta é uma máquina a vapor que foi construída no século I d.C. com o objetivo de divertir as pessoas. Ela é composta de um recipiente fechado, exceto por duas saídas posicionadas de tal forma que permitem a saída do vapor do liquido, quando este está em ebulição.

A pressão do vapor gera uma força no braço do recipiente, fazendo Com que este rotacional. Uma das primeiras aplicações das máquinas térmicas foram as maquinas a vapor. Estas equiparam as primeiras locomotivas, também conhecidas como Maria-fumaça. A primeira locomotiva a vapor usando trilhos foi construída pelo engenheiro inglês Richard lrevithick e fez o seu primeiro percurso em 21 de fevereiro de 1804. Esta locomotiva, por ser demasiado pesada para a linha-férrea e avariar constantemente, não teve grande sucesso. A maioria das locomotivas a vapor utiliza a lenha ou carvão como combustível para ferver a agua de uma caldeira, produzindo vapor, cuja pressão promove a movimentação da máquina. Nessas maquinas a combustão é externa, pois a caldeira fica em um compartimento distinto do que produz o trabalho mecânico. Além de locomotivas a vapor, há também embarcações a vapor, poucas ainda em circulação atualmente. Por volta de 1920 os veículos a vapor foram superados e, aos poucos, deixaram de ser produzidos Com o passar do tempo as locomotivas foram aperfeiçoadas e seus motores a vapor, de combustão externa, foram substituídos por motor diesel de combustão interna processo que ocorre no interior de compartimentos denominados camarás de combustão) e o numero de vagões passando então a serem chamadas de "trem" 

1 Observe a imagem e responda: Na maria-fumaça, o combustível usado é a lenha ou o carvão. Explique o que é combustível cite outros exemplos usados nos trens mais modernos.                                                                                                        

2 Sabendo que "máquina térmica é um dispositivo capaz de realizar trabalho convertendo energia térmica em energia mecânica", faça uma lista com outros tipos de máquinas térmicas que você conhece, além dos trens e automóveis.

3 Você saberia dizer o que há em comum entre um ônibus, um automóvel, uma geladeira e um condicionador de ar? Descreva as semelhanças e diferenças que você percebe entre eles.

4 Faça uma pesquisa sobre o funcionamento do refrigerador e a importância para a sociedade, destacando como a invenção deste aparelho mudou o modo de vida das pessoas e impactou o ambiente. Com seu(sua) professor(a) para organizar um modo de socializar o resultado da sua pesquisa.

5 A partir de uma pesquisa em livros didáticos, internet ou outras fontes, preencha a ficha abaixo no seu caderno com informações referentes a uma das máquinas térmicas listadas na questão 2.

 Para que serve a máquina:

 Nome da 1 máquina:

 Ano e local de sua invenção:

 Principais pessoas envolvidas na sua invenção e aprimoramento:

 Tipo de combustível utilizado na 1 máquina:

 Tipo de combustível utilizado nas máquinas atuais:

 Consequências socioambientais   geradas pela produção e/ou pelo uso desta máquina

 Ao final, produza um texto argumentando sobre a importância do uso desta máquina térmica para a sociedade e destacando possíveis problemas que ela pode acarretar às pessoas e ao ambiente.

MÁQUINAS TÉRMICAS E MUNDO MODERNO

Leia com atenção o texto abaixo, e na sequência, responda o que se propõe 

As Máquinas e o Mundo Moderno

Realize a leitura do texto e responda.

Com o desenvolvimento tecnológico decorrente da revolução industrial, muitos benefícios foram gerados para a humanidade, como eletrodomésticos mais modernos e meios de transporte mais seguros. No entanto, o desenvolvimento das máquinas também trouxe efeitos negativos para os seres vivos e o ambiente. As primeiras máquinas a vapor dependiam da queima do carvão para funcionar, mas, com o passar do tempo, os derivados de petróleo, como gasolina e óleo diesel, passaram a ser usados em larga escala para o funcionamento dos veículos. Hoje, nossa sociedade necessita de combustíveis em muitos processos, acarretando, dessa forma, em uma emissão significativa de gases do efeito estufa e outros poluentes nocivos à saúde dos seres vivos. O petróleo não é considerado apenas uma das principais fontes de energia utilizada, mas sim material constituinte de inúmeros bens de consumo presentes no cotidiano de qualquer indivíduo. Certamente, seu alcance vai além de simplesmente mover automóveis e outros meios. As demandas do mundo moderno exigem a produção de produtos e combustíveis em larga escala, levando a intensa produção de resíduos, que poluem o ambiente e podem estar relacionados às mudanças climáticas. 

