Aula “A termodinâmica em nossas vidas”
Escola: E.E. “Pio X“
Professor responsável:
Paulo Rodrigo Bergamini
Turma: ”Excepcional”
Ano/Semestre:
2013/2°semestre
Aula n°11 Data:
05/09/2013
Horário de início e
de término da aula: 7h00 às 9h00
Local de realização: Sala
de Informática
Público Alvo: 2°
ano do Ensino Médio
Conteúdo
1. Conceito de gás ideal,
temperatura e energia interna.
2. Segunda Lei da
Termodinâmica.
- Conceito de gás ideal,
temperatura e energia interna.
Da definição de gás ideal,
onde as moléculas não interagem entre si, surge a ideia de energia interna, na
qual se constitui em todas as formas possíveis de energia do movimento dessas
moléculas. Enquanto que temperatura é uma medida da energia cinética média das
moléculas.
- 2ª Lei da Termodinâmica.
Consiste em converter parte do
calor fornecido por um sistema térmico em trabalho, este por sua vez, pode
gerar movimento através de uma máquina térmica. (“Texto de autoria própria”). A
figura abaixo da esquerda ilustra o esquema do ciclo de gás no interior de uma
geladeira e a direita o princípio da transformação de calor em trabalho.
Figura 1 – Transformações Irreversíveis
Fonte: Ciência
e Física na Web e Física
na Rede
O aquecimento pela fonte calor faz com que as moléculas
do gás de movimentem de forma mais rápida se chocando com a parede de um
recepiente fechado, parte dessa energia do gás pode ser dissipada pelo ambiente
e parte dela transformada em trabalho capaz de impulsionar êmbolos, válvulas e
pistões como de um automóvel.(“Texto
de autoria própria”).
Figura 2 – Máquinas Térmicas
Fonte: É
tudo é Ciência
Fontes
YONG H. D., Hugh D. A Segunda Lei da Termodinâmica. In: [nome dos autores do livro]. Física II: Termodinâmica e ondas. 12. ed. São Paulo: Adisson Wesley, 2008, p. 278-293.
Telecurso 2000. Aula 27/50. Física. Leis da Termodinâmica. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=jPRabgYgB3Q>. Acesso em: 01. Ago. 2013.
Vídeo Funcionamento de um motor a combustão interna. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=emRxXykWB3Y>.Acesso em: 09 ago. 2013.
Por fim, a 2ª Lei da Termodinâmica e suas aplicações estão presentes na vida diária de qualquer indivíduo como
cidadão, ao passo que utilizamos com frequencia as máquinas térmicas.
Objetivos
Favorecer a compreensão da Segunda
Lei da Termodinâmica pelos alunos.
Recursos Didáticos
Computador, projetor, lápis,
caneta e papel.
Metodologia
Inicialmente,
é indispensável que o aluno saiba os pré-requisitos necessários para
compreender esta aula, são eles: conceitos de energia, trabalho e propriedades físicas
dos gases; pressupondo que a aprendizagem deles já tenha sido concluída no primeiro
ano do Ensino Médio.
A
aula começará com a explanação, pelo professor, do conceito de um gás ideal,
temperatura e energia interna, através de slides,
com apresentação de aproximadamente trinta minutos feita no programa PowerPoint.
Será
proposto que os alunos assistam a um primeiro vídeo de curta duração já citado
acima, aproximadamente de quatro minutos, com o propósito de despertar a
curiosidade sobre o assunto, visto que seu conteúdo é de interesse dos jovens.
Nele é descrito as etapas da combustão interna de um motor de quatro tempos de
um automóvel onde podemos associá-lo a compreensão e expansão do gás sem trocas
de calor com o ambiente.
Em seguida, será mostrado, através de um segundo vídeo, utilizando
um projetor, que as variações de temperatura alteram a energia interna
total de um gás proporcionando sua expansão, consequentemente sendo
transformada parte dessa energia em trabalho e, assim, todo trabalho pode ser
transformado em calor. Este vídeo, com duração de
15min12seg, será pausado de acordo com a necessidade com que o professor de
Física julgar necessária para explicar tal passagem, podendo, assim, no final
da apresentação, ter duração de, no máximo, trinta minutos, contados a partir do
início.
Logo após a apresentação deste
vídeo, será solicitado para os alunos que façam um resumo breve de vinte minutos, para verificar se
eles observaram o fato de que somente parte do calor de um gás
efetivamente pode ser transformada em trabalho
e que a recíproca baseada na premissa de que todo trabalho pode ser
transformado em calor também possa ser compreendida.
