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Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Ciências
Ensino Fundamental, 9º AnoFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Algumas curiosidades...
Antes de responder, vamos fazer uma breve viagem no tempo e conhecer alguns conceitos fundamentais.
Como é “gerada” a eletricidade a partir da água nas
hidrelétricas?
É possível converter um tipo de energia em outro qualquer?Imagem: Gelpgim22 / GNU Free Documentation
License.
Imagem: Vinícius Bodo / GNU Free Documentation License.
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Viagem no tempoO desenvolvimento do ser humano está
intrinsecamente ligado aos tipos de energia a que teve acesso. O domínio sobre o fogo foi o primeiro grande passo para a humanidade.
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O Carvão Mineral foi o combustível que impulsionou a Revolução Industrial. Foi ele quem alimentou as máquinas a vapor e, através destas, o homem conseguiu produzir produtos manufaturados em grandes quantidades, como tecidos, ferramentas e outras máquinas.
Por intermédio das máquinas a vapor, o homem reduziu o tempo de deslocamento entre cidades e países, através dos trens e navios.
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No século XVIII, a energia elétrica passou a ocupar o espaço do carvão nos processos industriais.
A energia elétrica era mais nobre que o carvão, pois sua conversão em outra forma de energia só era conseguida de forma muito eficiente.
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No final do século XIX, outro energético surge para mudar o mundo: o petróleo com o uso de seus derivados.
Viagem no tempo
Imagem: Unisouth / GNU Free Documentation License.
Imagem: Yan Kennon / domínio público. Imagem: Divulgação Petrobras / Abr / Creative Commons Attribution 3.0 Brazil.
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No século XX, iniciou-se o uso em escala do Gás Natural. Ele tomou espaço do carvão nas termoelétricas, tornando-se o energético que mais cresce em utilização no mundo.
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Outro combustível do século XX é o Nuclear. Inicialmente como fonte de energia para a bomba atômica, depois teve sua utilização como combustível em Usinas Termonucleares. Muitos países utilizaram essa forma de energia como os EUA, França e Alemanha. Hoje, seu uso está sendo repensado.
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Energia está em tudo que nos rodeia!
Nessas situações, associa-se Energia à saúde ou à atividade.
Imagem: Esparta / Creative Commons Attribution 2.0 Generic.
Imagem: Eurobas / GNU Free Documentation License.
Imagem: Dmytro.Tchystiak / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Vou dormir para
recuperar Energia
para amanhã!
Hoje estamos cheios de Energia. Vamos
Brincaaaaaar!
Acho que eu não estou
legal. Estou sem
Energia…
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Afinal, o que é ENERGIA?
Energia é a capacidade de realizar trabalho.
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FOTOSSÍNTESE: Processo natural de conversão de energia.
luz do sol
oxigênio
dióxido de carbono
água
Imagem: At09kg / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
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Fontes de Energia
Classificamos as Fontes de Energia em:
• FONTES PRIMÁRIAS – Ocorrem livremente na Natureza.
Ex.: Sol, água, vento, gás natural, petróleo bruto, etc.
• FONTES SECUNDÁRIAS – São obtidas a partir de outras formas de energia.
Ex.: eletricidade, gasolina, petróleo.
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Fontes de Energia
As fontes de energia primárias podem ser:
FONTES RENOVÁVEIS – Renovam-se continuamente na Natureza, sendo, por isso inesgotáveis.
FONTES NÃO RENOVÁVEIS - Suas reservas se esgotam, pois o seu processo de formação é muito lento comparado ao ritmo de consumo que o ser humano faz delas.
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Fontes Renováveis de
EnergiaO SolA energia provinda do Sol pode ser
utilizada para produzir:
Calor: utilizando-se coletores solares.
Eletricidade: utilizando-se painéis fotovoltaicos.
O VentoEssa energia pode ser utilizada
para produzir Eletricidade através de aerogeradores.
Imagem: SolarCoordinates / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Imagem: Emijrp / GNU Free Documentation License.
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Fontes de Energia
Renováveis
A BiomassaConsiste no
aproveitamento da energia acumulada nos combustíveis e em plantas com elevado teor energético.
A ÁguaConstroem-se
barragens hidroelétricas para “produzir” Eletricidade.
Imagem: Hannu / domínio público.
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Fontes de Energia
Renováveis
As MarésO aproveitamento dessa energia pode
ser feito através de centrais elétricas que funcionam por ação da água das marés. A diferença entre os níveis de água da maré cheia e seca, são fatores determinantes para a “produção” de Eletricidade.
Os GêiseresO calor proveniente do núcleo da Terra faz os
jatos de água quente serem expelidos, podendo assim ser aproveitado para “produzir” Eletricidade.
