O Show do Calor

Desenvolvida por: Fernan… (com assistência da tecnologia Profy)
Área do Conhecimento/Disciplinas: [Física]
Temática: [Modos de Transferência de Calor: Condução, Convecção e Radiação]

Nesta atividade, intitulada 'O Show do Calor', alunos do 2º ano do Ensino Médio serão introduzidos aos conceitos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. O objetivo é criar uma experiência de aprendizagem ativa e colaborativa, em que pequenos grupos de estudantes desenvolvem experimentos práticos para demonstrar cada modo de propagação de calor, utilizando materiais simples como metais, água e lâmpadas. Ao longo da atividade, os grupos executarão, observarão e analisarão os experimentos, compartilhando suas descobertas ao final através de apresentações para a turma toda. Esta dinâmica é projetada para estimular a compreensão crítica dos conceitos físico-teóricos de termodinâmica e suas aplicações no cotidiano, inclusive explorando como esses processos ocorrem em diversas situações e ambientes.

Objetivos de Aprendizagem

Os alunos devem desenvolver uma compreensão aprofundada dos modos de transferência de calor - condução, convecção e radiação - e refletir sobre suas aplicações práticas. Ao criar experimentos, espera-se que os estudantes sejam capazes de conjecturar, testar e validar suas hipóteses por meio da observação empírica e discussões. Isto desenvolve habilidades de pensamento crítico e colaboração, promovendo a capacidade de aplicar conhecimentos teóricos a situações práticas reais.

  • Compreender e explicar os conceitos de condução, convecção e radiação.
  • Aplicar conceitos teóricos de termodinâmica em experimentos práticos.
  • Trabalhar de forma colaborativa em grupos para executar e avaliar projetos experimentais.

Habilidades Específicas BNCC

  • EM13CNT104: Compreender os mecanismos de transferência de calor e suas aplicações tecnológicas e ambientais.
  • EM13CNT203: Formular perguntas, hipóteses e previsões em situações-problema, utilizando conceitos científicos.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático para esta atividade inclui uma introdução aos princípios básicos da termodinâmica, focando nos três modos de propagação de calor: condução, onde o calor é transferido através de um material sólido; convecção, que ocorre em líquidos e gases pela movimentação do próprio fluido; e radiação, que é a transferência de energia por ondas eletromagnéticas. Os experimentos serão desenhados para refletir estas definições através de demonstrações práticas.

  • Princípios de termodinâmica.
  • Definição e exemplos de condução térmica.
  • Mecanismos de convecção e exemplos práticos.
  • Entendimento de radiação térmica e sua observação prática.

Metodologia

A metodologia adotada nesta atividade é centrada no aluno, com base no aprendizado cooperativo e na experimentação prática. Grupos de alunos recebem a tarefa de projetar e executar experimentos para investigar os processos de transferência de calor, promovendo a participação ativa e a responsabilidade compartilhada sobre o aprendizado. A atividade final consiste em apresentações entre grupos, incentivando a comunicação clara e a discussão crítica entre pares.

  • Aprendizado colaborativo em grupos.
  • Desenvolvimento e execução de experimentos práticos.
  • Apresentação e discussão de resultados entre pares.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma da atividade será executado em duas aulas de 60 minutos, proporcionando tempo suficiente para orientação inicial, desenvolvimento e execução dos experimentos, seguidos das apresentações e discussões em grupo. O planejamento visa garantir que todas as etapas do aprendizado sejam abordadas e que os alunos tenham tempo adequado para explorar, discutir e internalizar os conceitos.

  • Aula 1: Introdução aos conceitos de transferência de calor e desenvolvimento dos experimentos.
  • Aula 2: Execução dos experimentos, apresentação de resultados e discussão em turma.

Avaliação

A avaliação dos alunos será feita por observação contínua durante as etapas de desenvolvimento e aplicação dos experimentos, focando principalmente na colaboração, participação e compreensão dos conceitos. Critérios incluem a habilidade de explicar os processos observados nos experimentos, a qualidade dos argumentos apresentados durante as discussões em grupo, e a capacidade de formular hipóteses e conclusões baseadas em evidências práticas. Exemplos: um grupo que demonstre claramente a condução do calor através de um experimento bem-sucedido e seja capaz de explicar o que ocorreu e por que, será avaliado positivamente; a habilidade de argumentar como a condução é observada em produtos do cotidiano também será considerada.

Materiais e ferramentas:

A atividade requer recursos e materiais que são facilmente acessíveis, assegurando que todos os grupos possam participar de forma igualitária. Materiais como diferentes tipos de metais, água, lâmpadas e termômetros são fundamentais para a condução dos experimentos, permitindo aos alunos observar de forma prática os fenômenos de condução, convecção e radiação.

  • Metais (por exemplo, barras de cobre ou alumínio).
  • Recipientes com água para experimentos de convecção.
  • Lâmpadas para demonstrações de radiação.
  • Termômetros para medir a transferência de calor.

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