Guia Didático do Professor Animação Densidade e Temperatura Densidade Química 1ª Série Ensino Médio CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor Coordenação Didático-Pedagógica Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Redação Gislaine Garcia Revisão Alessandra Muylaert Archer Projeto Gráfico Eduardo Dantas Diagramação Romulo Freitas Revisão Técnica Nádia Suzana Henriques Schneider Produção Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Realização Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação Ministério da Ciência e Tecnologia Ministério da Educação Objetivo geral: Compreender a influência que a temperatura exerce sobre a densidade da matéria. Objetivos específicos: Reconhecer a influência da temperatura na densidade de uma substância; Identificar o processo de dilatação e contração térmica da matéria; Identificar o processo de dilatação térmica anômala da água. Animação (Software) Tema: Densidade e Temperatura Área de aprendizagem: Química Conteúdo: Densidade Conceitos envolvidos: densidade, dilatação térmica da matéria, dilatação anômala da água. Público-alvo: 1ª série do Ensino Médio Pré-requisitos: Não há pré-requisitos. Tempo previsto para a atividade: Consideramos que uma aula (45 a 50 minutos) será suficiente para o desenvolvimento das atividades propostas.
Introdução A apresentação desta animação deverá oferecer subsídios que contribuam para o desenvolvimento pedagógico de suas aulas. O guia oferece sugestões na apresentação do conteúdo aos alunos, servindo também como âncora na apresentação do tema. Para tanto, utiliza uma linguagem didática e busca exemplos nas atividades diárias. Não se esqueça de reservar com antecedência a sala de informática para a apresentação da aula: Animação Densidade Densidade e Temperatura Também é importante observar os requisitos técnicos para a utilização do software: Sistema operacional Windows, Macintosh ou Linux. Um navegador Web (Browser) que possua os seguintes recursos: Plug-in Adobe Flash Player 8 ou superior instalado e recurso de Javascript habilitado pelo navegador.
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor 1. 2. Apresentação do Tema O tema Densidade e Temperatura desperta um interesse maior nos alunos devido ao caráter peculiar que possui. Por isso, em geral, os alunos terão conhecimentos prévios sobre esse assunto. Caberá ao professor desfazer os possíveis enganos causados pelo senso comum e reafirmar ou questionar as noções prévias que forem relevantes ao tema. Contudo, nesta apresentação é importante que os alunos saibam identificar a influência que a temperatura exerce sobre a densidade das substâncias e matérias. Além disso, os alunos precisam entender o processo da dilatação térmica sofrida pela matéria ao passar por um processo de aquecimento nos diferentes estados físicos. Atividades Na Sala de Computadores Para dar início ao tema, a animação apresenta a importância que a temperatura exerce sobre a densidade das substâncias. A influência da temperatura na densidade de uma substância 4 Observe que a animação começa apresentando um guindaste com uma barra de ferro em sua extremidade e uma espécie de tonel contendo ferro fundido (em estado líquido). A ilustração mostra que a temperatura do ferro e o seu estado físico influem diretamente na densidade que ele terá, portanto o ferro em estado líquido é menos denso, permitindo que a barra de ferro afunde dentro do tonel.
Destaque para os alunos outro exemplo interessante na animação, que é a relação da temperatura com a densidade relativa do ar. Quando a temperatura está alta em 35 graus a densidade do ar diminui no marcador, e o contrário acontece nas temperaturas mais baixas, quando a densidade aumenta. Converse com os alunos sobre a relação direta entre temperatura e densidade, ressaltando que o aquecimento ou o resfriamento da substância irá determinar o aumento ou a diminuição da densidade. Em geral, quanto mais quente a substância, menos densa será, porém há exceção. Vale lembrar, portanto, que uma das características da densidade é variar de acordo com a temperatura, e isso ocorre devido à dilatação térmica da matéria. mais detalhes! Proponha que os alunos complementem seus conhecimentos sobre densidade e temperatura através da leitura do texto Densidade - Química Virtual, escrito pelo Profº Emiliano Chemello, disponível em: www.quimica.net/emiliano/vestibucast/densidade.pdf Animação Densidade Densidade e Temperatura Dilatação Térmica da Matéria Explique para os alunos que, em geral, quando aumentamos a temperatura de uma matéria ou substância, esta aumenta o seu volume pela dilatação térmica. Quando submetemos a matéria ao resfriamento, tende a diminuir o volume pela contração térmica. Esclareça que a expansão térmica ocorre devido às vibrações (energia cinética) das moléculas, que fazem com que elas se afastem umas das outras, provocando um aumento do volume da matéria. O contrário ocorre no resfriamento, pois o espaço entre as moléculas diminui devido a uma menor vibração entre elas, diminuindo, portanto, o seu