terça-feira, 7 de outubro de 2014

Colégio Estadual Barão do Rio Branco- 2º Ano

Aula 01:
Tema:
Porque estudar Física
Objetivo:
*Apresentar a importância da física como disciplina formadora de indivíduos críticos e contestadores. 
*Apresentar a ciência como criação humana em constante mutação;
Materiais: 
*texto curto que apresenta motivos para estudar física no contexto de nossa sociedade moderna;
*vídeos Marcelo Gleiser, no qual cientista discute a importância da ciência para a humanidade;
*vídeos Marcelo Gleiser, no qual cientista apresenta sua visão a respeito do que é ciência e qual o papel da ciência;
* quadro/ giz

tempo: 2 horas/aula
voltado para turmas de 2º ano;

Aula iniciada com a apresentação de um texto:
Por que é importante estudar física?
A física como ciência se fez e faz presente em toda a evolução cósmica, sempre investigando e desenvolvendo novos produtos e tecnologias. Desta forma, incorporada a cultura e integrada como instrumento tecnológico, esse conhecimento tornou-se indispensável a formação de uma cultura científica específica efetiva que permita ao indivíduo a interpretação dos fatos, fenômenos e processos naturais situando e dimensionando a interação do ser humano com a natureza levando-o a investigação, a manipulação, a compreensão e a transformação do conjunto de equipamentos e procedimentos técnicos e tecnológicos do cotidiano doméstico, social e profissional, tendo assim, a capacidade de avaliar riscos e benefícios desses processos. Nesta nova dimensão da física o educador tem a função mediadora de selecionar conteúdos instrucionais dando-lhes significado através da problematização e da contextualização integrando-o ao mundo vivencial dos alunos, promovendo assim nos mesmos situações problemas, indagações que movam a sua curiosidade levando-os a investigação, a pesquisa e a solução. No entanto, o objetivo final da física é de propiciar as novas gerações a apropriação crítica dos conhecimentos físicos e desenvolvendo habilidades como; ler, interpretar, sintetizar, expressar a linguagem física, elaborar hipótese, observar, comparar, testar novas tecnologias, avaliar e analisar previsões e aplicações, incorporando assim o patrimônio científico cultural, que permita, desse modo, que os indivíduos envolvidos possam desenvolver-se de forma autônoma e cidadã, dando a estas novas gerações a possibilidade de serem os construtores de sua história de forma consciente e livre.
Texto de Valdir Backes, disponível em: http://valdir1000.wordpress.com/2008/09/08/por-que-e-importante-estudar-fisica/

Seguida de uma sequencia de perguntas relacionadas ao texto;
1) Como a ciência produzida em laboratório impacta em nossa vida cotidiana?
2) Qual é a visão apresentada pelo texto a respeito da física e da ciência em nossa sociedade?
3) O texto apresenta diferentes indivíduos sociais envolvidos com a ciência, quem são estes indivíduos e qual a função destes?
4) O texto faz referencia a Linguagem da Física, que linguagem é esta?
5) O texto fala no objetivo final da física, qual é este objetivo e como este contribui para o desenvolvimento das novas gerações?
6) Quando o texto fala em patrimônio cultural científico, em sua opinião que patrimônio é este?

Para finalizar a discussão apresentam-se dois vídeos de Marcelo Gleiser
1º- intitulado "Para que estudar Física"


2º extraído do programa Conexão Roberto D'Avila no qual o cientista apresenta sua visão a respeito do papel da ciência em nossa sociedade:
entrevista disponibilizada na integra em: <http://www.youtube.com/watch?v=tbhlqW06vVg>

Aula 02

Tema: Teorias do Calor- O Calórico Objetivos: *Discutir as Teorias científicas a respeito do conceito de calor ao longo da *Apresentar os conceitos básicos da Teoria do Calórico, vigente até o inicio do século XIX *Apresentar a substituição da teoria do Calórico pela teoria Mecânica do Calor;

