Recursos Energéticos e Consumo

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.A: Identificar diferenças entre fontes de energia renováveis e não renováveis.

• ENG-3.A.1 Fontes de energia não renováveis são aquelas que existem em quantidade fixa e envolvem transformação energética que não pode ser facilmente substituída.
• ENG-3.A.2 Fontes de energia renovável são aquelas que podem ser repostas naturalmente, na taxa de consumo ou próxima dela, e reutilizadas.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.B: Descrever tendências no consumo de energia.

• ENG-3.B.1 O uso de recursos energéticos não é distribuído uniformemente entre países desenvolvidos e em desenvolvimento.
• ENG-3.B.2 As fontes de energia mais utilizadas globalmente são os combustíveis fósseis.
• ENG-3.B.3 À medida que países em desenvolvimento se tornam mais desenvolvidos, sua dependência de combustíveis fósseis para energia aumenta.
• ENG-3.B.4 À medida que o mundo se torna mais industrializado, a demanda por energia aumenta.
• ENG-3.B.5 Disponibilidade, preço e regulamentações governamentais influenciam quais fontes de energia as pessoas usam e como elas as utilizam.

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Objetivo de Aprendizagem ENG-3.C: Identificar tipos de combustíveis e seus usos.

• ENG-3.C.1 A madeira é comumente usada como combustível nas formas de lenha e carvão vegetal. É frequentemente usada em países em desenvolvimento porque é facilmente acessível.
• ENG-3.C.2 Torba é material orgânico parcialmente decomposto que pode ser queimado como combustível.
• ENG-3.C.3 Três tipos de carvão usados como combustível são lignito, betuminoso e antracita. Calor, pressão e profundidade de enterramento contribuem para o desenvolvimento de vários tipos de carvão e suas qualidades.
• ENG-3.C.4 Gás natural, o mais limpo dos combustíveis fósseis, é predominantemente metano.
• ENG-3.C.5 Petróleo bruto pode ser recuperado de areias betuminosas, que são uma combinação de argila, areia, água e bitume.
• ENG-3.C.6 Combustíveis fósseis podem ser transformados em tipos específicos de combustível para usos especializados (ex.: em veículos automotores).
• ENG-3.C.7 Cogeração ocorre quando uma fonte de combustível é usada para gerar tanto calor útil quanto eletricidade.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.D: Identificar onde ocorrem recursos energéticos naturais.

• ENG-3.D.1 A distribuição global de recursos energéticos naturais, como minérios, carvão, petróleo bruto e gás, não é uniforme e depende da história geológica das regiões.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.E: Descrever o uso e métodos de combustíveis fósseis na geração de energia elétrica.

• ENG-3.E.1 A combustão de combustíveis fósseis é uma reação química entre o combustível e o oxigênio que produz dióxido de carbono e água e libera energia.
• ENG-3.E.2 A energia de combustíveis fósseis é produzida queimando esses combustíveis para gerar calor, que então transforma a água em vapor. Esse vapor faz girar uma turbina, que gira um gerador, produzindo eletricidade.
• ENG-3.E.3 Os humanos usam uma variedade de métodos para extrair combustíveis fósseis da Terra para geração de energia.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.F: Descrever os efeitos dos combustíveis fósseis no meio ambiente.

• ENG-3.F.1 A fraturação hidráulica (fracking) pode causar contaminação de águas subterrâneas e liberação de compostos orgânicos voláteis.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.G: Descrever o uso da energia nuclear na geração de energia elétrica.

• ENG-3.G.1 A energia nuclear é gerada através da fissão, onde átomos de Urânio-235, que estão armazenados em barras de combustível, são divididos em partes menores após serem atingidos por um nêutron. A fissão nuclear libera uma grande quantidade de calor, que é usada para gerar vapor, que aciona uma turbina e gera eletricidade.
• ENG-3.G.2 A radioatividade ocorre quando o núcleo de um isótopo radioativo perde energia emitindo radiação.
• ENG-3.G.3 O urânio-235 permanece radioativo por um longo tempo, o que leva aos problemas associados ao descarte de resíduos nucleares.
• ENG-3.G.4 A geração de energia nuclear é uma fonte não renovável. A energia nuclear é considerada uma fonte mais limpa porque não produz poluentes atmosféricos, mas libera poluição térmica e resíduos sólidos perigosos.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.H: Descrever os efeitos do uso da energia nuclear no meio ambiente.

• ENG-3.H.1 Three Mile Island, Chernobyl e Fukushima são três casos em que acidentes ou desastres naturais levaram à liberação de radiação. Essas liberações tiveram impactos de curto e longo prazo no meio ambiente.
• ENG-3.H.2 A meia-vida de um elemento radioativo pode ser usada para calcular várias coisas, incluindo a taxa de decaimento e o nível de radioatividade em momentos específicos.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.I: Descrever os efeitos do uso da biomassa na geração de energia sobre o meio ambiente.