1. Atualmente um problema mundial que enfrentamos é a emissão de gases poluentes oriundos da queima de combustíveis fósseis. O que acontece com os gases que surgem pela queima do combustível? E o que podem causar? 

2. Como o meio ambiente é afetado pelo uso contínuo dos combustíveis fósseis pela humanidade e quais são as consequências negativas a que já estamos submetidos? 

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 IMPACTOS DO USO DO PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS

Realize as atividades a seguir:

1. Faça uma pesquisa sobre alguns derivados do petróleo e preencha um quadro, como o do modelo abaixo, com os dados pesquisados. Você pode pesquisar outros produtos ou substituir algum indicado no quadro, conforme seu interesse.


Fabricação de Isopor


2. A Revolução Industrial ficou marcada pelo desenvolvimento tecnológico e de máquinas que transformou o estilo de vida da humanidade, dentre esses estilos podemos citar o uso abusivo do plástico (subproduto do petróleo) no dia a dia. Cite os problemas causados pelo uso indiscriminado do plástico e indique possíveis soluções para este uso.

DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO





Tema 1: OS COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS 

Tópicos para a pesquisa: 

• Exemplos de combustíveis alternativos. 
• Qual a viabilidade dos combustíveis alternativos para a nossa vida? 
• Prós e contras de cada combustível alternativo. 
• Podemos chamá-los de heróis? Por quê?

Tema 2: O PLÁSTICO E SEUS IMPACTOS 

Tópicos para a pesquisa • Como surgiu o plástico? 

• Usos do plástico. 
• A importância da reciclagem do plástico. 
• A chegada dos bioplásticos (plásticos oxibiodegradáveis e os biodegradáveis).

Tema 3: AS INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS 

Tópicos para a pesquisa:

• Quais são as inovações tecnológicas mais utilizadas na sociedade atual? 
• Para que elas servem? 
• Desenvolvimento científico e tecnológico da sua produção. 
• Mudanças que provocaram na sociedade. 
• Uso consciente.

Desenvolvimento tecnológico 


Quarta Revolução Industrial 

Atualmente, estamos vivendo a Quarta Revolução Industrial, trazendo consigo uma tendência à automação, por meio de sistemas ciberfísicos, que foram possíveis graças à internet e à computação em nuvem. Os sistemas ciberfísicos, que combinam máquinas com processos digitais, são capazes de tomar decisões descentralizadas e de cooperar entre os sistemas e com os humanos. A Quarta Revolução Industrial, se caracteriza pela conexão das tecnologias digitais, físicas e biológicas (por exemplo, a Engenharia Genética), a análise de grandes quantidades de informação e a intercomunicação dos sistemas digitais e robóticos. A Tecnologia abrange um aglomerado de ferramentas, métodos e técnicas que tendem a resolução de problemas. É uma aplicação prática do conhecimento científico de diversas áreas de pesquisa. 

Revolução industrial

Indústria 4.0 x Impacto no cotidiano 

A indústria 4.0 é uma tendência da indústria atual que integra as inovações tecnológicas dos campos de automação, controle e tecnologia da informação, aplicadas aos métodos de manufatura. A partir de Sistemas Ciberfísicos, Internet das Coisas e Internet dos Serviços, os processos de produção tendem a se tornar cada vez mais competentes, autônomos e personalizados. Isso constitui um novo momento no período das grandes revoluções industriais. Com as “indústrias inteligentes”, várias transformações acontecem na forma como os produtos serão manufaturados, causando impactos em diversos setores do mercado. O conceito “Indústria 4.0” foi criado a partir de um projeto de táticas do governo alemão relacionadas à tecnologia e utilizado inicialmente na Feira de Hannover em 2011. O embasamento da indústria 4.0 sugere que conectando máquinas, sistemas e ativos, as fábricas e empresas poderão criar redes inteligentes ao longo do processo que podem controlar as etapas da produção de forma independente. Ou seja, as “indústrias inteligentes” possuem capacidade e autonomia para agendar manutenções, prognosticar falhas nos processos e se adaptar aos requisitos e mudanças não planejadas na produção.