materiais: *texto extraído de um artigo científico discutindo o tema apresentado; *história em quadrinho discutido os tópicos que levaram a substituição desta teoria pela atual *quadro e giz voltada para 2º Ano tempo 2horas/aula texto apresentado sobre teorias do Calor: 
A natureza do calor: passados dois séculos, será que a teoria do calórico ainda é de alguma forma uma ideia atraente ou, até mesmo, útil? Antonio Braz de Pádua, Cléia Guiotti de Pádua, Ricardo Spagnuolo Martins Resumo: No início do século XIX, havia duas teorias absolutamente distintas acerca da a natureza do calor: a Teoria Mecânica do Calor e a Teoria do Calórico. Na primeira, o calor era considerado ‘uma vibração’ dos átomos constituintes da matéria. Assim, a temperatura representava a intensidade dessas vibrações e uma transferência de calor de um corpo para outro era uma propagação das mesmas. Quando dois corpos a temperaturas diferentes eram colocados em contato, os átomos do corpo mais quente comunicavam parte de suas vibrações aos do corpo mais frio por meio de colisões e, esse processo continuava até que os átomos dos dois corpos vibrassem com intensidades iguais; na segunda, o calor era considerado como um fluido sutil que preenchia o interior dos corpos materiais. Espalhado por toda a natureza, esse fluido era propagado ou conservado nos corpos, de acordo com suas propriedades e temperaturas. A teoria do calórico, antes de ser substituída pela concepção do calor como uma forma de energia, em meados do século XIX, alcançou grandes sucessos com os trabalhos de Jean-Baptiste Fourier (1768 – 1830) em 1822, Sadi Carnot (1796 – 1832), em 1824 e Émile Clapeyron (1799 – 1864) em 1834 Introdução: No século XIX, por meio do estudo dos fenômenos ligados ao calor, surgiu uma nova abordagem científica fundamentada em princípios gerais que permitiram estudar os sistemas físicos macroscópicos em sua totalidade. A teoria física resultante desta abordagem é chamada Termodinâmica, denominação esta que significa literalmente ‘movimento do calor’. No entanto, o que é o calor? Até o início do século XIX, havia duas teorias que se contrapunham a este respeito: A Teoria Mecânica do Calor e a Teoria do Calórico. A primeira afirmava que o calor era uma ‘vibração’ dos átomos que constituíam a matéria. Foi proposta em 1620, pelo filósofo inglês Francis Bacon (1561 – 1626). Ele observou um fato conhecido de todo ferreiro: fortes e frequentes marteladas produzem o aquecimento de um pedaço de ferro. Conhecia- se, igualmente, o método de obtenção do fogo pelo atrito. Bacon concluiu que o calor é um movimento interno das pequeníssimas partículas que compunham o corpo, onde a temperatura deste corpo dependia da velocidade de movimento dessas partículas. Esta hipótese recebeu o nome de teoria mecânica do calor e, foi, em grande parte, discutida e desenvolvida no período de 1711 a 1765. (...) Atualmente uma definição mais precisa de calor em Termodinâmica seria: o calor é uma forma de energia que escoa através das fronteiras de um sistema durante uma mudança de estado ou em virtude de uma diferença de temperatura entre o sistema e suas vizinhanças, fluindo de um ponto à temperatura mais alta para outro à temperatura mais baixa. Em termos moleculares, calor é a transferência de energia associada ao movimento caótico das moléculas. A segunda teoria era de natureza completamente distinta. Não fazia nenhuma menção a átomos e considerava o calor como um fluido sutil, batizado de calórico, que preenchia o interior dos corpos materiais (sólidos, líquidos e gases). Galileu foi adepto desta hipótese. De acordo com tal conceito, o calor é constituído por uma substância extraordinária capaz de se penetrar em todos os corpos e abandoná-los facilmente. A teoria do calórico foi estabelecida em definitivo pelo químico britânico Joseph Black (1728 – 1799) em 1760, que é considerado o fundador da ciência da calorimetria. Black fez a seguinte afirmação, 63 anos após Stahl ter apresentado a teoria do flogístico: ... o calor é evidentemente não passivo; ele é um fluido expansivo que dilata em consequência da repulsão subsistente entre suas próprias partículas. De forma mais precisa, a teoria do calórico se baseava nos seguintes pressupostos ou postulados: *O calórico é um fluido elástico que permeia as substâncias, sendo que suas partículas constituintes se repelem mutuamente e são atraídas pelos constituintes de outras substâncias. *(...) O calórico tem massa e que este se conserva durante um processo físico. *Existem dois tipos de calórico: sensível e latente. O calórico sensível (livre ou perceptível) é a espécie de calórico cuja transformação está associada à variação da temperatura. O calórico latente não está ligado à alteração da temperatura. Todo corpo (sistema) tem dentro de si uma quantidade de calórico denominada de calórico absoluto, que é a soma dos calóricos sensível e latente. (...) texto extraído de:http://www.uel.br/revistas/uel/index.php/semexatas/article/view/4730/4081>

Utilizando o texto apresentado desenvolva a atividade abaixo:
1- Preencha a tabela abaixo:



TEORIA DO CALÓRICO
TEORIA MECÂNICA DO CALOR
CIENTISTA QUE DEFENDE TEORIA


PRINCIPAL CARACTERÍSTICAS DA TEORIA


FENÔMENOS EXPLICADOS PELA TEORIA




História em Quadrinho sobre Teoria do Calórico 
Tirinha criada no site Striepgenerator e disponível em: Teoria do Calórico, baseado no Texto Calor como Substância

2- Utilizando a História em Quadrinho e o Texto responda as questões abaixo:
a) As diferenças entre Teoria do Calórico e Teoria Mecânica do calor
b) As similaridades entre a Teoria do Calórico e a Teoria Mecânica do Calor;

3-Utilizando a História em Quadrinho e o Texto preencha a tabela abaixo:



INFORMAÇÕES APRESENTADAS APENAS NO TEXTO
INFORMAÇÕES APRESENTADAS APENAS NA HISTÓRIA EM QUADRINHO
INFORMAÇÕES APRESENTADAS SIMULTANEAMENTE NO TEXTO E NA HISTÓRIA EM QUADRINHO














Aula 3:

