Natureza 7 CIÊNCIAS DA
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2a edição
ARMÊNIO UZUNIAN ERNESTO BIRNER JOSÉ EDUARDO REZENDE MARLON WRUBLEWSKI
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o ANO
NATUREZA 2a edição
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CIÊNCIAS DA
ARMÊNIO UZUNIAN
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Mestre em Ciências na área de Histologia pela Universidade Federal de São Paulo Médico pela Universidade Federal de São Paulo Professor e supervisor de Biologia em cursos pré-vestibulares na cidade de São Paulo
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ERNESTO BIRNER Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo Professor de Biologia na cidade de São Paulo
JOSÉ EDUARDO REZENDE
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Bacharel em Física pela Universidade Estadual de Campinas Coordenador e professor de Física, Química e Matemática em escolas particulares e cursos pré-vestibulares Trabalha com projetos de formação continuada de professores da rede privada
MARLON WRUBLEWSKI
Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade Federal do Paraná Licenciado em Física pela Universidade Federal do Paraná Professor de Física em cursos de graduação em Engenharia na Pontifícia Universidade Católica do Paraná Professor de Física do Ensino Fundamental e Médio
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Julio E. Emöd Maria Pia Castiglia Mônica Roberta Suguiyama Neusa Sayuri Shinya Julia Jussani da Silva Shutterstock Gráfica Forma Certa
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Direção Geral: Supervisão Editorial: Edição de Arte: Editoração Eletrônica: Revisão: Fotografias da Capa: Impressão e Acabamento:
CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO PUBLICAÇÃO SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DENA LIVROS, RJ
SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ
C511 C511 2. ed. 2. ed.
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referências comentadas referências comentadas ISBN 978-85-294-0746-3 ISBN 978-85-294-0746-3
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Ciências da natureza : 7º ano / Armênio Uzunian ... [et al.]. - 2. ed. - São Paulo : Ciências da natureza : 7o ano / Armênio Uzunian ... [et al.]. - 2. ed. - São Paulo : Harbra, 2027. HARBRA, 2027. 320 : il.; 28 ; 28 cm. 320 p.p.: il. cm.
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Ciências - Estudo e ensino (Ensino fundamental). I. Uzunian, Armênio. 1.1.Ciências - estudo e ensino (Ensino fundamental). I. Uzunian, Armênio. CDD: 372.35044 CDD: 372.35044 CDU:373.3.016:5 373.3.016:5 CDU:
26-108134.0 26-108134.0
Carla Rosa Martins Gonçalves - Bibliotecária - CRB-7/4782
Carla Rosa Martins Gonçalves - Bibliotecária - CRB-7/4782
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05/10/2026 05/10/2026
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Ciências da NATUREZA – 7o ano – 2a edição Copyright © 2027 por editora HARBRA S.A. Rua Mauro, 400 04055-041 – São Paulo – SP Tel.: (0.xx.11) 5084-2482. Site: www.harbra.com.br
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta edição pode ser utilizada ou reproduzida — em qualquer meio ou forma, seja mecânico ou eletrônico, fotocópia, gravação etc. — nem apropriada ou estocada em sistema de banco de dados, sem a expressa autorização da editora. ISBN 978-85-294-0746-3
Impresso no Brasil
Printed in Brazil
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PREFÁCIO Prezados estudantes,
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É com alegria que apresentamos esta nova edição da coleção Ciências da Natureza, destinada aos alunos dos anos finais do Ensino Fundamental. Nosso principal objetivo é contar com a participação de vocês em uma jornada de descobertas, perguntas e investigações pelo fascinante mundo da Ciência. Vivemos em um período de intensas transformações científicas, tecnológicas e ambientais. Por isso, esta coleção valoriza as descobertas e atualizações da Ciência, o conhecimento sobre o meio ambiente e a busca por formas mais responsáveis e sustentáveis de nos relacionarmos com o planeta. Em um país como o Brasil, que produz milhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos todos os anos, mas ainda reaproveita ou recicla uma parcela pequena desses materiais, é fundamental refletirmos sobre nossos hábitos e sobre as escolhas que fazemos no cotidiano. Afinal, faz sentido desperdiçar materiais que poderiam voltar à cadeia produtiva, gerar trabalho, renda e novas oportunidades? Ao longo da coleção, vocês serão convidados a observar, questionar, investigar, levantar hipóteses, analisar evidências e buscar explicações para fenômenos que fazem parte de sua realidade. A contextualização dos conhecimentos científicos e ambientais estará sempre presente, assim como o uso consciente das tecnologias da informação. Mais do que memorizar conceitos, queremos que vocês desenvolvam a capacidade de utilizar os conhecimentos de Biologia, Química e Física para compreender o mundo e participar de decisões relacionadas à Ciência, à tecnologia, à saúde e ao meio ambiente. Também acreditamos que aprender Ciência envolve valores. Por isso, a coleção enfatiza princípios éticos e democráticos, o respeito mútuo, o cuidado com a saúde individual e coletiva e a responsabilidade com o ambiente. Conhecer a diversidade dos seres vivos e das sociedades humanas é também uma oportunidade para