EcoCalor: Construindo um Calorímetro Sustentável

Desenvolvida por: Julian… (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: Química

Temática: Termoquímica e Sustentabilidade

Esta atividade prática visa engajar alunos do 3º ano do Ensino Médio na construção de um calorímetro usando materiais recicláveis, como garrafas PET, isopor e alumínio. O objetivo é aplicar os princípios da TermoquÃmica para investigar a quantidade de energia transferida durante reações químicas, como a dissolução de sais na água. Este projeto não só fomenta a aplicação prática de conceitos termoquímicos, mas também promove a criatividade, o trabalho em equipe e a consciência sobre sustentabilidade. Assim, os estudantes terão a oportunidade de conectar teoria e prática, além de refletir sobre o impacto de suas ações no meio ambiente ao reutilizar materiais que, de outra forma, poderiam ser descartados. A realização da atividade envolverá etapas de coleta de materiais, montagem do calorímetro, planejamento e execução de experimentos para medir as trocas energéticas, análise e discussão dos resultados obtidos. Este projeto aborda conceitos importantes de forma integrada e contextualizada, preparando os estudantes para um entendimento holístico da ciência e seu papel no mundo.

Objetivos de Aprendizagem

O principal objetivo desta atividade é proporcionar aos estudantes uma compreensão prática dos conceitos de TermoquÃmica, enfatizando a relação entre a teoria e a aplicação real dessas ideias. Buscamos também desenvolver habilidades como trabalho em equipe, pensamento crítico e resolução de problemas, ao mesmo tempo em que promovemos a consciência ambiental através do uso de materiais recicláveis. Este projeto visa estimular a curiosidade científica dos alunos, melhorar suas habilidades de pesquisa e experimentação, além de fomentar o debate sobre sustentabilidade e a importância da ciência para soluções inovadoras e ecologicamente responsáveis.

Entender os princípios da Termoquímica através de experimentação prática.
Desenvolver habilidades de trabalho em equipe e comunicação eficaz.
Aplicar conceitos de sustentabilidade na reutilização de materiais.
Analisar e interpretar dados experimentais para tirar conclusões científicas.
Estimular o pensamento crítico sobre o impacto ambiental de materiais descartáveis.

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT102: Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
EM13CNT301: Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
EM13CNT302: Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.

Conteúdo Programático

A atividade EcoCalor aborda a Termoquímica, sua importância na compreensão de fenômenos cotidianos e industriais e sua relação com a sustentabilidade. Além disso, enfoca a aplicação de conhecimentos científicos na solução de problemas ambientais por meio da reutilização de materiais. Os estudantes vão aprender a relatar suas descobertas de forma clara e objetiva, utilizando a linguagem científica adequada, promovendo assim uma maior compreensão e valorização da ciência.

Princípios de Termoquímica e transferência de energia.
Construção e funcionamento de um calorímetro.
Medidas e análise de dados experimentais.
Sustentabilidade e impacto ambiental dos materiais.
Comunicação científica efetiva de resultados.

Metodologia

Utilizaremos a metodologia Atividade Mão-na-massa e Aprendizagem Baseada em Projetos, permitindo aos alunos experimentarem diretamente os conceitos discutidos em sala de aula. Esta abordagem promove uma aprendizagem mais significativa, pois os estudantes estarão ativamente envolvidos na construção de conhecimento, desde a coleta de materiais até a análise dos dados obtidos nos experimentos. A interdisciplinaridade também será incentivada, integrando conceitos de química, física e questões ambientais.

Pesquisa e coleta de materiais recicláveis para a montagem do calorímetro.
Montagem do calorímetro e planejamento dos experimentos em grupos.
Realização de experimentos para observar a dissolução de sais na água.
Análise, interpretação dos dados e apresentação dos resultados.
Debate sobre sustentabilidade e o papel da ciência na solução de problemas ambientais.

Aulas e Sequências Didáticas

A carga horária total da atividade será de 8 horas, dividida em 12 aulas de 40 minutos. Iniciaremos com a apresentação do projeto, seguida da coleta e preparação de materiais. As próximas etapas incluem a montagem dos calorímetros, execução dos experimentos e análise dos dados. Finalizaremos com a discussão dos resultados e reflexões sobre sustentabilidade.

Aula 1: Apresentação do projeto e discussão teórica sobre Termoquímica.
Aulas 2-3: Coleta de materiais recicláveis e planejamento dos experimentos.
Aulas 4-6: Construção dos calorímetros em grupos.
Aulas 7-9: Execução e monitoramento dos experimentos.
Aulas 10-11: Análise e interpretação dos resultados obtidos.
Aula 12: Apresentação dos resultados e debate sobre sustentabilidade.

Avaliação

A avaliação será processual e formativa, levando em consideração o engajamento dos alunos nas diferentes etapas do projeto, desde a coleta de materiais até a apresentação dos resultados. Será avaliado o trabalho em equipe, a habilidade de planejar e executar experimentos, a análise crítica dos dados coletados, além da capacidade de comunicar os resultados. Para isso, serão utilizadas rubricas que detalham critérios como criatividade, aplicação dos conceitos científicos, qualidade da análise de dados e eficácia na comunicação.

Materiais e ferramentas:

Para a realização desta atividade, serão necessários materiais básicos recicláveis, como garrafas PET, isopor e folhas de alumínio, além de equipamentos de laboratório, como termômetros e balanças. Recursos digitais também serão empregados para a pesquisa de informações, elaboração de relatórios e apresentações dos resultados. Esta combinação de recursos físicos e digitais permite uma experiência de aprendizado rica e diversificada.

Garrafas PET, isopor, folhas de alumínio para a construção do calorímetro.
Termômetros e balanças para medição e análise.
Computadores com acesso à Internet para pesquisa e elaboração de relatórios.
Software de planilhas para análise de dados.
Materiais para apresentação dos resultados (cartazes, projeção digital).

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