Tema: Trocas de Calor
Objetivo:* Discutir o conceito de Trocas de Calor;* Discutir conceitos Energia Térmica;* Evidenciar o conceito transito de um corpo para outro;* introduzir as Relações entre Energia Térmica e Energia Mecânica;
Materiais:* Laboratório de Ciências;
* Quadro-giz
* texto sobre definição de Calor;
voltado para 2º Ano
tempo: 2 horas/aulaPara iniciar os estudantes foram encaminhados ao laboratório de Ciências, onde estes foram divididos em três grupos e cada grupo continha o seguinte aparato:
conforme ilustração abaixo
*Água a temperatura ambiente (água da torneira)
*Água morna
*Gelo
*potes
*aquecedor de água
- uma bacia com gelo;
- uma bacia com água da torneira;
- uma bacia com água morna;


Dinâmica era individual e consistia em:
situação 1;
- cada estudante deveria colocar a mão direita na água morna e a mão esquerda no gelo, em seguida retirar as duas mãos dos potes citados e inserir ambas as mãos em uma bacia com água a temperatura ambiente.
situação 2:
- cada estudante deveria colocar ambas as mãos na água morna em seguida  retirar a mão da bacia citada e inserir ambas as mãos em uma bacia com água a temperatura ambiente.
situação 3:
-cada estudante deveria colocar ambas as mãos na bacia com gelo e em seguida  retirar a mão da bacia citada e inserir ambas as mãos em uma bacia com água a temperatura ambiente.

Após a prática foram apresentadas as seguintes questões;
1- Desenvolva um esquema explicativo da experiencia, contendo desenho ilustrativo, passo a passo da experiencia e materiais utilizados;
2- Explique a experiencia vivenciada na situação 1;
3- Explique a experiencia vivenciada na situação 2;
4- Explique a experiencia vivenciada na situação 3;
5- Descreva a partir do experimento como se dá a transição do calor entre os corpos;

Após finalização da atividade em laboratório, em sala de aula foi apresentado aos estudantes o seguinte texto:

James Prescott Joule e o equivalente mecânico do calor
O físico inglês James Joule nasceu na véspera do Natal de 1818, era filho de um importante cervejeiro de Manchester, e sempre manifestou interesse pelas máquinas e pela Física. Em 1833, com a aposentadoria do pai por motivos de saúde, Joule assumiu a cervejaria aos 15 anos de idade, e continuou seus estudos científicos em um laboratório montado por seu pai na cervejaria da família. Em 1835 tendo trabalhado neste laboratório, Joule teve contato com grandes físicos como John Dalton que lhe ensinou ciências e matemática. Exceto por alguns conhecimentos de ciências transmitidos por este químico, da Universidade de Manchester, Joule aprendeu praticamente tudo sozinho. Joule concentrou seu trabalho no estudo do vapor por considerar o Calor uma forma de energia poderosa, assim dedicou décadas para medir cuidadosamente o calor, com o objetivo de descobrir o relacionamento entre o Calor (Energia Térmica) e o movimento mecânico. Embora os cientistas concordassem que o movimento mecânico podia ser transformado em calor, eles não conheciam o fator de conversão que possibilitava quantificar este fenômeno. Em 1843 apresenta uma equação, na qual evidenciava a quantidade de Energia Mecânica necessária para produzir uma unidade de calor. Ela se baseia na ideia de que o calor é uma forma de energia. Trabalhando com as teorias já existentes da conservação do movimento e da massa abriu as portas para o estuda da teoria da lei da conservação da energia. Em suas experiências, Joule mediu a energia mecânica usada para virar uma manivela presa a pás que agitavam a água. Quando um peso caía por certa distância, fazia virar a roda de pás, agitando a água. Ele relacionou o aumento da temperatura da água com a distância que o peso caía, para calcular o equivalente mecânico do calor: arremessar um peso de 46 quilos por 2,4 metros fazia subir a temperatura de 454 gramas de água em 0,66º célsius. Suas experiências levaram à primeira determinação do equivalente mecânico do calor – chamado de equivalente de Joule. O que ajudou na formulação da teoria da conservação da energia que impulsionou o estudo da termodinâmica. Como até então se acreditava que o calor era um a forma de fluido e Joule era dono de cervejaria, autodidata e fraco em matemática, quando seu trabalho foi publicado, a sociedade científica da época não aceitou seu trabalho e suas novas ideias foram rejeitadas junto com seus estudos.  Então para atrair atenção, ele convenceu um jornal de Manchester a publicar o texto de apresentação de seu trabalho. Isso gerou tanto interesse que o físico escocês William Thomson foi assistir a sua palestra seguinte. Embora tivesse apenas 23 anos de idade, Thomson era muito respeitado, e com seu apoio, a competência de Joule foi reconhecida.  Joule e Thomson trabalharam juntos e mostraram que quando um gás se expande livremente, sua temperatura cai. Contudo Joule continuou sendo cientista amador por toda a vida e foi um cientista fundamental no desenvolvimento da revolução industrial. O joule, que tem como símbolo a letra J, é a unidade de medida de energia e trabalho no sistema internacional de unidades. As experiências e, grandes contribuições de James Joule para a Física trouxeram-lhe reconhecimento. Joule morreu em outubro de 1889 em Sale, Inglaterra, e após sua morte, foi feita esta homenagem.
para o qual foram apresentadas as seguintes questões:
1) Evidencie a Definição de Calor apresentada pelo texto;
2) Descreva o experimento desenvolvido por Joule e esboce um desenho explicativo, baseado no texto, de como estes experimento foi feito;
3) Evidencie as unidades de medidas de Energia Térmica e Temperatura apresentadas pelo texto;
4) Utilizando o texto, evidencie as relações entre Energia Térmica e Energia Mecânica

