Disciplina: Física

Série/Ano: 2ª série

Vol/Bim: 2

CADERNO DO ALUNO

Situação de Aprendizagem (Número/título)

Sequência Didática

Recursos audiovisuais e/ou de TIs  sugeridos no caderno

Recursos audiovisuais e/ou de TIs sugeridos pelo PCOP

Interfaces interdisciplinares / Temas transversais

Tema: 1

Calor como energia

(duas SAs)

1

O equivalente mecânico do calor

Objetivo: de trabalhar com os alunos um experimento que aborda o equivalente mecânico do calor. Possibilitando uma gama de discussões, principalmente de caráter histórico, revelando aos alunos uma face rica e interessante do fazer científico.

Conteúdos e temas: calor; trabalho; equivalente mecânico do calor.

Atividade:

  • Material necessário: Um tubo de PVC de 1,20 m de comprimento, com “tampa” nas duas extremidades; 500 g de chumbinho (munição para arma de ar comprimido); borracha; vasilha de alumínio; vasilha com gelo e sal; fita adesiva; termômetro.
  • O experimento é proposto de forma investigativa, é importante que professor prepare com antecedência, testando sua execução e medidas – páginas 3-6 caderno do aluno
  • Elaboração de um relatório contendo as observações e sintetizando o que o aluno aprendeu;
  • “Aprendendo a aprender” – texto: Energia mecânica e quantidade de calor.
  • Após a leitura – descrição de exemplos de transformação de energia;
  • “Curiosidade” – texto sobre transformação de energia.
  • Após a leitura responder questões sobre o tema;
  • “Lição de casa” situações problema;
  • “A natureza do calor” – texto para aprofundamento do tema;

 caderno do aluno páginas 10 -12;

  • Após a leitura do texto, os alunos poderão responder as questões solicitadas;

http://www.if.usp.br/gref  

 

2

A máquina de Heron

Objetivo: visa à construção de um aeolipilae(eolípila) ou máquina de Heron. Estudo e discussão com máquinas térmicas.

 

Conteúdos e temas: calor; trabalho; energia.

Atividade: Construção de uma máquina antiga térmica -  precursora da máquina a vapor – máquina aeolipilae;

 

  • Material necessário: um bulbo de uma lâmpada para servir de recipiente para água, um alicate, uma rolha de borracha que será usada para lacrar o bulbo, dois tubos de cobre de 1/8 de polegada e com 10 cm de comprimento, um barbante de 50 cm, um gancho para amarrar o barbante na rolha e uma vela.
  • Orientações para a execução da atividade - caderno do aluno páginas 13 e 14.
  • Após o término da atividade, os alunos poderão responder às questões solicitadas
  • “Aprendendo a aprender” texto para compreensão do conceito de pressão;
  • “Manifestações térmicas da energia” – texto: exemplo de experimento de transformação de energias;
  • Você aprendeu” - questões sobre o funcionamento da máquina de Heron;
  • Lição de casa” – pesquisa sobre as primeiras máquinas de vapor;
  • “Pesquisa individual” sugestão de leitura - “As máquinas térmicas”

3

Revolução Industrial e as máquinas térmicas

Objetivo: propiciar uma contextualização excelente para iniciar os estudos em termodinâmica.

Conteúdos e temas: processos que envolvem troca de calor; propriedades térmicas dos materiais; calor específico e capacidade térmica.

Atividade: Pesquisa individual em bibliotecas, enciclopédias, internet e se possível com um professor de história – tema Revolução Industrial.

  • A partir da pesquisa, os alunos poderão escrever um texto dissertativo a respeito das relações entre o processo de industrialização a partir da primeira Revolução Industrial no século XVIII, impulsionada pela invenção das máquinas térmicas de uso comercial e industrial.  
  • “Você aprendeu” com base nas pesquisas os alunos poderão responder as questões solicitadas nas páginas 23- 24;
  • “Lição de casa” os alunos deverão fazer uma entrevista com um mecânico de automóveis, organizar e digitar as respostas.
  • Para saber mais: sugestão de sites

Cultura Brasileira

http://www.culturabrasil.org/revolucaoindustrial.htm.

História do Mundo

http://www.historiadomundo.com.br/idade-moderna/revolucao-industrial.htm

História

4

Entrevista com um técnico em refrigeração

Objetivo: tem por objetivo fazer o aluno entrar em contato com o funcionamento de máquinas térmicas reais, neste caso, o motor de automóvel.

 

Conteúdos e temas: calor; energia; trabalho; primeira lei da termodinâmica; segunda lei da termodinâmica; máquinas térmicas; diagramas PV.

 

Atividade: realização de uma entrevista com um mecânico com intuito de obter um primeiro contato com o funcionamento de motores a combustão; análise dos resultados obtidos; trabalho em grupo; discussão com a classe.

  • Sugestões de perguntas: caderno do aluno página 25;
  • Após a realização da atividade, os alunos poderão elaborar um relatório apresentando uma síntese de suas observações e aprendizados;”
  • Aprendendo a aprender” – representação de um quadro comparativo ( caldeira, turbina, condensador e uma bomba);
  • Após a leitura sobre as transformações ocorridas em cada etapa os alunos deverão construir um gráfico P x V do ciclo de funcionamento da turbina;
  • “Leitura – As etapas de um motor a quatro tempos;
  • “Você aprendeu” – com as informações obtidas com a entrevista com o mecânico e na leitura sobre as etapas de um motor a quatro tempos, pesquisa na internet,  e na sala de leitura os alunos poderão responder às questões apresentadas no caderno do aluno nas páginas 29-31;
  • “Lição de casa”  - entrevista com um técnico de refrigeração;
  • Sugestão de sites:
  • Ciclo Ottto:

                http://www.shermanlab.com/xmwang/javappl/ottoCyc.html

  • Ciclo de Diesel:

                http://www.shermanlab.com/xmwang/javappl/dieselCyc.html

  • Ciclo de Carnot:

                http://www.shermanlab.com/xmwang/javappl/carnotC.html

 

5

Entrevista com um técnico em refrigeração

Objetivo: dar continuidade à discussão dos princípios de funcionamento das máquinas térmicas, o foco é um refrigerador.