ATIVIDADE – SISTEMATIZAÇÃO

Que tal produzir um documentário de 5 minutos sobre o que você aprendeu? Forme grupos com seus colegas de turma e façam uma pesquisa sobre um dos temas abaixo. Depois reúna as informações pesquisadas, discuta os assuntos com seus colegas e seu(sua) professor(a) e elabore um roteiro para a gravação do documentário. Aqui você pode utilizar suas pesquisas anteriores e as questões que você respondeu ao longo das atividades. Utilize seus conhecimentos sobre gravação de vídeos e produza um documentário que registre o que você aprendeu até aqui e promova uma reflexão coletiva acerca das alterações econômicas, culturais e sociais que o desenvolvimento da ciência e da tecnologia pode promover.

Tema 1: OS COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS Tópicos para a pesquisa: • Exemplos de combustíveis alternativos. • Qual a viabilidade dos combustíveis alternativos para a nossa vida? • Prós e contras de cada combustível alternativo. • Podemos chamá-los de heróis? Por quê?

Tema 2: O PLÁSTICO E SEUS IMPACTOS Tópicos para a pesquisa • Como surgiu o plástico? • Usos do plástico. • A importância da reciclagem do plástico. • A chegada dos bioplásticos (plásticos oxibiodegradáveis e os biodegradáveis).

Tema 3: AS INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS Tópicos para a pesquisa:

• Quais são as inovações tecnológicas mais utilizadas na sociedade atual? 
• Para que elas servem?
• Desenvolvimento científico e tecnológico da sua produção.
• Mudanças que provocaram na sociedade. 
• Uso consciente.

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CONHECENDO SEU ENTORNO

É interessante sua turma investigar, em grupo, aspectos relacionados ao diagnóstico da Biodiversidade local, do entorno da escola ou de onde residem. Para tanto, responda as questões.

1. Você acha que as plantas e animais são importantes para o meio ambiente? 
Comente. 

2. Será que as espécies de animais e plantas, que estavam aqui na época dos nossos avós e bisavós, são as mesmas que vivem hoje? 

3. Quais animais e plantas existem na região da sua residência? Faça uma lista. 

4. Se possível  realize uma entrevista com os moradores mais antigos da região onde a escola está localizada, ou próximo a sua residência, sobre as plantas e animais locais, com base nas suas respostas para as questões anteriores.
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O nosso estudo levara a um conhecimento mais detalhado sobre os mecanismos que regem a vida e interações dos seres vivos com o ambiente.


 A biosfera é a camada da Terra que reúne todos os ecossistemas existentes. Ela corresponde ao local onde são encontrados os seres vivos. 
O termo biosfera deriva do grego bíos, vida e sfaira, esfera, ou seja, é a esfera da vida.

ecosfera é sinônimo de biosfera, ambos os termos referem-se à camada da Terra habitada pelos seres vivos. Entretanto, ecosfera é mais utilizado para dar ênfase nas inter-relações entre os seres vivos e o ambiente e suas condições.


Características

Acredita-se que a espessura da biosfera não seja superior a 19 km. É dentro desse limite que são encontradas as condições ambientais favoráveis para a sobrevivência dos seres vivos.

Assim, a biosfera abrange desde a mais profunda região dos oceanos até a mais elevada altitude onde possa existir vida.

A biosfera se relaciona com as outras camadas do planeta Terra. Todas as camadas estão relacionadas entre si:

  • Litosfera: é a camada sólida, formada pelo solo e rochas;
  • Hidrosfera: é a camada líquida, formada pelos rios, lagos e oceanos;
  • Atmosfera: é a camada gasosa;
  • Biosfera: é a camada habitada pelos seres vivos que integra os ambientes terrestre, aéreo e aquático.

Divisão da biosfera

  • A biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas. Ela pode ser dividida em categorias menores, chamadas biociclos. Cada biociclo é composto por diferentes biomas.