Aula 4
Tema: Equivalente Mecânico do Calor


Objetivo:
* Discutir a relação entre Energia Térmica e Energia Mecânica;


* Discutir o equivalente Mecânico do Calor;
*Introduzir as unidades de medidas de Energia;
*Discutir as relações entre o caloria e o joule;
Materiais:
* Quadro-giz
* texto sobre definição de Calor;
* texto sobre o caloria;
* vídeo didático sobre o equivalente mecânico do calor;
* embalagens de alimentos com especificações nutricionais;
Retomada do texto e atividade iniciada 

James Prescott Joule e o equivalente mecânico do calor
O físico inglês James Joule nasceu na véspera do Natal de 1818, era filho de um importante cervejeiro de Manchester, e sempre manifestou interesse pelas máquinas e pela Física. Em 1833, com a aposentadoria do pai por motivos de saúde, Joule assumiu a cervejaria aos 15 anos de idade, e continuou seus estudos científicos em um laboratório montado por seu pai na cervejaria da família. Em 1835 tendo trabalhado neste laboratório, Joule teve contato com grandes físicos como John Dalton que lhe ensinou ciências e matemática. Exceto por alguns conhecimentos de ciências transmitidos por este químico, da Universidade de Manchester, Joule aprendeu praticamente tudo sozinho. Joule concentrou seu trabalho no estudo do vapor por considerar o Calor uma forma de energia poderosa, assim dedicou décadas para medir cuidadosamente o calor, com o objetivo de descobrir o relacionamento entre o Calor (Energia Térmica) e o movimento mecânico. Embora os cientistas concordassem que o movimento mecânico podia ser transformado em calor, eles não conheciam o fator de conversão que possibilitava quantificar este fenômeno. Em 1843 apresenta uma equação, na qual evidenciava a quantidade de Energia Mecânica necessária para produzir uma unidade de calor. Ela se baseia na ideia de que o calor é uma forma de energia. Trabalhando com as teorias já existentes da conservação do movimento e da massa abriu as portas para o estuda da teoria da lei da conservação da energia. Em suas experiências, Joule mediu a energia mecânica usada para virar uma manivela presa a pás que agitavam a água. Quando um peso caía por certa distância, fazia virar a roda de pás, agitando a água. Ele relacionou o aumento da temperatura da água com a distância que o peso caía, para calcular o equivalente mecânico do calor: arremessar um peso de 46 quilos por 2,4 metros fazia subir a temperatura de 454 gramas de água em 0,66º célsius. Suas experiências levaram à primeira determinação do equivalente mecânico do calor – chamado de equivalente de Joule. O que ajudou na formulação da teoria da conservação da energia que impulsionou o estudo da termodinâmica. Como até então se acreditava que o calor era um a forma de fluido e Joule era dono de cervejaria, autodidata e fraco em matemática, quando seu trabalho foi publicado, a sociedade científica da época não aceitou seu trabalho e suas novas ideias foram rejeitadas junto com seus estudos.  Então para atrair atenção, ele convenceu um jornal de Manchester a publicar o texto de apresentação de seu trabalho. Isso gerou tanto interesse que o físico escocês William Thomson foi assistir a sua palestra seguinte. Embora tivesse apenas 23 anos de idade, Thomson era muito respeitado, e com seu apoio, a competência de Joule foi reconhecida.  Joule e Thomson trabalharam juntos e mostraram que quando um gás se expande livremente, sua temperatura cai. Contudo Joule continuou sendo cientista amador por toda a vida e foi um cientista fundamental no desenvolvimento da revolução industrial. O joule, que tem como símbolo a letra J, é a unidade de medida de energia e trabalho no sistema internacional de unidades. As experiências e, grandes contribuições de James Joule para a Física trouxeram-lhe reconhecimento. Joule morreu em outubro de 1889 em Sale, Inglaterra, e após sua morte, foi feita esta homenagem.
para o qual foram apresentadas as seguintes questões:
1) Evidencie a Definição de Calor apresentada pelo texto;
2) Descreva o experimento desenvolvido por Joule e esboce um desenho explicativo, baseado no texto, de como estes experimento foi feito;
3) Evidencie as unidades de medidas de Energia Térmica e Temperatura apresentadas pelo texto;
4) Utilizando o texto, evidencie as relações entre Energia Térmica e Energia Mecânica
Na sequencia  a apresentação de um texto sobre o caloria
O que é uma caloria 
A caloria é uma unidade medida de energia. Tendemos a associar calorias com alimentos, mas elas se aplicam a qualquer coisa que contenha energia. Por exemplo, 4 litros de gasolina (cerca de um galão) contêm cerca de 31.000.000 calorias. Mais especificamente, uma caloria é a quantidade de energia ou calor necessária para levantar a temperatura de 1g de água em 1ºC. Uma caloria corresponde a 4,184 joules, uma unidade de medida comum de energia usada em física. A maioria das pessoas pensa em calorias com relação à alimentação, como quando falam "esta lata de refrigerante contém 200 calorias". Acontece que as calorias expressas nas embalagens são, na verdade, quilocalorias (1.000 calorias = 1 quilocaloria). Uma lata de refrigerante com 200 calorias de alimento contém 200.000 calorias, ou 200 quilocalorias. O mesmo se aplica aos exercícios quando uma tabela de conversão mostra que você queima cerca de 100 calorias para cada 1,6 metros que você corre, na verdade significa 100 quilocalorias. Os seres humanos precisam de energia para sobreviver para respirar, se mexer, bombear sangue - e retiram essa energia do alimento. O número de calorias em um alimento é uma medida da quantidade de calor que ele possui. Os alimentos são uma compilação desses três componentes, gorduras, proteínas e carboidratos. Assim, se você sabe quanto de carboidrato, de gordura e de proteína existe em um dado alimento, você saberá quantas calorias ou quanta energia o alimento contém. Nosso corpo "queima" as calorias através de processos metabólicos, nos quais as enzimas quebram os carboidratos em glicose e outros açúcares, as gorduras em glicerol e ácidos graxos e as proteínas em aminoácidos. Essas moléculas são então transportadas pela corrente sanguínea, onde são absorvidas para uso imediato e enviadas para o estágio final do metabolismo, quando reagem com oxigênio para liberar sua energia armazenada.
Texto adaptado em 04/06/ 2012 de