• ENG-3.I.1 A queima de biomassa produz calor para energia a um custo relativamente baixo, mas também produz dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, partículas e compostos orgânicos voláteis. O superexploração de árvores para combustível também causa desmatamento.
• ENG-3.I.2 O etanol pode ser usado como substituto da gasolina. A queima do etanol não introduz carbono adicional na atmosfera via combustão, mas o retorno de energia sobre o investimento de energia para o etanol é baixo.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.J: Descrever o uso da energia solar na geração de energia.

• ENG-3.J.1 Células solares fotovoltaicas capturam a energia luminosa do sol e a transformam diretamente em energia elétrica. Seu uso é limitado pela disponibilidade de luz solar.
• ENG-3.J.2 Sistemas de energia solar ativa usam a energia solar para aquecer um líquido através de equipamentos mecânicos e elétricos para coletar e armazenar a energia captada do sol.
• ENG-3.J.3 Sistemas de energia solar passiva absorvem o calor diretamente do sol sem o uso de equipamentos mecânicos e elétricos, e a energia não pode ser coletada ou armazenada.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.K: Descrever os efeitos do uso da energia solar na geração de energia sobre o meio ambiente.

• ENG-3.K.1 Os sistemas de energia solar têm baixo impacto ambiental e produzem energia limpa, mas podem ser caros. Grandes fazendas de energia solar podem impactar negativamente os ecossistemas do deserto.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.L: Descrever o uso da eletricidade hidrelétrica na geração de energia.

• ENG-3.L.1 A energia hidrelétrica pode ser gerada de várias maneiras. Barragens construídas em rios recolhem água em reservatórios. A água em movimento pode ser usada para girar uma turbina. Turbinas também podem ser colocadas em rios pequenos, onde a água em movimento gira a turbina.
• ENG-3.L.2 A energia das marés usa a energia produzida pelas correntes de maré para girar uma turbina.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.M: Descrever os efeitos do uso da eletricidade hidrelétrica na geração de energia sobre o meio ambiente.

• ENG-3.M.1 A energia hidrelétrica não gera poluição do ar ou resíduos, mas a construção das usinas pode ser cara, e pode haver perda ou alteração de habitats após a construção de barragens.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.N: Descrever o uso da energia geotérmica na geração de energia elétrica.

• ENG-3.N.1 A energia geotérmica é obtida usando o calor armazenado no interior da Terra para aquecer a água, que é trazida de volta à superfície como vapor. O vapor é usado para acionar um gerador elétrico.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.O: Descrever os efeitos do uso da energia geotérmica na geração de energia elétrica sobre o meio ambiente.

• ENG-3.O.1 O custo de acesso à energia geotérmica pode ser proibitivamente alto, pois ela não é facilmente acessível em muitas partes do mundo. Além disso, pode causar a liberação de sulfeto de hidrogênio.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.P: Descrever o uso de células a combustível de hidrogênio na geração de energia elétrica.

• ENG-3.P.1 Células a combustível de hidrogênio são uma alternativa às fontes de combustível não renováveis. Elas usam hidrogênio como combustível, combinando o hidrogênio e o oxigênio do ar para formar água e liberar energia (eletricidade) no processo. A água é o produto (emissão) de uma célula a combustível.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.Q: Descrever os efeitos do uso de células a combustível de hidrogênio na geração de energia elétrica sobre o meio ambiente.

• ENG-3.Q.1 Células a combustível de hidrogênio têm baixo impacto ambiental e não produzem dióxido de carbono quando o hidrogênio é produzido a partir da água. No entanto, a tecnologia é cara e ainda é necessária energia para criar o gás hidrogênio usado na célula a combustível.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.R: Descrever o uso da energia eólica na geração de energia elétrica.

• ENG-3.R.1 Turbinas eólicas usam a energia cinética do ar em movimento para girar uma turbina, que gira um gerador, produzindo eletricidade.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.S: Descrever os efeitos do uso da energia eólica na geração de energia elétrica sobre o meio ambiente.

• ENG-3.S.1 A energia eólica é uma fonte de energia renovável e limpa. No entanto, pássaros e morcegos podem ser mortos se voarem contra as pás da turbina giratória.

Compreensão Duradoura (ENG-3): Os humanos usam energia de diversas fontes, resultando em consequências positivas e negativas.

Objetivo de Aprendizagem ENG-3.T: Descrever métodos para conservar energia.

• ENG-3.T.1 Alguns dos métodos para conservar energia em casa incluem ajustar o termostato para reduzir o uso de aquecimento e ar-condicionado, conservar água, usar eletrodomésticos eficientes energeticamente e paisagismo conservacionista.
• ENG-3.T.2 Métodos para conservar energia em larga escala incluem melhorar a economia de combustível para veículos, usar BEVs (veículos elétricos a bateria) e veículos híbridos, usar transporte público e implementar características de projeto de construção verde.