História dos combustíveis e das máquinas térmicas
Quando você anda de ônibus pela Avenida Paulista ou vê um trem passar, algo está sendo queimado em algum lugar para gerar movimento. Será que sempre foi assim? Que combustíveis as pessoas usaram ao longo da história, que máquinas aprenderam a construir com eles e que preço o planeta paga por isso? Esta página responde a essas perguntas.
O que é um combustível
Combustível é qualquer material que, ao queimar, libera energia, principalmente na forma de calor. Essa energia estava guardada nas ligações químicas do material. A queima (combustão) é uma reação com o gás oxigênio do ar que transforma essa energia química em calor e luz.
Os combustíveis se dividem em dois grupos:
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Fósseis: formados ao longo de milhões de anos a partir de restos de seres vivos. Exemplos: carvão mineral, petróleo (e seus derivados, como gasolina, diesel e GLP do botijão de gás) e gás natural. Não são renováveis: usamos muito mais rápido do que a natureza produz.
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Renováveis: vêm de seres vivos atuais e podem ser repostos em pouco tempo. Exemplos: lenha (se a árvore for replantada), etanol da cana-de-açúcar e biodiesel.
O que é um combustível? Cite três exemplos de combustíveis usados no Brasil e indique se cada um é de origem fóssil ou renovável.
O que é um combustível? Cite três exemplos de combustíveis usados no Brasil e indique se cada um é de origem fóssil ou renovável.
Máquinas térmicas
Máquina térmica é um equipamento que transforma o calor da queima de um combustível em movimento (energia mecânica). Ela sempre usa uma fonte quente, que fornece calor, e parte desse calor vira trabalho; o restante se perde para o ambiente.
Há dois grandes tipos:
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Combustão externa: o combustível queima fora da parte que se move. Na máquina a vapor, a queima aquece a água de uma caldeira; o vapor empurra um êmbolo (pistão) e faz girar rodas ou eixos.
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Combustão interna: o combustível queima dentro do próprio motor. É o caso dos motores de carros, motos e caminhões, a gasolina, etanol ou diesel: a explosão da mistura de ar e combustível empurra o pistão.
O que é uma máquina térmica? Explique em uma ou duas frases e dê dois exemplos, como um que usa vapor e outro que usa combustão dentro do motor.
O que é uma máquina térmica? Explique em uma ou duas frases e dê dois exemplos, como um que usa vapor e outro que usa combustão dentro do motor.
Uma linha do tempo dos combustíveis
Cada combustível dominou uma época e transformou o modo de viver.
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Lenha: usada há centenas de milhares de anos, para aquecer, cozinhar e iluminar. Ainda é usada em fogões a lenha e fogueiras de festa junina.
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Carvão mineral: no século XVIII, na Revolução Industrial, passou a alimentar a máquina a vapor. Fábricas, trens e navios a vapor surgiram, e as cidades cresceram.
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Petróleo: a partir do final do século XIX e ao longo do século XX, seus derivados (gasolina, diesel, querosene) alimentaram carros, caminhões, aviões e usinas termelétricas. No Brasil, a descoberta do pré-sal ampliou a produção.
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Etanol: no Brasil, o Proálcool (1975) incentivou o etanol da cana-de-açúcar como alternativa à gasolina. Hoje, muitos carros são flex e aceitam os dois combustíveis.
A máquina a vapor mudou o transporte: os trens levavam pessoas e mercadorias muito mais longe e mais rápido que carroças e animais. Isso integrou regiões, aumentou o comércio e atraiu pessoas para as cidades.
Coloque em ordem cronológica, do mais antigo ao mais recente, o uso destes combustíveis em larga escala: petróleo, lenha, carvão mineral. Depois indique qual deles é um…
Coloque em ordem cronológica, do mais antigo ao mais recente, o uso destes combustíveis em larga escala: petróleo, lenha, carvão mineral. Depois indique qual deles é um recurso renovável.
A máquina a vapor, movida a carvão mineral, foi decisiva para a Revolução Industrial. Explique como ela transforma a energia do combustível em movimento e cite uma…
A máquina a vapor, movida a carvão mineral, foi decisiva para a Revolução Industrial. Explique como ela transforma a energia do combustível em movimento e cite uma mudança que ela trouxe para o transporte, como os trens.
Impactos socioambientais
Todo combustível tem vantagens e problemas. Ao queimar combustíveis fósseis, liberamos CO₂, um dos gases do efeito estufa. Como esse carbono estava guardado no subsolo, o ar passa a receber mais CO₂ do que as plantas e os oceanos conseguem absorver. O excesso retém mais calor e contribui para o aquecimento global.
| Combustível | Vantagens | Problemas |
|---|---|---|
| Lenha | Barata, acessível | Desmatamento; fumaça faz mal à saúde |
| Carvão mineral | Muita energia; base da indústria | Muito CO₂, poluição do ar, mineração |
| Petróleo | Muita energia, fácil de transportar, base de vários produtos | CO₂, derramamentos de óleo, não renovável |
| Etanol | Renovável, produzido no Brasil, reduz dependência do petróleo | Ocupa grandes áreas de cultivo; queimadas da cana; CO₂ ainda é liberado |
O etanol mostra bem a balança: a cana absorve CO₂ ao crescer, o que compensa parte da emissão na queima. Mas plantações extensas podem substituir vegetação nativa ou competir com a produção de alimentos.
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O Brasil desenvolveu o etanol da cana-de-açúcar como alternativa à gasolina. Apresente uma vantagem e uma desvantagem do etanol em relação à gasolina, considerando aspectos econômicos e ambientais.
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Um carro a gasolina emite gás carbônico ($CO_2$) ao queimar o combustível. Explique por que a queima de combustíveis fósseis aumenta a concentração de $CO_2$ na atmosfera e relacione esse fato ao aquecimento global.
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Compare a lenha, o carvão mineral, o petróleo e o etanol quanto a três critérios: época de uso predominante, impacto ambiental e importância econômica. Conclua indicando qual deles você considera mais sustentável hoje e justifique a sua escolha.
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Uma cidade vai renovar a frota de ônibus e discute três opções: ônibus a diesel, ônibus a etanol e ônibus elétricos recarregados com energia de usinas hidrelétricas. Analise as vantagens e os problemas socioambientais e econômicos de cada opção e recomende uma, argumentando a sua decisão.
Resumo
Volte ao começo: o ônibus da Paulista anda porque um combustível queima dentro do motor, e o preço dessa escolha é medido em economia, saúde e clima.