2.2 kg macarrão
4818,2 kcal
20182,6 kJ
Fatia de torta de cereja
391,8 kcal
1641,3 kJ
217 lanches
117180,9 kcal
490867,1 kJ
<livro Física para ensino médio, vol.02, Kazuhito e Fuke>
Seguido da seguinte atividade:

1)  Identifique todas as unidades de medidas citadas pelo texto. Identifique se o texto apresenta alguma relação numérica entre elas, se apresentar identifique o valor:
2) Quais as diferenças que o texto apresenta entre caloria e quilocaloria, explicite se existe algum cálculo:
3) Quais exemplos o texto cita para explicar a respeito de caloria, quilocaloria, joule e quilojoules:
4) Observe a tabela abaixo, e determine a quantidade de energia em kJ armazenada em cada item citado utilizando as informações apresentadas no texto:

Alimento
kcal  para 1g
kJ para 1 g
Gordura
9,45

Carboidrato
4,10

Proteínas
5,65

Álcool
7,00


3- Leia as informações nutricionais abaixo e responda:

a) Considerando as tabelas nutricionais calcule quantas quilocalorias e quantos quilojoules têm em proteínas, carboidratos e gorduras na embalagem (1) e na embalagem (2):

b) Utilizando o texto calcule o equivalente mecânico do calor apresentado nas embalagens:

Aula 5
Tema: Equilíbrio Térmico 
Objetivo:
* Discutir a relação trocas de calor e equilíbrio térmico entre os corpos;
* Quadro-giz
* texto sobre definição de Calor;
* Discutir o conceito de Equilíbrio Térmico;
Materiais:
* Tirinhas comerciais
Parte 1:
Calor aquecimento e resfriamento:
   Se deixarmos uma taça de sorvete bem gelado em um ambiente quente com o tempo ele se transformara em creme derretido. Isso acontece porque o sorvete entra em contato com ar quente ao seu redor o que provoca a elevação de sua temperatura, e consequentemente seu derretimento. Mas porque será que o sorvete não continua aquecer até atingir temperaturas mais altas que a do ar? Ou então porque será que o sorvete não resfria o ar até que o ar ao redor congele? A água quente contida em uma panela em um ambiente com temperatura inferior a do liquido tende a esfriar!!! Esses e outros fatos corriqueiros indicam que o calor transita naturalmente da matéria mais quente em direção a matéria mais fria, até que seja alcançada uma temperatura de equilíbrio- o ambiente quente derrete o sorvete e o ambiente frio esfria a água  quente. O contrario, no entanto nunca acontece, para aquecer a  água  é necessário colocá-la no fogo e para resfriar o sorvete é necessário colocá-lo no refrigerador. Assim podemos concluir que matérias de temperaturas diferentes colocados próximos tendem a adquirir a mesma temperatura. Mas será que ocorre apenas uma mudança de temperatura? As variações de temperatura apenas indicam que existe um fluxo de calor transitando entre as matérias, assim quente e frio indicam trocas de calor e não de temperatura. A temperatura pertence ao corpo, o calor (Energia) transita entre os corpos.Então o que é CALOR???  Calor é energia térmica em transito que está sempre sendo transferida de um corpo para outro devido a diferença de temperatura entre eles – sempre do corpo de maior energia térmica para o corpo de menor energia térmica . E o equilíbrio térmico constitui um estado em que os corpos possuem a mesma quantidade de energia térmica
Texto adaptado< livro Física para o ensino médio, Kazuhito e Fuke>.