volume. Lembre aos alunos que as situações do cotidiano podem ajudar a fixar o conteúdo. Por exemplo, quando temos um pote de vidro com tampa de metal, uma das formas para conseguirmos abri-la sem fazer força é aquecendo a tampa, para que seja dilatada pelo aquecimento e facilite a abertura. Outro exemplo comum é o aquecimento das formas de metal para desenformar sobremesas como pudim e manjar, que são mais difíceis de serem desenformadas em temperatura ambiente. professor! Este guia foi preparado pensando em uma aprendizagem dialógica. O objetivo é favorecer a todo momento os insights da turma, sendo você a peça fundamental na construção deste conhecimento. Faça uma ótima aula! dica! Leitura complementar: Disponível em: http:// www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/fte_list.htm
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor professor! Lembre-se que a curiosidade e o interesse são os principais motivadores da aprendizagem! Dilatação Térmica Anômala da Água Em geral, há o aumento da densidade de sólidos e líquidos, quando aquecidos. Entretanto, existem substâncias como a água que, em determinados intervalos de temperatura, sofrem o fenômeno inverso, isto é, diminuem de volume quando a temperatura aumenta. Isso corresponde à dilatação térmica anômala da água. Porém, é bom deixar claro que esse fenômeno ocorre com a água em temperaturas abaixo de 4 graus Celsius. Nesse caso, ao colocarmos a água em baixíssimas temperaturas, ela congela e aumenta o seu volume. E ao aquecermos a água em seu estado sólido, ela irá diminuir o seu volume, derretendo os blocos de gelo. Somente quando a água atingir a temperatura de 4 graus Celsius irá se comportar como as demais substâncias, ou seja, aumentar o volume de acordo com o aumento da temperatura. Isso ocorre porque através das vibrações dos átomos da água ocorre o distanciamento causado por essas vibrações. Vale lembrar que o gálio, o germânio, o bismuto e o antimônio são outros elementos que também se comportam como a água quando submetidos ao aquecimento, durante o processo de dilatação. Destaque a frase apresentada na tela: Se o gelo fosse mais denso que a água líquida, quando a superfície dos lagos congelasse, o bloco de gelo formado desceria continuamente até o congelamento de todo o lago. Seguindo este raciocínio, explique aos alunos que devido à menor densidade da água na forma sólida, ou seja, a zero grau Celsius, o gelo que se forma não afunda na água em seu estado líquido. Isso também explica porque os icebergs não afundam nos lagos, possibilitando a vida abaixo das geleiras. A dilatação térmica da água permite a vida aquática no lago congelado, pois o bloco funciona como um cobertor, não deixando que o calor armazenado no verão se dissipe na atmosfera. 6
3. a) b) c) Atividades Complementares Sugira aos alunos que realizem uma pesquisa mais aprofundada sobre densidade e temperatura. Ao final da atividade, você poderá pedir aos alunos que repassem as telas apresentadas, identificando os conceitos principais. Peça aos alunos para realizarem a seguinte experiência: eles deverão ir até uma escada ou na janela de um prédio levando dois pedaços de folha de caderno, sendo que uma amassada formando uma bolinha e outra aberta sem amassar. Em seguida, eles deverão jogar os dois pedaços de papel ao mesmo tempo e deverão verificar o que acontece. Solicite aos alunos que verifiquem com pessoas próximas se elas têm o costume de usar o princípio da dilatação da matéria na cozinha. Em seguida, os alunos deverão pesquisar em que outras situações esse princípio pode ser utilizado. Animação Densidade Densidade e Temperatura 4. Avaliação Um dos objetivos da avaliação é verificar o alcance das informações apresentadas e quais os conhecimentos adquiridos. As situações apresentadas pelos alunos indicarão se os objetivos da aula foram atingidos. Você poderá propor, informalmente, algumas questões que desafiem o grupo de alunos. Essas questões devem ser elaboradas em função do conteúdo que vem sendo estudado e do avanço do grupo em relação ao tema. Este é um momento propício para você confirmar o que os alunos já sabem e encorajá-los a avançar nos estudos. Lembre-se que também é importante avaliar o seu próprio trabalho! 7
ANIMAÇÃO - SOFTWARE EQUIPE PUC-RIO Coordenação Geral do Projeto Pércio Augusto Mardini Farias Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon Ricardo Queiroz Aucélio Assistência Camila Welikson Produção de Conteúdos PUC-Rio CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação Geral Gilda Helena Bernardino de Campos Coordenação de Software Renato Araujo Assistência de Coordenação de Software Bernardo Pereira Nunes Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque Coordenação de Produção dos Guias do Professor Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Assistência de Produção dos Guias do Professor Tito Tortori Redação Alessandra Muylaert Archer Gisele da Silva Moura Gislaine Garcia Design Isabela La Croix Romulo Freitas Revisão Alessandra Muylaert Archer Camila Welikson Gislaine Garcia