compreender e valorizar diferentes formas de viver, pensar e se expressar, combatendo preconceitos e respeitando a diversidade. Para nós, professores e autores, ouvir os estudantes é essencial. A curiosidade de vocês, suas perguntas e suas diferentes maneiras de observar o mundo são importantes pontos de partida para a construção do conhecimento. Por isso, procuramos criar situações que estimulem a investigação e permitam compreender fenômenos científicos, ambientais e relacionados à saúde que estão presentes no cotidiano. Esta nova edição aproxima ainda mais a Ciência da realidade dos estudantes, desperta a curiosidade e valoriza a investigação como caminho para aprender. Afinal, a Ciência não está distante de nós: ela está no corpo humano, nos alimentos, na energia que utilizamos, nas tecnologias que fazem parte de nossa vida, no planeta em que vivemos e nas questões que desafiam a sociedade. É esse o nosso convite: observem, perguntem, investiguem e não tenham medo de se posicionar diante do mundo. Esperamos que esta coleção seja uma companheira nessa caminhada e que, ao longo dela, vocês descubram que aprender Ciências é também aprender a compreender melhor o mundo e a participar de sua transformação. Esse é o desejo da editora HARBRA e de nós, autores e professores, ao apresentarmos esta nova edição, elaborada em consonância com as orientações da Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Os autores
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APRESENTAÇÃO DA COLEÇÃO LG AÇ ÃO .
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Unidades organizadas segundo a BNCC
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A abertura de cada unidade, assim como de cada capítulo, com fotos motivadoras e texto cuidadosamente preparado, visa captar a atenção dos alunos, apresentando-os ao conteúdo a ser estudado e sua relação com o cotidiano. Linguagem adequada à faixa etária dos alunos
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Descubra você mesmo!
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Textos escritos em linguagem acessível, de modo a facilitar a compreensão Lembre-se! dos conceitos. Dados e informações relevantes que os alunos não podem deixar de contemplar.
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Um convite aos alunos para pesquisar em livros da biblioteca ou por meio eletrônico, praticamente ao alcance de todos, para descobrir respostas a atividades propostas.
Fique por dentro! Pequenas curiosidades motivadoras sobre o tema em estudo.
Entrando em ação Práticas que não precisam de laboratório para serem realizadas.
Glossário
Perguntas simples sobre o tema que acabou de ser exposto, cujas respostas podem estar no próprio capítulo ou já fazer parte do repertório dos alunos.
De olho no planeta
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Jogo rápido
Nova oportunidade para enriquecer o vocabulário dos leitores.
Meio ambiente, Sustentabilidade e Ética & Cidadania
A questão socioambiental, tema da atualidade, é abordada em seus três pilares, objetivando o desenvolvimento da capacidade de atuação no e sobre o mundo, importante ao exercício pleno da cidadania. Estabelecendo conexões
Cotidiano, Interdisciplinaridade e Saúde
Quadros que integram os temas abordados no capítulo com outras áreas do conhecimento, situações do cotidiano e saúde.
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É sempre bom saber mais!
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Destacados do corpo principal do texto, esses sempre interessantes aprofundamentos podem ser abordados em sala de aula a critério do professor.
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Em conjunto com a turma!
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Atividades facilitadoras de integração e interação entre os membros da equipe. Estimulam o interesse e a curiosidade científica, permitem definir problemas, levantar, analisar e representar resultados, comunicar conclusões e propor intervenções.
Atividades Questões e problemas sobre os temas abordados. Nosso desafio Ao fim do capítulo, atividade de construção de mapas de conceitos.
Integrando conhecimentos Uma oportunidade para os alunos relacionarem os temas estudados a situações práticas do cotidiano.
Navegando na net Sugestão de sites relacionados ao tema do capítulo.
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UNIDADE 1
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A formação da atmosfera da Terra ............. A importância da atmosfera para os seres vivos............................... As camadas da atmosfera ..................... A composição da atmosfera terrestre ........ O gás nitrogênio .................................. O gás oxigênio ..................................... O gás oxigênio e a respiração celular O gás carbônico................................... Ciclo do carbono ............................. Gases nobres........................................ Vapor-d’água........................................ Umidade relativa do ar.................... As propriedades do ar............................... O ar ocupa espaço ............................... O ar tem massa .................................... Massa é diferente de peso? .............. O ar se expande ................................... O ar pode ser comprimido ................... O ar é elástico...................................... O ar exerce pressão.............................
