Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?
Aceite para publicação em 21 de fevereiro de 2022
Proposta didática com recurso a simuladores Efeito de Estufa – O bom ou o mau da fita?
Guião Aluno
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Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?
Aluno(a): ___________________________________
Data de início: _____________
Grupo: _______________________________________________________________________ Observações: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________
Atividade de Investigação O Efeito de Estufa – O bom ou mau da fita? Introdução: Nem todos os planetas possuem as condições necessárias para suportar a vida tal como a conhecemos. Embora se tenham formado oito planetas principais no Sistema Solar, a Terra é o único no qual sabemos ter surgido e prosperado a vida. A combinação dos ingredientes certos, no sítio exato, em redor de uma estrela grande, parece ser fundamental para criar um mundo com vida. A existência de atmosfera é uma das características principais. Porquê? Adaptado de: https://nationalgeographic.pt/ciencia/actualidade/1759-13-condicoes-que-permitem-a-vida-na-terra, consultado em 12/05/2021
Parte 0: As vossas ideias… Façam uma breve revisão sobre o que aprenderam sobre a luz nas aulas de Físico-Química: espectro eletromagnético; energia das radiações. Recordem o conceito de atmosfera.
Já ouviram falar em efeito de estufa a propósito do nosso planeta. Mas, o que é este efeito? Porque é que acontece? É um fenómeno natural ou com origem em atividades humanas? É bom ou é mau? Elaborem um pequeno texto que reúna as respostas a cada uma destas perguntas. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Observem agora o vídeo “Uma estufa do tamanho do mundo”: https://ensina.rtp.pt/artigo/visiokids-o-efeito-de-estufa/. De acordo com a informação transmitida pelo vídeo, qual seria a resposta ao problema que estamos a estudar? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
Vão agora explorar um simulador que vos permite saber mais sobre o efeito de estufa. Nas diferentes partes da atividade encontram várias tarefas; certifiquem-se de que leem tudo com atenção e que seguem as instruções! Bom trabalho!
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Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?
Parte 1: Conheçam o simulador! Acedam ao simulador https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/greenhouse/latest/greenhouse.html?simulation=g reenhouse&locale=pt (Podem, em alternativa, fazer download para o vosso computador a partir de https://phet.colorado.edu/pt/simulation/legacy/greenhouse) Façam uma exploração dos seguintes aspetos: - Naveguem entre os 3 separadores diferentes: Efeito de Estufa, Camadas de Vidro e Absorção de fotões, clicando nos respetivos nomes. - No primeiro separador, do lado direito encontras escrito “Concentração de Gases EE”; EE significa Efeito de Estufa. - No primeiro separador, do lado direito, em “Composição de Gases EE”, os valores que aparecem referem-se à concentração desses gases na atmosfera, e é expressa em ppm; trata-se de uma unidade de concentração que significa “partes por milhão”. - Nos dois primeiros separadores é possível controlar a velocidade da simulação do movimento dos fotões de luz visível (a amarelo) e dos fotões infravermelhos (a vermelho): desloquem a seta entre as posições “slow” (devagar) e “fast” (rápido) e vejam o que acontece. Durante todo o trabalho devem selecionar uma velocidade intermédia, exceto se for dada indicação contrária. - Nos dois primeiros separadores, do lado direito encontram escrito “Opções”; selecionem “Termómetro” e verifiquem o que acontece. As unidades de temperatura apresentadas são Kelvin (K), Fahrenheit (F) e Celsius (C). Durante todo o trabalho devem selecionar a opção “Celsius”. (nota: no segundo separador, só surge a opção “Celsius” se a mesma tiver sido selecionada no primeiro separador). Selecionem “Ver todos os fotões” e verifiquem o que acontece. Por uma questão de facilidade de observação, não devem ter ativada esta opção. - No terceiro separador, desloquem para a direita a seta que se encontra dentro da lanterna e verifiquem o que acontece. Este procedimento permite a emissão de fotões. A vibração da molécula significa que a radiação foi absorvida. - Em todos os separadores, do lado direito existe um botão “Reiniciar tudo”. Selecionem-no e vejam o que acontece. Antes de cada procedimento devem carregar neste botão e selecionar a opção “Sim”.