 

Conteúdos e temas: calor; energia; trabalho; primeira e segunda leis da termodinâmica; máquinas térmicas; diagrama PV.

 

Atividade: realização de uma entrevista com um técnico em refrigeração com o intuito de obter um primeiro contato com o funcionamento de uma geladeira.

  • Entrevista com um técnico de refrigeração;
  •  Análise dos resultados obtidos;
  • Trabalho em grupo;
  •  Discussão com a classe;
  •  Roteiro da entrevista – caderno do professor página 37;
  • Sugestão de perguntas – caderno do aluno página 33;
  • Após a realização da entrevista, os alunos poderão elaborar um Relatório sintetizando as observações;
  • “Aprender a aprender” texto sobre o ciclo dos refrigeradores;
  •  Após a leitura do texto, os alunos poderão desenhar um esquema de uma geladeira com legendas e escrever um parágrafo simples explicando o funcionamento de um refrigerador;
  • “O refrigerador e os dois princípios da termodinâmica” – texto para aprofundamento do conteúdo;
  • “Você aprendeu” – Questionário para responder – caderno do aluno página 36 – 38.
  • Com as informações obtidas – entrevista com um técnico de refrigeração, na leitura dos textos apresentados, o aluno já deve ter compreendido como funciona um refrigerador e qual o papel das partes da geladeira.
  • Lição de casa” pesquisa sobre vários tipos de motores;

6

Pesquisando a potência e o rendimento

Objetivo: Calculo de potência e o rendimento de máquinas térmicas reais.

Conteúdos e temas: calor; energia; trabalho; primeira e segunda leis da termodinâmica; máquinas térmicas; diagramas PV; potência e rendimento .

Atividade: realização de uma pesquisa sobre a potência e o rendimento de diferentes motores; análise dos resultados; trabalho em grupo; discussão com a classe;

  • Roteiro da atividade;
  • Pesquisa – internet, sala de leitura e revista de automóveis;
  • Elaboração de um quadro comparativo com valores de potência e rendimento de diferentes motores;
  • “Aprender a aprender” texto sobre potência;
  • Após leitura, os alunos poderão responder as questões solicitadas;
  • “Você aprendeu” – questionário para aprofundamento do conceito de rendimento;
  • Sugestão de site:

Propostas de Questões para aplicação em avaliação

Caderno do professor – páginas 46 -48

Tema: 3

Entropia de degradação da energia

(duas SAs)

7

Uma pergunta intrigante: Por que temos de economizar energia já que a Física diz que ela não se perde?

Objetivo: iniciar um aprofundamento na segunda lei da termodinâmica.

Conteúdos e temas: fontes e transformações de energia; processos que envolvem transformações de energia; princípio da conservação de energia; leis da termodinâmica; entropia.

Atividade: realização de uma pesquisa para tentar responder a um aparente paradoxo; elaboração de um pequeno texto que simule a resposta a um leitor de revista de divulgação científica;

  • Roteiro da atividade – caderno do aluno página 44- 45;
  • “Aprender a aprender” – “Leitura e Análise de texto”

Aprofundamento do conteúdo: entropia; Ordem e desordem do Universo e O segundo princípio da termodinâmica e suas faces;

  • Após a leitura dos textos, alunos poderão responder as questões solicitadas no caderno do aluno;
  • “Lição de casa” – pesquisa sobre o balanço energético brasileiro, realizado pelo Ministério de Minas e Energia (MME).

http://fisica.cdcc.sc.usp.br/olimpiadas/01/artigo1/fontes_eletrica.html

  

8

O balanço energético do Brasil e os ciclos de energia na terra

Objetivo: que os alunos saibam caracterizar o ciclo de energia natural na Terra, perceber sua influência sobre diferentes fontes de energia utilizadas no mundo, alguns de seus impactos, vantagens e desvantagens.

 

Conteúdos e temas: energia e fontes; processos que envolvem transformações de energia; princípio da conservação de energia; leis da termodinâmica; entropia.

 

Atividade: realização de uma pesquisa para encontrar informações sobre as principais fontes de energia no Brasil, bem como estudar o ciclo de energia da Terra; análise das informações obtidas; trabalho em grupo; discussão com a classe.

 

 Olimpíadas de Ciências:

http://fisica.cdcc.sc.usp.br/olimpiadas/01/artigo1/fontes_eletrica.html

Propostas de Questões para aplicação em avaliação

Caderno do professor – páginas 58 -60

Proposta de situação de recuperação

Caderno do professor  - páginas 61 – 63

                                                                                                                                                                                                                            EM DESENVOLVIMENTO POR IARA APARECIDA ARAKAKI

“CEDIDO PELO AUTOR PARA USO EXCLUSIVAMENTE DIDÁTICO SOB RESPONSABILIDADE DOS GESTORES ESCOLARES NAS ESCOLAS ESTADUAIS JURISDICIONADAS À DIRETORIA DE ENSINO REGIÃO SÃO VICENTE - PROIBIDA A REPRODUÇÃO FORA DA JURISDIÇÃO OU PARA FINS COMERCIAIS E/OU ACADÊMICOS”