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AS PROPRIEDADES DO AR QUE ENVOLVE A TERRA 16
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Terra e Universo
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Torricelli e a pressão atmosférica ..... Como ouvimos os sons ............................. Nosso desafio........................................... Atividades ...............................................
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FENÔMENOS NATURAIS E IMPACTOS AMBIENTAIS
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O conjunto de seres vivos do ecossistema 51 Um “endereço” e uma “profissão” para cada espécie ............................ 53 Cada espécie tem um nome científico.. 55 Um pouco de história: Lineu, criador da nomenclatura das espécies ..... 55 Um conceito muito importante ............ 55 Aquecimento global: a Terra está esquentando mesmo? .......................... 56 Produtores, consumidores e decompositores ................................. 57 Quem aproveita os restos de plantas e animais? ................................... 57 Fotossíntese ..................................... 58
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SERES VIVOS E ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS 50
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Vida e Evolução
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Terremotos e maremotos ...................... Vulcões ................................................ Nosso desafio ........................................... Atividades ................................................ Navegando na net ....................................
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Um quebra-cabeças gigante ..................... Pangea, o supercontinente ................... A litosfera e a deriva continental .......... Movimentos das placas tectônicas .......................................
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Alimento, combustível e respiração .......... As cadeias alimentares e os caminhos da energia ............................................ Níveis tróficos, herbívoros e carnívoros Teia alimentar ...................................... Nosso desafio ........................................... Atividades ................................................
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RELAÇÕES ECOLÓGICAS DOS SERES VIVOS NOS ECOSSISTEMAS 65
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OS AMBIENTES DA BIOSFERA E OS BIOMAS BRASILEIROS 79
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Os biomas terrestres ................................. Tundra.................................................. Floresta de coníferas (também chamada de taiga) ............. Floresta temperada ............................... Floresta pluvial tropical ........................ Savana ................................................. Estepes e pradarias ............................... Deserto ................................................ Planeta água? ......................................... Os habitantes do meio aquático ........... Plâncton .......................................... Nécton ............................................ Bentos ............................................. Os biomas brasileiros ............................... Floresta Amazônica .............................. Caatinga...............................................
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Sociedades ........................................... Competição ......................................... Relações entre indivíduos de espécies diferentes (interespecíficas) .................. Relações em que ninguém é prejudicado
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Protocooperação............................. Comensalismo ................................. Mutualismo .................................... Relações negativas entre organismos de espécies diferentes .......................... Predação (Predatismo) ......................... Parasitismo ........................................... Competição ......................................... Espécies invasoras, competição e ausência de predadores ou de parasitas ................... Nosso desafio ........................................... Atividades ................................................
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Ecologia: interações entre seres vivos e o ambiente ........................................ Níveis de organização em Ecologia: da população à biosfera................... A união faz a força................................... Relações entre seres vivos da mesma espécie (intraespecíficas) ...................... Colônias...............................................
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Cerrado ................................................ Mata Atlântica (Floresta Atlântica) ........ Pantanal .............................................. Zona litorânea...................................... Manguezais ................................... Dunas .............................................. Restingas ....................................... Campos sulinos .................................... Nosso desafio ........................................... Atividades ............................................... Navegando na net .................................