Imagem: Beast from the Bush / GNU Free Documentation License.
Imagem: Janell Blose / domínio público.
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Fontes de Energia Não Renováveis
• Essas formas de energia são combustíveis fósseis.
• Uma parcela da eletricidade que utilizamos provém desses combustíveis, produzida em centrais térmicas, a partir do calor liberado pela queima deles, utilizados para moverem as turbinas das centrais.
Gás Natural
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Petróleo
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Fontes de Energia Não Renováveis
Também se pode produzir Energia Elétrica nas centrais nucleares.
Urânio
Nessas centrais, a fonte de energia é normalmente o Urânio.
Imagem: USGS / domínio público.
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CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Formas de EnergiaClassificamos as Formas de Energia de acordo com os efeitos que ela produz:
Energia Luminosa – Energia associada à luz. Por exemplo, a luz de uma vela, de uma lâmpada, do sol, etc.
Energia Solar – Energia associada à radiação provinda do sol.
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CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Formas de Energia
Energia Hídrica – Energia proveniente da força das águas.
Energia das Ondas – Energia associada às ondas do mar ou aos desníveis das marés altas e baixas.
Imagem: Richard Huber / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Imagem: Jon Sullivan / Disponibiliado por http://pdphoto.org/ / Domínio Público.
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Energia Geotérmica – Energia associada ao calor proveniente do interior da Terra.
Energia Eólica – Energia associada ao Vento.
Formas de Energia
Imagem: Macarena Viza / Creative Commons Attribution 2.5 Generic.
Imagem: Nicole Gordine / Creative Commons Attribution 3.0 Unported.
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Energia Sonora – Energia associada às Ondas Sonoras (SOM).
Energia Elétrica – Energia associada à Corrente Elétrica.
Formas de Energia
Imagem: cbs_fan / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
Imagem: welshbabe / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Energia Térmica – Energia associada às trocas de calor entre corpos.
Energia Química – Energia associada às reações químicas ou à quebra de ligações químicas existentes em toda matéria.
Formas de Energia
Imagem: jason.kaechler / Creative Commons Attribution 2.0 Generic.
Imagem: Scott Bauer / domínio público.
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Energia Nuclear – Energia liberada numa reação nuclear, ou seja, em processo de transformação de núcleos atômicos.
Formas de Energia
Energia de Biomassa – Energia associada à matéria orgânica (de origem animal ou vegetal).
Imagem: Lothar Neumann / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.
Imagem: José Reynaldo da Fonseca / GNU Free Documentation License.
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Energia Cinética – Energia associada ao movimento (diretamente proporcional à velocidade do corpo).
Formas de Energia
Energia Potencial Gravitacional – Energia associada à posição de um corpo em relação a um nível de referência.
Imagem: Muhammad Mahdi Karim / GNU Free Documentation License.
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CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Energia Potencial Elástica – Energia associada a deformações elásticas (esticar uma mola, elástico, etc.).
Formas de Energia
Energia Mecânica – Soma das Energias Potencial e Cinética de um corpo.
Imagem: Apoincot / GNU Free Documentation License.
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CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
http://www.fisica.ufpb.br/~romero/objetosaprendizagem/Rived/04ConservacaodaEnergia/Animacao/Energia.htmlhttp://www.fisica.ufpb.br/~romero/objetosaprendizagem/Rived/04ConservacaodaEnergia/Animacao/Energia.html
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Sistemas conservativos
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energia
Movimento doscorpos do sistema
Energia cinética doscorpos do sistema
Energia cinética de
rotação
Energia cinética de translação
Mapa Conceitual da Energia Mecânica
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Em ação, a energia se transforma de uma forma em
outra.
ENERGIA QUÍMICA
Reações Endotérmicas
Reações Exotérmicas
Energia Térmica
Emissão de Fótons
Emissão de Fótons
Energia Radiante
Radiólise
Energia Nuclear Energia Elétrica
Eletrólise Bateria
Energia Mecânica
Músculos Reação Pressão
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Vamos
Exercitar?
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(CEFET-PR) Dentre as citadas, assinale a alternativa que contenha apenas as fontes de energia renováveis mais utilizadas no Brasil:
a) solar, hidrelétrica e eólica.
c) hidráulica, xisto e solar.
d) petróleo, solar e lenha.
e) álcool, eólica e solar.
Exercício 01
Resposta: b)
b) hidráulica, lenha e biomassa.
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
A figura ao lado mostra um esquema simplificado de uma Usina Hidrelétrica.
A respeito do funcionamento de uma hidrelétrica e dos conceitos físicos envolvidos, marque a alternativa CORRETA:
Exercício 02
Resposta: a)
b) a barragem serve para armazenar energia cinética da água
c) na turbina do gerador ocorre a transformação de energia potencial gravitacional da água em energia elétrica
d) as usinas hidroelétricas não causam impactos ambientais
a) a função principal da água é fazer girar a turbina do gerador. Imagem: Sturm / domínio público.