 

1) Leia a Tirinha e responda:


Tirinha extraída em 04/ 06/ 2013 de:< leticce.blogspot.com>

Responda as questões:
a) A tirinha acima apresenta uma situação onde em um dia quente a personagem resolve tomar uma banho mais quente ainda, acreditando que a personagem leu o texto e a HQ sobre calor, qual a justificativa para que ela tenha tomado este banho super quente? Justifique sua resposta.
b) A tirinha apresenta duas temperaturas uma indicada na janela fazendo referencia ao lado de fora e outra temperatura indica na água do chuveiro. Com base no texto e na HQ lida, identifique qual a relação da temperatura com Calor, elas indicam a mesma coisa?

2) Leia a Tirinha e responda:

a) A Charge apresenta um homem pré histórico produzindo fogo a partir do atrito entre duas pedras, a HQ apresentada faz referência ao fato de esfregarmos as mãos para produzir calor. Existe algum processo de transformação de energia? Qual? Justifique sua resposta: 

3) Observe e responda:
                          1                                                                                                  2
                                                      
                            
 a) Acima temos dois iglus prontos para serem alugados, utilizando o texto apresentado e o HQ lido justifique porque locar o iglu (1) não é um bom negocio e porque locar o iglu (2) é um negocio lucrativo e confortável para um habitante dos polos.

Parte 2
Texto base para desenvolvimento da aula:
               A temperatura é explicada pela Física como a grandeza termodinâmica intensiva comum a todos os corpos que estão em equilíbrio térmico. Temperatura é a grandeza que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema. De forma qualitativa, podemos descrevê-la de um objeto como aquela que determina a sensação de quanto ele está quente ou frio quando entramos em contato com ele. Fisicamente o conceito dado a quente e frio é um pouco diferente do que costumamos usar no nosso cotidiano. Podemos definir como quente um corpo que tem suas moléculas agitando-se muito, ou seja, com alta energia cinética. Analogamente, um corpo frio, é aquele que tem baixa agitação das suas moléculas. Ao aumentar a temperatura de um corpo ou sistema pode-se dizer que está se aumentando o estado de agitação de suas moléculas. Ao tirarmos uma garrafa de água mineral da geladeira ou ao retirar um bolo de um forno, percebemos que após algum tempo, ambas tendem a chegar à temperatura do ambiente. Ou seja, a água "esquenta" e o bolo "esfria". Quando dois corpos ou sistemas atingem a mesma temperatura, dizemos que estes corpos ou sistemas estão em equilíbrio térmico. Assim temperatura é uma grandeza cinética. 


http://www.cbpf.br/~eduhq/html/tirinhas/tirinhas_assunto/fisica/fisica.php?pageNum_Recordset1Fisica=63&totalRows_Recordset1Fisica=22
para baixar prova 1 2º ano CLIQUE AQUI

1-Desenvolva uma síntese e seu caderno sobre a diferença entre temperatura e calor e explique como estes dois conceitos podem ser explicados a partir da tirinha acima:
2- Pensando o conceito de temperatura e calor existe algum tipo de erro conceitual que possa ser identificado na tirinha? qual e a respeito de qual conceito? Explique:

Aula 6:

Tema: Fluxo de Calor
Objetivos: Discutir Passagem de Calor; Apresentar coeficiente de Condutibilidade Térmica, Discutir a relação entre fluxo de calor e espessura de materiais
Materiais:
Laboratório de Ciências
Água quente;
Latas de Alumínio;
Copos de Plástico;
Copos de Isopor;
Caixas de Isopor
Texto sobre fluxo de calor
Texto sobre condutividade térmica:
Parte 1 laboratório empírico:
Proposta experimental




Parte 2 Laboratório Empírico
situação 1:
apresentado aos estudantes o material:
Latas de Alumínio;
Copos de Plástico;
Copos de Isopor;
Caixas de Isopor;
solicitado que estudantes toquem cada um dos itens de forma a identificar o fluxo de calor de suas mãos para os materiais de forma exclusivamente empírica;
e na sequencia responder as seguintes questões:
1_ Ordene os itens manuseados de forma a classificá-los do item que mais facilita a passagem de calor para o que mais dificulta;
2_ Justifique empiricamente o ordenamento elaborado para os itens;
3_ Classifique os itens apresentado como isolantes térmicos de acordo com sua manipulação;

situação 2:
apresentando material aos estudantes
Latas de Alumínio;
Copos de Plástico;
Copos de Isopor;
Caixas de Isopor;
Água quente;
na sequencia cada uma dos materiais foi preenchido com água quente e então foi solicitado que estudantes toquem cada um dos itens de forma a identificar o fluxo de calor de suas mãos para os materiais de forma exclusivamente empírica;
e na sequencia responder as seguintes questões:
1_ Ordene os itens manuseados de forma a classificá-los do item que mais facilita a passagem de calor para o que mais dificulta;
2_ Justifique empiricamente o ordenamento elaborado para os itens;
3_ Classifique os itens apresentado como isolantes térmicos de acordo com sua manipulação;