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A classificação dos seres vivos .................. 100 Os primeiros “grandes grupos” – os primeiros reinos............................ 100 Nem animais, nem vegetais: o que fazer? ...................................... 101 Novas descobertas, novo reino: Monera ............................................ 102 A mais recente mudança: reino Fungi .. 102 Os cinco reinos atuais .......................... 102 Categorias de classificação e grau de semelhança ..................................... 104 Nosso desafio........................................... 106 Atividades ................................................ 107
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BIODIVERSIDADE E A CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS 99
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VÍRUS E BACTÉRIAS
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Vírus: seres vivos ou não? ......................... 111 Reprodução dos vírus........................... 112 Como nosso organismo combate os vírus ............................................ 112 Vacinação: um modo de imunização artificial ............... 113 Doenças causadas por vírus ................. 115 Gripe e resfriado comum ................. 115 Sarampo e catapora ......................... 115 Dengue ........................................... 116 Febre amarela .................................. 117 AIDS ............................................... 117 O reino Monera........................................ 120 A célula bacteriana .............................. 120 A forma das bactérias...................... 120 Nutrição e respiração bacterianas .... 121
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Reprodução das bactérias ................ 122 A importância das bactérias ............. 122 Doenças causadas por bactérias ...... 124 Cianobactérias ..................................... 127 Água: importante para a vida.................... 127 Quando não há estações de tratamento de água e de esgoto ......................... 128 Nosso desafio ........................................... 130 Atividades ................................................ 131 Navegando na net.................................... 134
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FUNGOS, PROTOZOÁRIOS E ALGAS 135
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As algas ............................................... 147 A importância das algas ................... 150 Nosso desafio ........................................... 151 Atividades ................................................ 152
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Reino Fungi .............................................. 136 Características dos fungos .................... 136 Como os fungos se nutrem?............. 137 A reprodução dos fungos ................. 138 A importância dos fungos..................... 138 Decomposição ................................ 138 Fermentação .................................... 138 Produção de antibióticos ................. 139 Fonte de alimentos .......................... 140 Associações benéficas: mutualismos 140 Associação prejudicial: parasitismo ... 141 Reino Protista (ou Protoctista) ................... 142 Os protozoários ..................................... 142 Doenças causadas por protozoários .. 144
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INVERTEBRADOS I
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Poríferos.................................................. 158 A organização do corpo das esponjas .. 158 Reprodução dos poríferos .................... 160 Cnidários (ou celenterados) ...................... 160 Reprodução dos cnidários .................... 162 Corais ................................................. 163 Platelmintos.............................................. 164 Planária: platelminto de vida livre ........ 165 Reprodução das planárias ................ 166 Doenças causadas por platelmintos....... 166 Esquistossomose............................... 166 Teníase ............................................ 168 Cisticercose ..................................... 170 Nematelmintos ......................................... 171 Doenças causadas por nematelmintos.. 171 Ascaridíase ...................................... 171
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Ancilostomose (amarelão) ............... 173 Oxiuríase ou enterobíase ................. 174 Filaríase (elefantíase)........................ 174 Moluscos .................................................. 176 Organização geral dos moluscos.......... 177 Classificação dos moluscos .................. 178 Anelídeos ................................................. 180 Características gerais das minhocas...... 182 Nosso desafio........................................... 184 Atividades ................................................. 185
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INVERTEBRADOS II
Miriápodes ...................................... 200 Equinodermos .......................................... 202 Nosso desafio ........................................... 204 Atividades ................................................ 205 Navegando na net.................................... 206
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PEIXES E ANFÍBIOS
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Artrópodes................................................ 190 Características gerais dos artrópodes .... 190 Classificação dos artrópodes ................ 191 Insetos ............................................. 191 Crustáceos ....................................... 197 Aracnídeos ...................................... 198
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Introdução ao filo dos cordados ............... 208 Peixes: cartilaginosos e ósseos .................. 210 Escamas e muco na pele dos peixes ..... 212 Digestão e alimentação ........................ 212 Circulação, respiração e excreção........ 213 Reprodução.......................................... 214 Sistema nervoso e órgãos dos sentidos ... 215 Bexiga natatória: auxiliar na flutuação dos peixes ósseos.............................. 217 Anfíbios, vertebrados de transição ............ 218
Pele dos anfíbios .................................. 219 Digestão e alimentação ........................ 220 Circulação, respiração e excreção........ 221 O esqueleto dos anfíbios ...................... 222 Reprodução.......................................... 222 A metamorfose do girino .................. 223 Sistema nervoso e órgãos dos sentidos ... 224 Classificação dos anfíbios ...................... 225 Nosso desafio ........................................... 226 Atividades ................................................. 227
RÉPTEIS E AVES
Répteis ..................................................... 231 Características gerais ............................ 231 Reprodução ..................................... 233 Sistema nervoso e órgãos dos sentidos 234 A ectotermia e a conquista do meio terrestre pelos répteis ....................... 234 Classificação dos répteis ...................... 235 O que aconteceu com os dinossauros?..... 238