    Existem três tipos de biociclos:

    • Epinociclo: é a porção terrestre da biosfera. Formado pelos biomas terrestres como as florestas, savanas, campos e desertos, além dos seres vivos que habitam esses ambientes;
    • Talassociclo: é a porção aquática marinha da biosfera. É formado pelos oceanos e seres vivos que o habitam.
    • Limnociclo: é a porção constituída por água doce. É formado pelos rios, riachos, córregos e lagos, como pelos seres vivos encontrados nesses ambientes.

Relação entre o homem e a biosfera

As atividades humanas são as que mais afetam o equilíbrio da biosfera. Com isso, todas as relações existentes são prejudicadas, dando origem aos desequilíbrios ambientais. 

Visando diminuir os efeitos da degradação ambiental, foi criado o programa "O Homem e a Biosfera", da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO).

Esse programa atua internacionalmente, e, objetiva a criação de áreas protegidas, denominadas de Reservas da Biosfera.

Nessas áreas são realizadas pesquisas científicas e experimentação de atividades voltadas à sustentabilidade dos recursos naturais.

Atualmente, existem 669 Reservas da Biosfera em todo o mundo. No Brasil, são sete: da Mata Atlântica, do Cinturão Verde de SP, do Cerrado, do Pantanal, da Caatinga, da Amazônia Central e da Serra do Espinhaço (MG).

Biomas  

É um conjunto de vida vegetal e animal, constituído pelo agrupamento de tipos de vegetação que são próximos e que podem ser identificados em nível regional, com condições de geologia e clima semelhantes e que, historicamente, sofreram os mesmos processos de formação da paisagem, resultando em uma diversidade de flora e fauna própria. 

Ecossistema

Em nosso país podemos encontrar seis tipos de biomas: Amazônia, Mata Atlântica, Cerrado, Caatinga, Pampa e Pantanal. Nossos Biomas são importantes não somente como recursos naturais em nosso país, mas, tem destaque como ambientes de grande riqueza natural no planeta. Um ecossistema é uma comunidade de seres vivos cujos processos vitais estejam relacionados entre si. O desenvolvimento destes seres vivos tem lugar em função dos fatores físicos do meio que partilham. Os ecossistemas reúnem todos os fatores bióticos (plantas, animais e microrganismos) de uma área bem como os fatores abióticos do meio envolvente. Trata-se, portanto, de uma unidade composta por organismos interdependentes que formam cadeias tróficas ou alimentares (a corrente de energia e de nutrientes estabelecida entre as espécies de um ecossistema relativamente à respectiva nutrição).

Seres vivos autótrofos são os seres vivos que produzem o seu próprio alimento, ou seja, são capazes de sintetizar compostos orgânicos a partir de compostos inorgânicos através de fotossíntese ou quimiossíntese. São organismos autótrofos os vegetais, as algas e algumas bactérias. Estes seres constituem a base de uma cadeia alimentar e servem de alimento para os demais seres vivos que não são capazes de produzir seu próprio alimento (heterótrofos).

Numa cadeia alimentar, os seres autótrofos são geralmente denominados produtores, enquanto que os organismos heterótrofos podem desempenhar o papel de consumidores ou decompositores. 

Seres heterótrofos são organismos que tem como fonte de alimento, nutrientes originados de fontes externas. O termo heterótrofo é de origem grega, onde heteros significa diferente e trophos "que se alimenta".

Alguns estudos indicam que os primeiros seres vivos a surgirem no ambiente foram heterótrofos. A descoberta de registros fósseis de microrganismos filamentosos e relativamente simples e semelhantes as bactérias, datados desde 3,5 bilhões de anos no oeste australiano, são um dos argumentos que sustenta a teoria. Ao passo que a vida evoluiu os organismos se tornaram mais complexos, se desenvolvendo, se reproduzindo e transmitindo características as próximas gerações.

Habitat é o lugar onde um organismo vive e se desenvolve, representado pelo conjunto de fatores bióticos e abióticos. Geralmente, o habitat é caracterizado por uma forma vegetal ou característica física predominante. Na ecologia, os habitats são diferenciados em terrestres e aquáticos. Entre os aquáticos temos ainda, os de água doce e marinho. Cada habitat apresenta características únicas que permitem a existência das mais variadas formas de vida. Por exemplo, considere o habitat de floresta tropical e o fundo marinho. Cada um deles possui diferentes condições de luminosidade, temperatura, concentração de oxigênio, umidade e disponibilidade de recursos alimentares.