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
A lei da conservação da energia mecânica diz que “a energia mecânica não é criada nem destruída, ela é apenas transformada de um tipo de energia em outro”.
Então, pode-se concluir que os tipos de transformação de energia que ocorrem em uma usina hidrelétrica são, respectivamente:
Exercício 03
Resposta: a)
b) Energia Cinética → Energia Potencial Gravitacional → Energia Elétrica
c) Energia Cinética → Energia Elétrica → Energia Potencial Gravitacional
d) Energia Cinética → Energia Elétrica
a) Energia Potencial Gravitacional → Energia Cinética → Energia Elétrica
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
ExtrasVÍDEOS DO YOUTUBEComo funcionam as usinas hidrelétricasLink: http://www.youtube.com/watch?v=1QDosHWmRcM De onde vem a Energia ElétricaLink: http://www.youtube.com/watch?v=mFmKp9a5nzY Águas TermaisLink: http://www.youtube.com/watch?v=fgAURO_Zxeo LABORATÓRIO VIRTUALFeira de CiênciasLink: http://www.feiradeciencias.com.br Romero TavaresLink: http://www.fisica.ufpb.br/~romero/ EXPERIÊNCIA/EXPERIMENTOBola e Elástico (Conservações de energia)Link: http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_08.asp Conservação da Energia MecânicaLink: http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_27.asp
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SIMULAÇÕESConversão e conservação da Energia Mecânica (com gráficos)Link: http://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-skate-park-basics Gráficos das Energias Cinética, Potencial e MecânicaLink: http://www.fisica.ufpb.br/~romero/objetosaprendizagem/Rived/04ConservacaodaEnergia/Animacao/Energia.html CURIOSIDADESEnergias RenováveisLink: http://ifbaer.blogspot.com.br/ Estádio totalmente coberto por placas fotovoltaicasLink: http://www.ciclovivo.com.br/noticia.php/2200/estadio_taiwanes_e_totalmente_coberto_por_placas_fotovoltaicas/ Matriz Energética do BrasilLink: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAOxAAI/matriz-energetica-brasil Como funcionam as usinas hidrelétricasLink: http://ciencia.hsw.uol.com.br/usinas-hidreletricas.htm
LISTA DE EXERCÍCIOSLink: http://www.cienciamao.usp.br/dados/t2k/_ciencias_cie1g41.arquivo.pdfLink: http://www.rededosaber.sp.gov.br/portais/Portals/33/arquivos/Ciencias%20da%20Natureza%20Parte%204.pdf
Extras
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Bibliografia• BENIGNO, Barreto Filho; XAVIER, Cláudio da Silva. Física aula por aula. 1. ed.
Vol. 01. São Paulo: Editora FTD, 2010.• GASPAR, Alberto. Compreendendo a Física. Vol. 01. São Paulo: Editora Ática,
2011. • GUALTER; HELOU; NEWTON. Física. Vol. 01. São Paulo: Editora Saraiva, 2011. • MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. 1. ed. Vol. 01. São
Paulo: Editora Scipione, 2011.• <http://educar.sc.usp.br> Acesso em 25/06/2012.• <http://pt.wikipedia.org> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.ciencia-cultura.com/Pagina_Fis> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.coladaweb.com/fisica> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.fisica.ufs.br> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.fisicafacil.pro.br> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.if.ufrj.br> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.infoescola.com/fisica> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.mundoeducacao.com.br> Acesso em 25/06/2012.• <http://www.sofisica.com.br/conteudos> Acesso em 25/06/2012.