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Aves .............................................................. 239 Características gerais ............................ 240
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Reprodução ..................................... 246 Sistema nervoso e órgãos dos sentidos 248 Adaptações ao voo............................... 249 Classificação das aves .......................... 250 Nosso desafio........................................... 252 Atividades ................................................ 253
MAMÍFEROS
Sistema nervoso e órgãos dos sentidos . 264 Endotermia e controle da temperatura corporal ............................................... 264 Classificação dos mamíferos ..................... 265 Algumas ordens de mamíferos placentários ..................................... 267 Nosso desafio........................................... 272 Atividades ................................................ 273
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Características gerais dos mamíferos ......... 257 Pele: presença de queratina, pelos e glândulas ............................. 258 Digestão e alimentação ........................ 260 Respiração nos mamíferos.................... 261 Circulação e excreção.......................... 262 Reprodução: presença de útero e placenta ........................................ 263
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Pele com penas: exclusividade das aves ....................................... 240 O esqueleto das aves ........................ 241 Digestão e alimentação .................... 243 Respiração das aves ......................... 244 Circulação e excreção ...................... 245
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Matéria e energia MÁQUINAS SIMPLES
A força e o Sistema Internacional de Unidades......................................... 279 Como calcular o peso de um corpo ..... 279 Máquinas simples ..................................... 280 Alavancas............................................. 280 A lei das alavancas ........................... 281 Balança ........................................... 282 Classificação das alavancas ............. 283
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Rodas ................................................... 284 Engrenagens ......................................... 284
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Planos inclinados ................................. 287 Cunha ............................................. 287 Parafuso ........................................... 288 Nosso desafio ........................................... 289 Atividades ................................................ 290
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CALOR
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Convecção ........................................... 302 Irradiação............................................. 303 Nosso desafio .......................................... 305 Atividades ................................................. 306
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TERMOMETRIA
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A natureza do calor................................... 294 Efeitos do calor em substâncias e objetos.... 296 Mudança de temperatura – o calor específico das substâncias ..... 296 Mudança de fase .................................. 298 Dilatação térmica................................. 299 Energia transitando na forma de calor....... 300 Condução ............................................ 300 Condutores e isolantes ..................... 301
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Roldanas .............................................. 284 Roldanas fixas................................. 285 Roldanas móveis.............................. 285 Combinando roldanas fixas e roldanas móveis ....................... 286
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Medidas de temperatura ........................... 308 Termômetro de líquido ......................... 308 Termômetro de álcool ...................... 308 Outros tipos de termômetro ................. 309 Termômetros digitais ........................ 309 Termômetros infravermelhos ............ 309 Termômetros de cristal líquido ......... 310 Escalas termométricas............................... 310 Escala Celsius....................................... 310
INTEGRANDO CONHECIMENTOS
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Escala Kelvin ........................................ 311 Escala Fahrenheit ................................. 312 Nosso desafio ........................................... 313 Atividades ................................................ 314
Combustíveis fósseis e máquinas térmicas ..... 316
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMENTADAS .................................................................. 318
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UNIDADE
MURATART/SHUTTERSTOCK
TERRA E
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UNIVERSO
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A atmosfera (do grego, atmós = vapor, ar + + sphaîra = esfera, ou seja, esfera de ar) é a camada de gases que envolve um corpo celeste como, por exemplo, um planeta. No caso da Terra, esses gases são, principalmente, o nitrogênio, o oxigênio, o gás carbônico, o vapor-d’água e os gases nobres (argônio, hélio, neônio, xenônio, criptônio e radônio). Todos esses gases não se perdem no espaço interplanetário pelo mesmo motivo que nossos corpos não se soltam da superfície do planeta: a Terra atrai qualquer corpo (sólido, líquido ou gasoso) pela ação de sua gravidade. Nem tudo o que está presente no ar faz bem à saúde. Algumas partículas produzidas pelas atividades humanas, como a fuligem liberada por veículos, indústrias e queimadas, podem poluir a atmosfera. Quando respiradas, essas partículas podem causar problemas de saúde, especialmente doenças respiratórias. Por isso, um dos grandes desafios da humanidade é reduzir a poluição do ar e cuidar da qualidade da atmosfera. Quanto mais limpo for o ar que respiramos, melhor será a saúde das pessoas e do planeta. Nesta unidade, vamos estudar a composição do ar, suas propriedades, os fenômenos naturais que acontecem na atmosfera e os impactos que as ações humanas podem causar ao meio ambiente.
16 UNIDADE 1 • TERRA E UNIVERSO
capítulo
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AS PROPRIEDADES DO AR QUE ENVOLVE A TERRA
O som só se propaga em meios materiais
É por intermédio de vibrações de um meio material, principalmente do ar, que o som se propaga. Você já deve ter sentido o seu corpo vibrando diante de um som intenso. Isso só ocorre porque o ar está vibrando e transferindo essas vibrações para você. Seus ouvidos captam essas vibrações do ar e seu cérebro traduz essas vibrações em sons.