Parte 3 Discussão dos conceitos
Foram apresentados 2 textos as estudantes
Texto 1:
Professores de física explicam o que é fluxo de calor
"Calor é uma energia térmica trocada entre corpos, desde que entre esses corpos haja uma diferença de temperatura. Para que dois corpos troquem calor é necessário que tenham temperaturas diferentes e, espontaneamente, quem tiver uma temperatura maior cede calor para quem tiver uma temperatura menor”, explica o professor Diego Mendonça. Já fluxo de calor está relacionado à potência irradiada por uma fonte de calor. “A potência é a quantidade de calor fornecida, trocada, na unidade de tempo”, esclarece o professor Beraldo Neto. “Na hora que o corpo vai trocar calor, ou, através do corpo, quando há um fluxo de calor, parâmetros são importantes. Segundo a lei de Fourier, a espessura da superfície onde o calor está sendo trocado, a área da superfície onde está ocorrendo a troca de calor, a diferença de temperatura entre os dois meios para que ocorra o fluxo de calor e também o material de que é feita a superfície”, completa. Este tema costuma gerar bastante confusão. Por isso, os professores ouviram as dúvidas de algumas pessoas. A administradora de empresas Lucinda Regueira conta que sempre leva um agasalho na bolsa para não passar frio. “Eu ando sempre prevenida, casaco, xale, o que for”, revela. O professor Diego Mendonça, no entanto, explica que casacos e camisas grossas não aquecem: “Esses materiais funcionam como isolantes térmicos, eles apenas dificultam as trocas de calor. Num ambiente frio, por exemplo, usamos casaco para não perdermos calor para a atmosfera, que está a uma temperatura menor. E num ambiente quente, por exemplo, um deserto, as pessoas usam roupas grossas para não receber calor do ambiente”. De acordo com o professor Beraldo Neto, quando se usa um gorro ou luvas, o objetivo é aumentar a área protegida. “Aumentar a área protegida diminui o fluxo de calor, então, logicamente, a sensação de frio vai diminuir”, acrescenta. Os metais têm facilidade em trocar calor, diferente de objetos feitos de acrílico. Em uma simulação, ao segurarmos um copo metálico, rapidamente perde-se calor para ele, o que proporciona sensação de frio, enquanto que um copo de acrílico demora mais a tirar calor da mão. Sendo assim, a percepção é de que o copo metálico está numa temperatura menor. Por último, vale lembrar que corpos não têm calor, mas sim trocam calor. 
Texto adaptado de: <http://g1.globo.com/pernambuco/vestibular-e-educacao/noticia/2013/10/professores-de-fisica-explicam- o-que-e-fluxo-de-calor.html> 

Texto 2:
Coeficiente de Condutibilidade Térmica Condutibilidade térmica é uma propriedade térmica típica de um material homogêneo que é igual à quantidade de calor por unidade de tempo que atravessa uma camada de espessura e de área unitárias desse material por unidade de diferença de temperatura entre as suas duas faces. Assim, a condutibilidade térmica caracteriza a maior ou menor facilidade de transferência de calor. A capacidade de isolamento ou transferência de Calor em um material é expresso através do Coeficiente de Condutibilidade Térmica (CCT), habitualmente medido em W/m2°C, onde W=J/s. Desta forma um coeficiente pequeno denota uma capacidade de isolamento térmico superior e um coeficiente alto indica uma capacidade de transferência de calor muito grande. Exemplo prático: O coeficiente de condutibilidade térmica k fornece o fluxo de calor que passa em 1 m2 de superfície do material, quando este possui uma espessura de 1 m e é submetido a uma diferença de temperatura de 1 grau entre as suas faces. Assim, se uma hipotética parede de betão tivesse 1 metro de espessura e a sua face externa estivesse a 20°C e a sua face interna a 21°C, o fluxo de calor que atravessaria cada m2da sua superfície seria igual a 1,75W (ou 1,75 J/s). Portanto o k do betão é: 1,75 W/m2/°C. Diferentes materiais possuem diferentes coeficientes de condutibilidade térmica. 
Texto adaptado de: <http://www.futureng.pt/coeficiente-de-condutibilidade-termica> 


Na sequencia foram apresentadas as seguintes questões:
4_ Explique o que é fluxo de calor;
5_ Apresente e explique a Lei de Fourier;
6_ Explique o que é coeficiente de condutividade;
7_ Relacione o experimento apresentado, com o conceito de condutividade térmica e com a definição de fluxo de calor;

Parte 2 abordagem Matemática
Considerando que vivemos em Curitiba, uma cidade com grande oscilação climática, você precisa construir ou comprar uma casa. Para  garantir maior conforto a você e sua família se faz necessário que seja escolhido o melhor material para deixar sua nova casa isolada termicamente:

sabendo que existe a possibilidade de escolher entre três materiais para compor as paredes de sua casa para garantir o seu bom isolamento térmico:
1º alvenaria: k=0,35W/mºC
                 espessura: 6cm
2º aço galvanizado: k= 0,21W/mºC
                          espessura: 6cm+1,5mm+12cm
3º betão: k= 1,74W/mºC
             espessura 1: 9cm
             espessura 2: 14cm
             espessura 3: 19cm

