Atividades de Biodiversidade e Sustentabilidade para a 2ª série do Ensino Médio com gabarito

Quando trabalho Biodiversidade e Sustentabilidade na 2ª série, procuro aproximar conceitos biológicos de situações que os estudantes reconhecem: a conservação de vacinas, a iluminação de uma área natural, o consumo de energia e os efeitos das escolhas sobre os ambientes. Essa aproximação ajuda a turma a analisar evidências, em vez de tratar sustentabilidade como uma lista abstrata de boas práticas.

Também organizo atividades que pedem cálculos e interpretação de dados. Em uma mesma sequência, podemos discutir como a energia é produzida e consumida, por que superfícies urbanas retêm calor e como a luz artificial pode interferir na polinização. A seguir, compartilho uma proposta com questões e comentários para apoiar o diagnóstico, a discussão coletiva e a retomada de conceitos.

O que o aluno de 2ª série precisa saber sobre Biodiversidade e Sustentabilidade

Na 2ª série, o estudante precisa compreender que biodiversidade envolve a variedade de seres vivos e as relações que sustentam processos ecológicos, como a polinização. Sustentabilidade, nesse contexto, pede que se analisem os efeitos de escolhas humanas sobre os ambientes e sobre a qualidade de vida, sem reduzir o tema a uma resposta única. É importante relacionar evidências a mecanismos: a iluminação artificial pode alterar o comportamento de insetos polinizadores; materiais urbanos absorvem e liberam energia, contribuindo para ilhas de calor; e a conservação adequada de vacinas preserva sua capacidade de induzir proteção. Também entram nessa discussão a produção e o consumo de energia, a eficiência de equipamentos e as emissões associadas à geração elétrica. Ao resolver questões, espero que a turma interprete dados, reconheça unidades, justifique decisões e diferencie impactos plausíveis de explicações que não decorrem do enunciado. O objetivo é articular conhecimentos de Biologia com situações ambientais, tecnológicas e cotidianas.

O que ele precisa saber antes

As questões combinam Biologia com habilidades de leitura de dados e alguns conhecimentos de Física e Matemática. Antes da atividade, vale conferir se a turma consegue interpretar tabelas ou valores apresentados em texto, comparar alternativas e acompanhar uma relação de causa e efeito.

• Para os itens sobre energia, são úteis potência, energia e tempo, além das conversões entre W e kW e entre Wh e kWh.
• Para os cálculos de aquecimento e rendimento, retome calor sensível, densidade da água, vazão mássica e a diferença entre energia útil e energia de entrada.
• Para o item sobre baterias, é importante compreender a ideia de densidade de energia e relacionar dano físico a riscos de superaquecimento e incêndio.
• Para ilha de calor, revise absorção, armazenamento e emissão de energia por superfícies urbanas.
• Para os itens de Biologia, retome vacinação e resposta imune, conservação de vacinas, polinização por insetos e efeitos da luz artificial.

Não é necessário transformar todos esses pré-requisitos em uma aula expositiva longa. Uma revisão breve de unidades e conceitos, seguida de resolução comentada, costuma mostrar rapidamente onde a turma precisa de apoio.

Onde os alunos mais erram

Nos cálculos energéticos, um erro recorrente previsto nos itens é misturar unidades ou não considerar todas as etapas. Por exemplo, usar 800 W como se fossem 800 kW, esquecer os 12 ciclos mensais ou aplicar o fator de emissão antes de converter Wh para kWh pode alterar completamente o resultado. Em rendimento, também é possível inverter a razão entre potência útil e potência de entrada ou multiplicar pelo rendimento quando o correto é dividir a energia necessária pela eficiência.

Nas questões conceituais, os distratores mostram outras confusões possíveis. No item sobre ilha de calor, a alternativa de que asfalto e concreto refletem toda a energia parece plausível para quem associa reflexão a qualquer superfície exposta ao Sol; porém, a resposta deve considerar a absorção e a liberação gradual de calor. No item sobre vacinas, pode haver confusão entre perda de eficácia e a vacina causar a doença. O texto dá evidências de problemas de armazenamento, não de transformação da vacina em agente infeccioso. Já na questão sobre iluminação, atrair mariposas não significa automaticamente ampliar a polinização: é preciso observar também as visitas às flores.