Se não houvesse um meio material, como o ar, seus ouvidos não perceberiam som algum; o som não se propaga no vácuo (ausência de ar). Neste capítulo, vamos conhecer as características da atmosfera terrestre e as propriedades do ar. FRED S. PINHEIRO/SHUTTERSTOCK
CAPÍTULO 1 • As propriedades do ar que envolve a Terra
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A formação da atmosfera da Terra
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A atmosfera da Terra, camada de gases (ar) que a envolve, tem sua origem em processos físicos, químicos e biológicos que ocorreram continuamente durante toda a existência do planeta. Portanto, o ar que respiramos hoje não é o mesmo de quando a atmosfera surgiu com o planeta há 4,6 bilhões de anos. No início, não havia oxigênio e o hidrogênio era abundante. O nosso planeta, em sua origem, estava repleto de rochas (em brasa) e sua atmosfera era uma nuvem de poeira e gases. Com todo o calor que se desprendia de sua superfície, os gases que se originavam durante a formação do planeta acabavam se perdendo para o espaço. Lentamente o planeta foi esfriando, formando uma superfície sólida. Os gases liberados do interior do planeta, agora mais frio, se acumularam sobre a superfície e assim surgiu uma segunda atmosfera, composta principalmente por hidrogênio, dióxido de carbono (gás carbônico) e vapor-d’água. Mais tarde, com a contínua diminuição da temperatura, o vapor-d’água da atmosfera se condensou, formando os oceanos e mares. Nos primeiros 2 bilhões de anos de história da Terra, um grupo de seres microscópicos que conseguiam viver na ausência de oxigênio surgiu, iniciando a longa jornada para tornar nosso planeta habitável. Esses seres multiplicaram-se em um ambiente repleto de erupções vulcânicas, que liberavam grandes quantidades de hidrogênio que passou a ser utilizado na produção de metano, cuja principal função era manter o planeta aquecido, como em uma estufa, proporcionado condições para o surgimento de outro grupo de seres microscópicos que, mais uma vez, mudariam a atmosfera terrestre. Isso ocorreu há cerca de 2,3 bilhões de anos e esses novos seres microscópicos, capazes de produzir oxigênio por meio da fotossíntese, preencheram nossa atmosfera com esse gás. Sem ele, a maior parte dos seres vivos atuais nunca existiria.
A importância da atmosfera para os seres vivos
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A atmosfera terrestre atual é fundamental para os seres vivos, entre outros fatores, porque:
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contém oxigênio (O2), gás essencial para a combustão (queima) de materiais e para a respiração da maioria dos seres vivos (animais, vegetais, algas etc.). É produzido principalmente pelo fitoplâncton marinho e pelas plantas terrestres no processo de fotossíntese;
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contém gás carbônico (CO2), produzido nas combustões e na respiração, e utilizado na fotossíntese para a produção de substâncias orgânicas (açúcares, proteínas, lipídios etc.), que são consumidas na nutrição de todos os seres vivos das teias alimentares; contém nitrogênio (N2), que não é utilizado diretamente pelas plantas e animais. Esse gás é fixado por bactérias presentes no solo ou em associação com algumas espécies de plantas. Essas bactérias transferem o nitrogênio para as plantas, que o utilizam na produção de compostos nitrogenados (proteínas, DNA). E assim esses compostos entram nas cadeias alimentares de todos os ecossistemas; contém quantidades variáveis de vapor-d’água que, ao se condensar, forma as chuvas (ciclo da água), devolvendo água à superfície terrestre; retém parte do calor proveniente do Sol, impedindo grandes variações de temperatura. A presença do gás carbônico e de vapor-d’água na atmosfera forma uma barreira que retém parte
18 UNIDADE 1 • TERRA E UNIVERSO do calor que retorna da superfície terrestre para a atmosfera. É o que se conhece como “efeito estufa”, pela semelhança com o que ocorre em uma estufa de plantas; protege contra vários tipos de radiação solar. Os raios ultravioleta (UV), que podem aumentar os riscos de câncer de pele e doenças nos olhos (catarata, por exemplo), são parcialmente filtrados pela atmosfera;
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protege contra a “chuva” de meteoritos, que são pedaços de rochas e metais que chegam do espaço exterior. A grande velocidade e o atrito com a atmosfera Jogo rápido fazem com que esses corpos sejam tão aquecidos que acabam Um astronauta na Lua, por se volatilizar e raramente chegam a atingir a superfície da batendo com uma ferramenTerra. São chamados “estrelas cadentes”; permite a propagação dos sons por meio de vibrações do ar, isto é, das moléculas dos gases presentes no ar.