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Parte 2: Explorem o simulador! Tarefa 1A: Pesquisem Mas afinal, o que é o Efeito de Estufa? Vão agora explorar o 2º separador do simulador – Camadas de Vidro, para ficarem esclarecidos! Sigam atentamente as instruções que vos são dadas, façam os registos pedidos e respondam às questões. Leiam com atenção o quadro que aparece do lado direito; Selecionem “termómetro”; Certifiquem-se que o número de camadas de vidro é zero; Certifiquem-se que a temperatura aparece registada em ºC (Leiam a Parte 1 deste guião se tiverem dúvidas de como fazê-lo); Ajustem a velocidade da simulação do movimento dos fotões para um valor médio; Selecionem iniciar. Descrevam na tabela I, o movimento dos fotões nos primeiros 30 segundos. Registem o valor da temperatura ao fim desse tempo; Em “Opções”, adicionem uma camada de vidro, carregando na seta. Descrevam novamente o movimento dos fotões nos primeiros 30 segundos. Registem o valor da temperatura superficial ao fim desse tempo; Repitam o procedimento anterior, aumentando o número de camadas de vidro. Tabela I – Registo de Resultados Nº de camadas de vidro
Movimento dos fotões Luz visível Infravermelhos
Temperatura superficial (ºC)
0
1
2
3
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Tarefa 1B: Interpretem - Construam um gráfico que relacione a variação da temperatura superficial com o número de camadas de vidro utilizadas.
- Estabeleçam uma relação entre o número de camadas de vidro e a temperatura superficial. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ - Atendendo aos vossos registos, apresentem uma explicação para essa relação. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
Tarefa 1C: Concluam 1. Recordem o que sabem sobre o subsistema Atmosfera. A partir da interpretação dos resultados que registaram, construam uma definição de efeito de estufa. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________________________________
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2. Imaginem que estavam a planear a construção de uma casa e têm preocupações ambientais. Que decisão tomariam em relação ao tipo de janelas a utilizar, usariam janelas com vidros simples ou com vidros duplos? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2.1. Expliquem a vossa opção. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
Tarefa 2A: Pesquisem A composição da atmosfera terrestre parece ser um fator importante para a existência de vida, entre outros aspetos, devido a vários gases que contribuem para o Efeito de Estufa. Para saberem mais sobre este assunto, vão agora explorar o 3º separador – Absorção de fotões. Sigam atentamente as instruções que vos são dadas, façam os registos pedidos e respondam às questões. Identifiquem as moléculas que vão testar, passando com o rato sobre a fórmula molecular de cada uma delas. Registem o seu nome na tabela I; Selecionem a primeira molécula da lista; Selecionem a opção “Fotão Visível”; Provoquem a emissão de fotões durante 5 segundos; registem na tabela I o efeito (Vibração) sobre a molécula; Repitam o procedimento para as restantes moléculas; Selecionem a opção “Fotão Infravermelho” e repitam todo o procedimento anterior para cada uma das moléculas; Repitam o procedimento com o “Fotão Infravermelho” durante 30 segundos, para cada molécula. Registem na tabela II o nº de emissões verificadas. Tabela II – Registo de Resultados Constituintes da atmosfera
Nome da molécula
Vibração (sim ou não) Fotão visível
Fotão infravermelho
Nº de fotões infravermelhos emitidos
CH4 CO2 H2O N2 O2 6
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Tarefa 2B: Interpretem - Apresentem uma explicação para os resultados obtidos com os fotões visíveis. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ - Apresentem uma explicação para os resultados obtidos com os fotões infravermelhos. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
Tarefa 2C: Concluam 1. Que tipo de radiação (visível ou infravermelha) é responsável pelo efeito de estufa? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2. Todos os constituintes da atmosfera contribuem para o efeito de estufa?