Para os três materiais considere o segundo sistema:
Área da fachada: 25m²
temperatura interna: 27ºC
temperatura externa: 14ºC
Conhecendo a Lei de Fourier
1- determine o fluxo de calor que transita por cada um dos materiais apresentados:
2- determine qual material garante o melhor isolamento térmico de sua casa:
atenção:
- trabalhe com todas as espessuras em metro;
- não ignore as unidades de medida (lembre: para onde número for a unidade de medida vai junto!!!);
- W= J/s indicando que fluxo de calor é a quantidade de Energia térmica que transita pelo material em um dado intervalo de tempo.

Aula 7:


Tema: Quantidade de Calor e Capacidade Térmica

Objetivo: Definir quantidade de Calor como energia Térmica que transita através dos corpos; Definir calor Sensível, Definir Calor Latente, Associar os dois como Energia térmica transitando através dos corpos em situações distintas. Definir calor específico. Discutir o conceito de capacidade Térmica.

Materiais: Texto Didático; Livro Didático; Texto de Divulgação Científica;


Exercícios do Livro didático para resolver:
Página 62- EP 09;
Página 63- EP 10, EP12, EP 15, EP16;

Atividade

Utilizando o texto responda as questões:

1- Explicite a definição de calor específico apresentada pelo texto:
2- Identifique os materiais citados no texto e o calor específico destes materiais;
3- Qual a unidade de medida do calor específico apresentado no texto? Procure em seu livro didático outras unidades de medida para calor específico.
4- O gráfico apresenta diversos materiais, com base nos dados deste gráfico identifique o comportamento do corpo com maior calor específico e o comportamento do material com menor calor específico no processo de aquecimento e resfriamento destes materiais.
5- O texto apresenta um exemplo culinário, explique a relação deste exemplo com a definição de calor específico apresentado nos parágrafos anteriores do texto.

Exemplo Resolvido:








Aula 8
Tema: Introdução a Leis da Termodinâmica
objetivo: Retomada dos conceitos de Trabalho, Pressão e Calor, Relacionar o conceito de calor ao conceito de Trabalho, Relacionar os conceitos de Trabalho e Pressão, Introduzir os conceitos de Entalpia, sistemas adiabáticos, Enunciar a 1 ª Lei da Termodinâmica;
Materiais: Quadro, Giz e o Livro didático da Secretaria do Estado do Paraná


Atividade 1:Introdução a Leis da Termodinâmica
Leia o Texto:
página 84, 85 e 86
        (disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/livro_didatico/fisica.pdf)

De acordo com o texto Responda:
1) Apresente a definição de Calor:
2) Apresente a definição de Trabalho:
3) Apresente a definição de Pressão:
4) Explique porque o leite sobe ao ferver e a água não:
5) Preencha a tabela:

EquaçãoUnidade de medida
Calor

Trabalho

Pressão


equaçãoUnidade de medida
Energia Interna

Entalpia

Calor

Trabalho




Atividade 2: Primeira lei da Termodinâmica
Leia o Texto
página 87, 88 e 89



 (disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/livro_didatico/fisica.pdf)

Responda com base no Texto:
1) Apresente a definição de Energia Interna:
2) Apresente a definição de Entalpia:
3) Explique o que são sistemas isolados:
4) Apresente a definição de sistemas Adiabáticos:
5) Enuncie a 1ª Lei da Termodinâmica
6) Preencha a Tabela


Atividade 3: Terceira Lei da Térmodinâmica
Ler Texto: 
página 109 e 110;






Atividade 4: Terceira Lei da Termodinâmica
Ler Texto do livro didático de física: O preço da Ordem
página 127/128
responder as questões 1, 2 e 3
enviar por email: artedafisica@gmail.com
data entrega: 20/06

Atividade 5: Confecção experimento e vídeo
Tema: Irradiação Térmica ou Convecção Térmica
trabalho deve ser desenvolvido em duplas ou trios;

1- Selecionar um dos temas propostos
2- Montar um experimento sobre o tema selecionado;
3- Apresentar o experimento em sala de aula aos colegas e professora;

critérios de avaliação:
1- montagem: alunos devem filmar todo processo de montagem do experimento e entregar o vídeo em cd, dvd ou alocar em canal da internet e enviar link a professora até a data da entrega;

2- funcionamento: alunos devem apresentar o experimento em sala de aula e este deve obrigatoriamente funcionar (então testem o experimento antes de levá-lo para a sala de aula)

3- apresentação: alunos devem respeitar três critérios- 1º explicar os conceitos físicos do tema selecionado; 2º apresentar onde identificamos o tema selecionado em nosso cotidiano; 3º justificar a escolha deste experimento e defender o porque deste experimento e não outro qualquer;

data apresentação
2º A- 18/06
2º B- 24/06
2º C- 18/06

confira em <http://artedafisicapibid.blogspot.com.br/2014/12/colegio-estadual-do-parana-producao-de.html>