DE OLHO NO PLANETA Meio ambiente
ta em uma rocha para coletar alguns fragmentos, produziria algum som?
e rochas), que transforma paisagens ao longo do tempo. Por estar em movimento, o vento possui energia cinética (do grego, kinesis = movimento), que é, neste caso, chamada de energia eólica (o termo eólico vem do latim aeolicus, que significa pertencente ou relativo a Éolo, deus dos ventos na mitologia grega). Essa energia pode ser transferida e convertida. Para isso, utilizamos grandes “cata-ventos” conhecidos como turbinas eólicas ou aerogeradores. Eles captam o movimento do ar e transformam a energia cinética do vento em energia elétrica. A energia eólica é uma alternativa fundamental aos combustíveis fósseis (como o petróleo), porque é uma fonte renovável e limpa. Ao ser utilizada, ela não prejudica a natureza e contribui ativamente para a redução do efeito estufa e do aquecimento global.
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gregação (desunião) produzido sobre o solo por agentes externos, como vento, chuvas etc.
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O vento é fundamental para diversos processos naturais e humanos, como impulsionar embarcações, dispersar sementes e poluentes, e mover as nuvens. Contudo, ventos muito fortes podem causar catástrofes e a erosão eólica Erosão: é o processo de desa(desagregação do solo
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Vento e energia eólica
BYDRONEVIDEOS/SHUTTERSTOCK
Parque eólico em Aracati, Ceará. Até setembro de 2025, o Brasil tinha 1.132* usinas de energia eólica instaladas em território nacional. A Região Nordeste abriga cerca de 90% desses parques eólicos. *BEZERRA, Francisco Diniz. ENERGIA EÓLICA. v. 10, n. 415, dezembro 2025. Caderno Setorial ETENE, Fortaleza, v. 10, 2026. Disponível em: <https://www.bnb.gov.br/revista/cse/ article/view/3318>. Acesso em: 30 maio 2026.
CAPÍTULO 1 • As propriedades do ar que envolve a Terra 19
As camadas da atmosfera
Frequência respiratória: número de movimentos respiratórios executados em cada minuto.
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Devido à ação gravitacional do planeta, quanto mais próximo da superfície, maior a concentração das moléculas que compõem o ar. Isso ocorre porque o peso de umas sobre as outras acaba por comprimir as moléculas que estão mais em baixo, ou seja, mais próximas à superfície. É por isso que quanto maior a altitude, maior é a dificuldade para respirar, pois quanto mais distante do nível do mar, mais afastadas entre si se tornam as moléculas dos gases que compõem o ar. Dizemos então que o ar se torna cada vez mais rarefeito. Nessa condição, uma quantidade menor de moléculas de gases, entre eles o oxigênio, penetra em nossos pulmões em cada movimento de inspiração (entrada de ar). Para compensar a redução do oxigênio, ficamos ofegantes, isto é, o tempo entre uma inspiração e outra diminui. Ou, de outra forma, dizemos que a frequência respiratória aumenta. Como a atmosfera se altera à medida que nos afastamos do planeta, costumamos dividi-la em camadas. Vamos analisar algumas características das cinco camadas mais importantes: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera. Não há um limite definido entre elas; a passagem de uma para outra é gradual.
EXOSFERA 600 a 10.000 km 2.000 ºC
satélite artificial
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nave espacial
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TERMOSFERA 85 a 600 km −120 ºC a 2.000 ºC
foguetes de sondagem
MACROVECTOR/SHUTTERSTOCK
balão meteorológico
avião de passageiro
MESOSFERA 50 a 85 km −15 ºC a −120 ºC ESTRATOSFERA 8-14,5 a 50 km −51 ºC a −15 ºC
aurora boreal
meteoritos
TROPOSFERA 0 a 8-14,5 km 17 ºC a −51 ºC
balão de ar quente
Fontes: NASA/GODDARD; NOAA.
Principais camadas da atmosfera terrestre. (Cores-fantasia. Ilustração fora de escala.)
20 UNIDADE 1 • TERRA E UNIVERSO Lembre-se!
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mado por moléculas constituídas pela união de apenas dois átomos do elemento oxigênio (O2).
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É na troposfera que ocorre a maioria dos transportes aéreos (pequenos aviões, helicópteros e aviões a jato).