Minha orientação é pedir que os estudantes apontem qual dado sustenta cada resposta. Assim, o comentário do gabarito deixa de ser apenas correção e se torna uma oportunidade para explicitar o raciocínio e revisar o conceito envolvido.

Como trabalhar em sala

1. Comece com uma leitura de evidências. Em duplas, peça que sublinhem dados, unidades e relações descritas no enunciado antes de olhar as alternativas. Essa etapa ajuda a separar informação relevante de interpretações apressadas.
2. Faça uma estação de unidades. No quadro, proponha conversões curtas de W para kW e de Wh para kWh. Depois, relacione potência, tempo e energia usando os valores das questões. Não exige material além de papel e lápis.
3. Debata uma decisão ambiental. Use o caso da iluminação da vereda para comparar segurança viária e preservação da polinização. Peça à turma que justifique a escolha com os dados de atração de mariposas e visitas às flores, sem acrescentar informações que o texto não apresenta.
4. Monte um mapa de causa e efeito. Em grupos, organizem no caderno relações como superfície urbana, absorção de energia e ilha de calor; ou temperatura de armazenamento, estabilidade da vacina e proteção imune. A turma pode apresentar a sequência em poucos minutos.
5. Feche com correção comentada. Após a resolução individual, compare os caminhos de cálculo e peça que cada estudante explique por que uma alternativa incorreta não se sustenta. Essa conversa ajuda a identificar se o problema foi de conceito, unidade ou leitura.

Questões prontas de Biodiversidade e Sustentabilidade para a 2ª série do Ensino Médio (com gabarito comentado)

Você pode aplicar as questões como atividade diagnóstica, tarefa ou revisão. Em itens de cálculo, recomendo solicitar o desenvolvimento, não apenas a letra: isso permite localizar etapas que precisam ser retomadas.

1. Um campo fotovoltaico tem área A = 10,0 m² e eficiência η = 17%. A irradiância média é I = 550 W/m² durante t = 5,0 h por dia. Considerando E = A · I · η · t e que a eletricidade substituída emite 0,90 kg de CO₂/kWh, calcule a massa de CO₂ evitada por dia.

• ❌ A) Irradiância média I é 1000 W/m². O enunciado informa 550 W/m²; não se deve substituir o dado por outro valor.
• ✅ B) Aproximadamente 4,21 kg de CO₂ por dia. E = 10,0 · 550 · 0,17 · 5,0 = 4675 Wh = 4,675 kWh. Multiplicando por 0,90 kg de CO₂/kWh, obtemos 4,2075 kg, aproximadamente 4,21 kg.
• ❌ C) A eficiência do campo fotovoltaico é 25%. A eficiência fornecida é 17%, e não deve ser alterada durante o cálculo.
• ❌ D) A massa de CO₂ evitada por dia é 10 kg. Esse resultado é alto demais para a energia calculada; a aplicação correta do fator de emissão resulta em cerca de 4,21 kg.
• ❌ E) A energia diária é 2,00 kWh. Esse valor não decorre da multiplicação da área, irradiância, eficiência e tempo.

Comentário: Vale conferir a conversão de Wh para kWh antes de multiplicar pelo fator de emissão. Esse passo evita aplicar unidades incompatíveis.

2. Uma reportagem informa que baterias de lítio armazenam muita energia em pouco espaço, mas podem superaquecer se perfuradas. Qual opção resume corretamente benefício e risco?

• ❌ A) Baixa energia e risco nulo de aquecimento. Baterias de lítio têm alta densidade de energia e podem aquecer quando danificadas.
• ❌ B) Alta energia e risco apenas de ruído mecânico. O risco relevante descrito não é ruído, mas aquecimento e incêndio.
• ❌ C) Alta massa e risco de encolhimento do aparelho. A alternativa não descreve o benefício indicado, que é armazenar muita energia em pouco espaço.
• ❌ D) Baixa energia, mas grande resistência ao fogo. A bateria armazena bastante energia e pode apresentar risco térmico se danificada.
• ✅ E) Alta densidade de energia e risco de incêndio se danificadas. A resposta reúne o benefício de desempenho e o cuidado de segurança descritos.

Comentário: É importante não confundir alta densidade energética com ausência de risco. A questão pede que a turma reconheça, ao mesmo tempo, uma vantagem tecnológica e uma condição de segurança.