Nicho ecológico 

O nicho de uma espécie pode ser definido como o conjunto de todas as suas tolerâncias e exigências, isto é, todos os recursos (bióticos e abióticos) que permitem a sua sobrevivência no ambiente.

Embora diversas definições de nicho já tenham sido propostas na literatura, Hutchinson revolucionou o conceito de nicho ecológico ao descrevê-lo de forma quantificável como o hipervolume de variáveis ambientais (bióticas e abióticas), em que cada dimensão corresponde a um estado do ambiente que permite que a espécie exista indefinidamente. Como as dimensões que compõem o nicho de uma espécie são muitas, é impossível esboçar um diagrama de nicho considerando todas elas. Mas, se fosse composto por apenas três dimensões (temperatura, pH e salinidade, por exemplo), poderíamos visualizar o nicho graficamente como um volume – o que nos ajuda a captar a ideia do conceito moderno de nicho ecológico ao modo de vida da espécie neste ecossistema.

População é o conjunto de todos os habitantes de determinado local. Também pode estar relacionado com os indivíduos de mesma espécie que coexistem em um mesmo lugar ou região. A Geografia e a Sociologia são algumas das disciplinas que estudam a população sob um ponto de vista social, analisando estatisticamente a quantidade de seres humanos que habitam as diferentes localidades da Terra.

A expressão "densidade populacional" é usada para se referir a quantidade de indivíduos que existem em uma determinada área predefinida.

Sob a ótica da Biologia, população se refere ao conjunto de todos os seres vivos de mesma espécie que podem se reproduzir entre si, gerando assim seus descendentes.

Etimologicamente, a palavra população se originou a partir do latim medieval popŭlus, que significa literalmente "povo".

COMUNIDADE BIOLÓGICA

Em biologia falamos de comunidade ou comunidade biológica, mas também de comunidade ecológica, comunidade biótica ou biocenose, para nos referimos ao conjunto total de organismos de várias espécies que coexistem e se inter-relacionam no mesmo biótopo ou habitat , no qual encontram o ambiente condições para garantir a sua sobrevivência.

Em outras palavras, é um conjunto de diferentes populações que compartilham a vida em uma região geográfica e são influenciadas por elementos ambientais físicos como temperatura , umidade , quantidade de luz solar , etc. As comunidades biológicas podem ser encontradas nos mais diversos e remotos habitats, uma vez que a vida no planeta é amplamente dispersa e adaptada a cada ambiente, mesmo quando se trata de microrganismos no intestino de outro animal .

A cadeia alimentar é toda matéria e energia trocada entre os seres vivos. A teia alimentar é a união de várias cadeias alimentares em uma rede.

Para entender a diferença, é importante saber as classificações dentro de uma cadeia e como o ciclo da vida funciona. O ciclo de energia e matéria trocada entre os seres vivos através de suas relações alimentares. Várias cadeias alimentares interligadas entre si. Isto porque o mesmo ser vivo pode fazer parte de mais de uma cadeia alimentar. 

Ecologia 

Ecologia é a ciência que estuda o relacionamento dos seres vivos entre si e com o meio ambiente. A ecologia se divide em: 

  Alelobiose (subdividida em cenobiose e aloiobiose);

Ecobiose.

Entende-se por alelobiose o relacionamento dos seres vivos entre si. Quando o relacionamento é entre indivíduos de mesma espécie, denominamos de cenobiose e quando envolve indivíduos de espécies diferentes, usamos o termo aloiobiose.

Exemplos:

Cenobiose: formigas no formigueiro, abelhas na colmeia.

Aloiobiose: bactérias no estômago dos ruminantes, parasitas no seu intestino etc.

Ecobiose: é o relacionamento dos seres vivos com o meio ambiente.

Ecossistemas brasileiros 

O ecossistema refere-se ao conjunto formado por comunidades bióticas e fatores abióticos que interagem em uma determinada região. Qualquer ambiente onde há interação entre os fatores abióticos e os seres vivos é um ecossistema. 

Os principais ecossistemas brasileiros são: Amazônia, Caatinga, Cerrado, Mata Atlântica, Mata dos Cocais, Pantanal, Mata de Araucárias, Mangue e Pampas.

Exercícios 

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