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Tarefa 3A: Pesquisem Ao longo da história da Terra vários acontecimentos têm contribuído para a variação da composição da atmosfera. Vão agora explorar o 1º separador – Efeito de Estufa. Sigam atentamente as instruções que vos são dadas, façam os registos pedidos e respondam às questões. Ajustem a velocidade da simulação do movimento dos fotões para o valor mais elevado (fast); 7
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Selecionem a unidade de temperatura para ºC; Selecionem concentração ajustável em “Atmosfera durante…” e depois, em “Concentração de Gases EE” desloquem a seta para nenhum; iniciem a aplicação e esperem 30 segundos; registem o valor da temperatura na tabela III; Selecionem agora glaciação; registem na tabela III, a concentração de cada um dos gases; Esperem 30 segundos e registem o valor da temperatura; Repitam o procedimento anterior, selecionando à vez, 1750 e Hoje. Tabela III – Registo de Resultados
Simulação Sem gases
Gases constituintes da atmosfera ppm Total (ppm) CO2 CH4 N2O ______ ______ ______ ______
Temperatura superficial (ºC)
Glaciação 1750 Hoje 1
1
Os valores apresentados pelo simulador para a concentração de CO2 está desatualizado, encontrandose atualmente, acima dos 410 ppm
Tarefa 3B: Interpretem - Calculem a quantidade total de gases com efeito de estufa, em cada um dos períodos da história da Terra estudados (não considerem o vapor de água); inscrevam o valor na tabela III. - Construam um gráfico que relacione a variação da quantidade total de gases com temperatura superficial ao longo da história da Terra.
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- Estabeleçam uma relação entre a quantidade de gases com efeito de estufa e a temperatura superficial da Terra. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ - Indiquem qual o gás constituinte da atmosfera terrestre que mais aumentou ao longo da história da Terra. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Tarefa 3C: Concluam 1. Completem a frase: Ao longo da história da Terra, a quantidade de gases com efeito de estufa foi __________ (aumentando/diminuindo). 2. Completem a frase: Ao longo da história da Terra, a temperatura superficial foi __________ (aumentando/diminuindo). 3. Leiam atentamente o seguinte texto: “Por todo o mundo, 2020 foi um dos dois anos mais quentes desde que há registos, a par de 2016, mas foi ainda mais quente na Europa, onde a temperatura média ultrapassou 0,4 graus a temperatura média dos cinco anos mais quentes, todos registados nas últimas décadas. No inverno, a temperatura foi 1,4 graus superior ao recorde anterior e 3,4 graus superior à média dos invernos entre 1981-2010. O aquecimento foi especialmente notável no nordeste do continente europeu, sobretudo nas zonas árticas da Sibéria, onde o ano passado foi o mais quente de sempre, com uma temperatura 4,3 graus acima da média. Em todo o Ártico, 2020 foi o segundo mais quente já registado, 2,2 graus acima da média de 1981-2010. Em outros pontos do continente europeu, as ondas de calor de verão foram menos intensas e longas que em anos anteriores, mas o outono foi especialmente húmido e marcado por um fenómeno meteorológico excecional, a tempestade Alex, que fustigou a partir de outubro a Grã-Bretanha e o sul dos Alpes, provocando dez mortes em França. As concentrações de gases com efeito de estufa na atmosfera, sobretudo dióxido de carbono e metano, aumentaram 0,6 e 0,8%, respetivamente, chegando aos níveis mais alto desde 2003, quando começou a haver medições por satélite.” Agência Lusa (2021). Aquecimento global continuou a agravar-se na Europa em 2020. Consultado em 20 de maio de 2021. Disponível em https://observador.pt/2021/04/22/aquecimento-global-continuou-aagravar-se-na-europa-em-2020/
3.1. Proponham três medidas que visem desacelerar o aquecimento global. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
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Parte 3: Afinal… 1. Como responderiam ao título desta atividade - Efeito de Estufa – o bom ou o mau da fita? Revejam o vosso texto inicial e façam os ajustes que considerarem necessários. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
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