3. Um boiler doméstico aquece 150 L de água de 20 °C a 60 °C em 10,0 min. Considere c da água = 4186 J/(kg·K), densidade = 1000 kg/m³, poder calorífico inferior do combustível = 4,50 × 10⁷ J/kg e rendimento do boiler = 0,85. Determine a massa de combustível consumida.

• ❌ A) 0,1 kg. É insuficiente para fornecer a energia necessária ao aquecimento descrito.
• ❌ B) 10 kg. É muito acima da quantidade calculada para essa demanda de aquecimento.
• ❌ C) 1,5 kg. Excede a massa obtida quando se consideram corretamente o poder calorífico e o rendimento.
• ❌ D) 0,25 kg. Subestima a massa necessária para atender à energia requerida pela água.
• ✅ E) 6,57 × 10⁻¹ kg, aproximadamente 0,657 kg. Os 150 L correspondem a 150 kg de água; ΔT = 40 K. Q = 150 · 4186 · 40 = 2,5116 × 10⁷ J. Dividindo pelo rendimento, a entrada é 2,9560 × 10⁷ J. Ao dividir pelo poder calorífico, resulta aproximadamente 0,657 kg.

Comentário: A etapa que merece atenção é converter o volume de água em massa e dividir a energia útil pelo rendimento para obter a energia de entrada.

4. Nas cidades, o asfalto e o concreto intensificam a ilha de calor urbana porque...

• ❌ A) emitem mais radiação ultravioleta durante a noite. A emissão de UV não é a causa apresentada para o aquecimento urbano.
• ❌ B) refletem toda a energia solar e impedem o aquecimento. Esses materiais não refletem toda a energia; podem absorver e armazenar calor.
• ❌ C) produzem calor nuclear ao serem aquecidos pelo Sol. Não há produção de energia nuclear nesse processo.
• ❌ D) diminuem a pressão do ar, elevando naturalmente a temperatura. A queda de pressão não explica a ilha de calor descrita.
• ✅ E) absorvem e armazenam energia solar, liberando-a lentamente em infravermelho. Essa explicação relaciona as características das superfícies urbanas à retenção e à liberação de calor.

Comentário: Peça aos estudantes que distingam absorção de reflexão. A alternativa correta descreve um mecanismo físico coerente, sem atribuir o aquecimento a processos inexistentes.

5. Um gerador elétrico abastecido por combustão consome combustível à taxa de 5,00 × 10⁻³ kg/s. O poder calorífico inferior é 4,40 × 10⁷ J/kg e a potência elétrica útil é 60,0 kW. Calcule o rendimento η = P/(ṁ · LHV) em porcentagem.

• ❌ A) 75%. Não corresponde à razão entre a potência útil e a potência química de entrada fornecidas.
• ✅ B) 27,3%, aproximadamente. A potência química é 5,00 × 10⁻³ · 4,40 × 10⁷ = 2,20 × 10⁵ W. Então, η = 60 000/220 000 = 0,2727, ou cerca de 27,3%.
• ❌ C) 100%. A potência útil é menor que a potência química de entrada, portanto a razão não é 1.
• ❌ D) 50%. O cálculo com os dados informados não resulta em 50%; a razão correta é aproximadamente 0,273.
• ❌ E) 10%. Esse valor subestima o resultado obtido ao dividir a potência elétrica pela potência química de entrada.

Comentário: O cuidado central é calcular primeiro a potência de entrada e usar a potência útil no numerador. Por fim, converta o número decimal para porcentagem.

6. Uma máquina de lavar tem potência de 800 W e cada ciclo dura 1,5 h. São feitos 12 ciclos no mês e a tarifa é R$ 0,90/kWh. Calcule a energia mensal e o custo.

• ❌ A) 8,4 kWh; R$ 7,56. O resultado não considera corretamente a potência e o total de ciclos mensais.
• ❌ B) 12 kWh; R$ 10,80. O valor não corresponde à energia calculada a partir de 0,8 kW, 1,5 h e 12 ciclos.
• ❌ C) 20 kWh; R$ 18,00. O consumo foi superestimado em relação aos dados do enunciado.
• ✅ D) 14,4 kWh; R$ 12,96. Por ciclo, E = 0,8 kW · 1,5 h = 1,2 kWh. No mês: 1,2 · 12 = 14,4 kWh. O custo é 14,4 · R$ 0,90 = R$ 12,96.
• ❌ E) 10,8 kWh; R$ 9,72. Esse resultado não considera corretamente a relação entre potência, duração e quantidade de ciclos.