É na troposfera que praticamente ocorre todo o ciclo da água. É nela que ocorre a formação de ventos, nuvens, chuva e neve. É também devido à maior concentração de gases nessa camada, que ela permite a existência da vida, tal como a conhecemos. Localizada acima da troposfera, a estratosfera possui pouco oxigênio, baixa umidade e temperaturas que podem atingir –50 °C. É nessa camada que se localiza o gás ozônio que atua como um filtro de proteção para a vida na Terra, Lembre-se! absorvendo parte dos raios ulCada molécula do gás travioleta provenientes do Sol. A ozônio (representado pela exposição prolongada a essa rafórmula O3) é formada pela diação pode provocar câncer de união de três átomos de oxipele e lesões oculares nos seres gênio, enquanto que o oxihumanos. gênio que respiramos é for-
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Sustentabilidade Buraco na camada de ozônio: você já ouviu falar? Há evidências científicas de que substânEm volta da Terra há uma frágil camada de um gás chamado ozônio (O3), que protege ani- cias fabricadas pelo homem estão destruindo a mais, plantas e seres humanos dos raios ultravio- camada de ozônio, tornando-a mais fina em váleta emitidos pelo Sol. Na superfície terrestre, o rias partes do mundo, especialmente nas regiões ozônio contribui para agravar a poluição do ar próximas do Polo Sul e, recentemente, do Polo das cidades e a chuva ácida. Mas, nas alturas da Norte. Os principais vilões dessa destruição são estratosfera (entre 25 e 30 km acima da superfície), é um filtro a favor da vida. Sem ele, os raios os clorofluorocarbonos (CFCs) — gases enconultravioleta poderiam aniquilar todas as formas trados em sprays e aparelhos de refrigeração. Outros gases nocivos são os provenientes da de vida no planeta. queima de combustíveis fósseis, que, além de prejudicarem o ozônio, contribuem para o efeito estufa e o aquecimento global.
Camada de ozônio (em azul intenso) em 2 de outubro de 2025 sobre a Antártica. Fonte: NASA. Disponível em: <https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/monthly/monthly_2025-10_SH.html>. Acesso em: 26 mar. 2026.
quantidade total de ozônio (unidades Dobson)
CAPÍTULO 1 • As propriedades do ar que envolve a Terra
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O ar é uma mistura de gases composta principalmente por nitrogênio e oxigênio. Se considerarmos o volume de ar atmosférico seco contido em 100 garrafas de 1 L, e pudéssemos separar os gases, o nitrogênio ocuparia a maior parte, 78 dessas garrafas e o oxigênio, 21 delas. Dizemos, então, que o nitrogênio ocupa 78% do volume do ar atmosférico e o oxigênio, 21%. Em 1% restante, isto é, em apenas uma das garrafas, encontramos o volume ocupado pelo gás carbônico (0,03%) e outros gases, os chamados gases raros ou nobres, como o argônio (0,93%) o hélio e o neônio. Dependendo das condições atmosféricas, o ar também pode conter quantidades variáveis de vapor-d’água.
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A composição da atmosfera terrestre
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O gás nitrogênio
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O nitrogênio é um gás incolor (perfeitamente transparente), inodoro e insípido. Além disso, ele também não é inflamável (é impossível queimar o gás nitrogênio). Embora esse gás seja o mais abundante, os animais não o utilizam diretamente do ar. Todo o nitrogênio que passa pelos pulmões por meio dos movimentos respiratórios é devolvido para o ar. Se os animais não absorvem o nitrogênio diretamente do ar, outro tipo de ser vivo deve fazer isso, e em seguida transferir esse nitrogênio para os animais. O processo de captação e transformação do nitrogênio atmosférico a fim de ser utilizado nas cadeias alimentares é chamado de fixação de nitrogênio e começa com a participação de diversos tipos de bactérias no solo ou que vivem em associação com algumas espécies de plantas. Em uma das etapas desse processo, bactérias produzem sais de nitrogênio solúveis em água. Esses sais minerais são absorvidos pelas plantas, que os utilizam na produção de proteínas, por exemplo, que contêm o elemento nitrogênio como parte de suas moléculas. Assim, esse elemento está disponível para percorrer as teias alimentares, através dos animais que se alimentam de vegetais ou de outros animais herbívoros e carnívoros. Agora, falta saber como o nitrogênio é devolvido à atmosfera. É aí que entram em cena bactérias decompositoras de material orgânico. Seres vivos e mortos ou seus dejetos (urina, por exemplo) são decompostos e, como parte desse processo, nitratos (sais nitrogenados) são formados novamente e reutilizados pelos vegetais. Porém, outras bactérias transformam parte desses sais em nitrogênio, que é
Inodoro: sem cheiro. Insípido: sem gosto, ou seja, não tem qualquer sabor.
Fique por dentro!
Na indústria, o gás nitrogênio é usado na produção de amônia (ou amoníaco), que é empregado na fabricação de produtos de limpeza, fertilizantes, espumas de colchões e estofados em geral, fios de náilon etc.
AS PÁGINAS 22 A 320 FORAM SUPRIMIDAS NESTA VISUALIZAÇÃO. Para maiores informações entre em contato conosco: promocao@harbra.com.br
Natureza 7 CIÊNCIAS DA
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2a edição
ISBN 978-85-294-0746-3
9 788529 407463