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Tabela de Imagensn° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso
2a Vinícius Bodo / GNU Free Documentation
License.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Usinafurnas.JPG
01/10/2012
2b Gelpgim22 / GNU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica_en_Tecn%C3%B3polis.JPG
01/10/2012
3 Nikai / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solstice_fire_Montana.jpg
01/10/2012
4a Herman Heyenbrock / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:1890heyenbrock.jpg
01/10/2012
4b Ben Brooksbank / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clapham_Junction_with_Victoria_-_Tunbridge_Wells_West_train_(steam-hauled)_geograph-2809140-by-Ben-Brooksbank.jpg
01/10/2012
4c Nicolás Pérez / GNU Free Documentation License.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Maquina_vapor_Watt_ETSIIM.jpg
01/10/2012
5 MOs810 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Warta_Poznan_electric.jpg
01/10/2012
6a Divulgação Petrobras / Abr / Creative Commons Attribution 3.0 Brazil.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oil_platform_P-51_(Brazil)-2.jpg
01/10/2012
6b Unisouth / Abr / GNU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:BP_Latest_Pump_Design.jpg
01/10/2012
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Tabela de Imagensn° do slide
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6c Yan Kennon / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/
File:US_Navy_110908-N-SD610-001_Seabees_assigned_to_Naval_Mobile_Construction_Battalion_(NMCB)_7,_Detachment_Jacksonville,_remove_excess_asphalt_from_an.jpg
01/10/2012
7a Kiko Alario Salom / Creative Commons Attribution 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ciclo_combinado_Plana_del_Vent.jpg
01/10/2012
7b colin grice/ Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flaring_off_Natural_Gas_at_Westerdale_-_geograph.org.uk_-_143649.jpg
01/10/2012
8a autor desconhecido / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nagasakibomb.jpg
01/10/2012
8b Stefan Kühn / GNU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nuclear_Power_Plant_Cattenom.jpg
01/10/2012
9a Eurobas / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2009_Salon_Planete_mode_d_emploi.JPG
01/10/2012
9b Esparta / Creative Commons Attribution 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sleep_Tiger.jpg
01/10/2012
9c Dmytro.Tchystiak / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dmytro_Tchystiak.JPG
01/10/2012
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Tabela de Imagensn° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso
10a Christopher Johnson / Creative
Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zvonareva_Run.jpg
01/10/2012
10b Keith Allison / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bryant_about_to_dunk_2008.jpg
01/10/2012
11 At09kg / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photosynthesis.gif
29/10/2012
14a SolarCoordinates / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flatplate.png
01/10/2012
14b Emijrp / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Placas_solares_en_la_azotea_de_la_Facultad_de_Ciencias_Econ%C3%B3micas_y_Empresariales,_Universidad_de_C%C3%A1diz.jpg
01/10/2012
14c Gelpgim22 / GNU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica_en_Tecn%C3%B3polis.JPG?uselang=pt-br
01/10/2012
15a Hannu / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kunda_hydroelectric_station.jpg
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direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso
15b Chris Newman / Creative
Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
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01/10/2012
16a Beast from the Bush / GNU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lady_Knox_geiser.jpg
01/10/2012
16b Janell Blose / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:US_Navy_030508-N-4302B-002_A_huge_wake_is_created_as_Ronald_Reagan_conducts_high-speed_rudder_testing,_while_completing_ship-wide_testing_of_major_ship_systems.jpg
01/10/2012
17a Stephen Friedt / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Moss_Landing_natural_gas_plant.jpg
01/10/2012
17b Thiagonegris / GNU Free Documentation License .
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bomba_Cabe%C3%A7a_de_Cavalo.jpg
01/10/2012
17c mattbuck / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bridgnorth_railway_station_MMB_11_42986.jpg
01/10/2012
18a USGS / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:UraniumUSGOV.jpg
01/10/2012
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Tabela de Imagensn° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso
18b Autor desconhecido / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/
File:HEUranium.jpg01/10/2012
19a Robert DeMeo / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Actual_Sunset.jpg
01/10/2012
19b Bangin / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Candle.jpg 01/10/201220a Richard Huber / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kraftwerk_in_Sch%C3%B6ngeising.jpg
01/10/2012
20b Jon Sullivan / Disponibiliado por http://pdphoto.org/ / Domínio Público.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ocean_surface_wave.jpg
01/10/2012
21a Macarena Viza / Creative Commons Attribution 2.5 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geiser_tatio.JPG
01/10/2012
21b Nicole Gordine / Creative Commons Attribution 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wind_park.jpg
01/10/2012
22a cbs_fan / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Horn_Speaker.jpg
01/10/2012
22b welshbabe / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electric_Pole,_Middleton_garden,_Llanteg_-_geograph.org.uk_-_1179688.jpg
01/10/2012
CIÊNCIAS, 9º ANOFontes de energia, destacando tipos, fontes e as formas de transformação
Tabela de Imagensn° do slide
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23a jason.kaechler / Creative
Commons Attribution 2.0 Generic.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oxygen_Acetylene_Torch.jpg
01/10/2012
23b Scott Bauer / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Supreme_pizza.jpg
01/10/2012
24a Lothar Neumann / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.
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01/10/2012
24b José Reynaldo da Fonseca / GNU Free Documentation License.
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01/10/2012
25a Muhammad Mahdi Karim / GNU Free Documentation License.
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01/10/2012
25b Hfastedge / GNU Free Documentation License.
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01/10/2012
26a Apoincot / GNU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Master_Heon_Kim.jpg
01/10/2012
26b Ellywa / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bungeejump_begin_Scheveningen_31_mei_2004.JPG
01/10/2012
31 Sturm / domínio público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydroelectric_dam_portuguese.PNG
01/10/2012