Comentário: Um erro possível é calcular apenas um ciclo. Ajuda escrever primeiro a potência em kW e depois multiplicar pelo tempo total de funcionamento no mês.

7. Em uma unidade de saúde rural, interrupções de energia deixaram refrigeradores acima da faixa recomendada para vacinas durante várias horas. Nas semanas seguintes, foram confirmados casos de uma virose em pessoas com comprovante de vacinação recente. Qual explicação biológica relaciona melhor os fatos?

• ❌ A) A temperatura inadequada interrompeu diretamente a vacinação registrada e reduziu o número de pessoas que receberam doses. O texto informa que a população compareceu e apresenta comprovantes; o problema descrito está no armazenamento.
• ❌ B) A vacina passou a provocar a virose. O texto não indica que a vacina tenha causado a doença; a explicação é a possível redução da proteção.
• ✅ C) A temperatura inadequada pode alterar componentes da vacina e reduzir sua capacidade de induzir imunidade protetora. A perda de estabilidade pode diminuir a eficácia, mesmo quando a aplicação foi registrada. Gerador e monitoramento ajudam a preservar a cadeia de frio.
• ❌ D) A temperatura selecionou formas mais transmissíveis da virose dentro das doses. O enunciado descreve possível alteração da vacina, não seleção de características virais.
• ❌ E) O aumento da temperatura elevou a capacidade da vacina de induzir imunidade. O problema apresentado é a possibilidade de perda de estabilidade, não de aumento da eficácia.

Comentário: A distinção essencial é entre uma vacina que perde eficácia e uma vacina que causa a doença. Relacione armazenamento, estabilidade dos componentes e resposta imune.

8. Em dois trechos de uma estrada junto a uma vereda, com fluxo semelhante de veículos, lâmpadas brancas de 5 000 K sem anteparos atraíram 90 mariposas por hora e foram registradas 14 visitas às flores. Lâmpadas âmbar de 2 200 K direcionadas ao solo atraíram 31 mariposas e ocorreram 35 visitas. A planta depende das mariposas para a polinização. Qual medida tende a manter a segurança viária com menor alteração da polinização noturna?

• ❌ A) Instalar lâmpadas brancas protegidas por anteparos e reduzir a intensidade sem tráfego. A proteção e a redução podem ajudar, mas a alternativa ignora que a luz branca observada atraiu mais mariposas.
• ✅ B) Instalar lâmpadas âmbar protegidas por anteparos e reduzir a intensidade nos períodos sem tráfego. A medida considera o espectro associado a menor atração, direciona a luz ao solo e evita intensidade desnecessária quando não há tráfego.
• ❌ C) Instalar lâmpadas âmbar protegidas por anteparos e manter intensidade máxima durante toda a noite. Desconsidera que a exposição contínua pode prolongar a interferência sobre a atividade noturna.
• ❌ D) Instalar lâmpadas âmbar sem anteparos e manter intensidade máxima durante toda a noite. Considera a cor, mas ignora a dispersão da luz e o tempo de exposição.
• ❌ E) Instalar lâmpadas brancas sem anteparos e reduzir a intensidade nos períodos sem tráfego. A redução do tempo não elimina os efeitos da luz branca dispersa observados no trecho.

Comentário: A questão exige comparar duas evidências: atração de mariposas e visitas às flores. Não se deve concluir que mais insetos atraídos pela iluminação significam mais polinização.

Próximos passos

Depois da correção, selecione os itens que mais se aproximam das necessidades da turma: cálculos de energia, relações entre saúde e conservação ou análise de impactos sobre a biodiversidade. Para ampliar a prática, consulte também questões da habilidade EM13CNT106, questões da habilidade EM13CNT104, questões da habilidade EM13CNT101 e questões da habilidade EM13CHS306. Você pode organizar novas avaliações no gerador de provas do GeraProva e fazer seu cadastro grátis.

Use as questões como ponto de partida e adapte a aplicação ao ritmo e aos objetivos da sua turma. No GeraProva, você pode montar atividades com IA e revisar cada item antes de levar para a sala.