Finalizando,
será utilizada uma animação com duração de vinte minutos, com a finalidade de
complementar a ideia da contextualização do fenômeno físico e ajudar nas
respostas para as questões a serem perguntadas na própria sala de informática
onde o professor irá mostrar o que ocorre com a pressão e temperatura a partir
da compreensão de um gás ideal.
Avaliação
A avaliação, de caráter processual,
se dará por meio de um resumo do tópico abordado que, por sua vez, poderá ser utilizado
para consulta para responder, na sequência, algumas questões, do tipo: O que
ocorre com a pressão quando fornecemos calor para um gás ideal? Todo calor
recebido pelo gás pode ser transformado em trabalho? Como podemos transformar trabalho em calor?
As respostas a estas questões deverão ser entregues juntamente com o resumo. Este
material será avaliado do ponto de vista conceitual.
Variáveis Didáticas
Os alunos podem se dispersar durante a
aula, se a aula planejada tornar-se cansativa, indesejada. Os alunos podem necessitar de outros pré-requisitos,
além dos previstos para a aula. Os recursos de
Informática apresentarem defeito, apesar da verificação antecipada das
condições de uso dos mesmos.
Fontes
YONG H. D., Hugh D. A Segunda Lei da Termodinâmica. In: [nome dos autores do livro]. Física II: Termodinâmica e ondas. 12. ed. São Paulo: Adisson Wesley, 2008, p. 278-293.
Telecurso 2000. Aula 27/50. Física. Leis da Termodinâmica. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=jPRabgYgB3Q>. Acesso em: 01. Ago. 2013.
Vídeo Funcionamento de um motor a combustão interna. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=emRxXykWB3Y>.Acesso em: 09 ago. 2013.
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| Espaço para comentários |
A preocupação do autor do plano de aula em levar o conteúdo de forma completa até o aluno se mostra um ponto forte. É raro vermos, nos dias de hoje, professores que se dedicam em preparar o aluno para obstáculos acadêmicos futuros e até para uma carreira profissional de sucesso.
ResponderExcluirHoje em dia se fala muito em formar cidadãos e, sob este pretexto, os professores acabam que deixando a seriedade com o ensino de lado e focando apenas nos resultados que beneficiam a si próprio ou a escola em que estão.
Portanto, o cuidado do autor ao dar toda a informação necessária a respeito do conteúdo é um aspecto ímpar deste plano de aula.
Por outro lado, embora as intenções do autor tenham ficado um tanto claras, o caminho que ele escolheu trilhar para atingir suas metas não foi o mais adequado. Aqui, vemos um acentuado uso da tecnologia não como uma utilidade que complementa a metodologia de ensino, e sim como uma simples ferramenta. As Tecnologias de Informação e Comunicação representam um forte aliado para a melhoria da educação, principalmente nos ensinos Fundamental e Médio. Entretanto, estão longe de ser apenas um utensílio de exposição de conteúdos e imagens. Elas consistem numa imponente interface entre o aluno e o conteúdo que o professor está abordando.
O uso das TIC's se torna mais rico a medida que o aluno sente a liberdade de interagir e de enxergar o que, apenas na teoria, não fica tão claro. Em outras palavras, faltou um pouco do uso de algumas simulações ou ferramentas que permitissem aos alunos "ousar" e aprender física através dessa ousadia.
Mesmo assim, é um bom plano de aula. Nossas congratulações ao autor deste trabalho.
Borba e Penteado (2010) enfatizam que muitos professores deixam de utilizar as Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), uma vez que “procuram caminhar numa zona de conforto onde quase tudo é conhecido, previsível e controlável”. Diferentemente, o autor do plano de aula se dispôs a valer-se delas para despertar a curiosidade e o interesse de seus alunos, colocando-se em uma zona de risco, na qual incertezas e imprevisibilidade podem surgir, o que contribui positivamente para o plano elaborado.
ResponderExcluirPor outro lado, a forma como foi ensinado os conceitos aos alunos, por meio de slides, remete a aula tradicional – o professor já traz o conteúdo pronto e o aluno se limita, a escutá-lo. Uma solução, para isso, é o uso das potencialidades das TIC, como simulações e experimentações, que possibilitam as relações professor-aluno e aluno-aluno e, em seguida, formalizar os conceitos. Desta forma, ao interagir em experimentos, o aluno torna-se (co)autor do processo de construção do conhecimento e, assim, o desenvolvimento de suas competências e habilidades ocorre de maneira instigante, interativa e criativa.
Desta forma, o plano é bom, pois apresenta aspectos positivos - como o fato de o autor romper com os limites do comodismo e inserir a TIC em sua aula -, porém deixa a desejar na medida em que não explora as potencialidades interativas dessas tecnologias.