Categoria 1: Características e propriedades dos combustíveis

Nessa categoria, foram agrupadas as concepções dos alunos em relação à composição química e propriedades físicas e químicas dos combustíveis, com o objetivo de identificar como percebem a influência dessas características no seu comportamento e, consequentemente, na sua utilização.

Ao analisar as perguntas elaboradas pelos alunos antes da UA (questão número um do questionário inicial), percebeu-se um número significativo de questionamentos a respeito do que são feitos os combustíveis, das substâncias que

os constituem e das suas fórmulas moleculares. No entanto, apenas um aluno escreveu a palavra substâncias no mapa conceitual inicial (questão número dois do questionário inicial), o que pode justificar o intenso interesse pelo assunto. Enfim, não é possível dizer que os alunos não possuíam conhecimentos iniciais a respeito da constituição dos combustíveis, mas pode-se inferir que esses conhecimentos não estavam explícitos e necessitavam de aprofundamento.

Na análise dos mapas conceituais finais e dos seus textos explicativos, elaborados pelos alunos após a UA (questão número um do questionário final), percebe-se que eles explicitaram diversos conhecimentos sobre as características e propriedades dos combustíveis. Para os estudantes, os combustíveis são fonte de energia, a qual está acumulada em suas moléculas e é liberada na combustão. O aluno MV apontou que o combustível é “substância que reage com oxigênio e libera energia na forma de calor, chamas e gases”.

Os alunos CS, CE e LM complementaram a definição acima comentando que alguns combustíveis são substâncias e outros são misturas de substâncias. O aluno PD exemplificou o referido, classificando os combustíveis hidrogênio e etanol como substâncias, e o aluno LM acrescentou que os combustíveis são formados pelos elementos químicos carbono, hidrogênio e oxigênio. Enfim, é possível afirmar que os estudantes construíram o conceito de combustível e que conhecem as suas características.

No entanto, o aluno DG não responde à sua pergunta inicial (questão número dois do questionário final) de forma correta e o aluno MS apresenta erros conceituais em relação ao significado de substância e elemento químico.

O combustível é composto por vários componentes químicos. Quais são? O combustível é composto por moléculas de petróleo. (Aluno DG)

Quais são as substâncias que se encontram nos combustíveis? As substâncias que encontramos nos combustíveis são, predominantemente, o carbono, o hidrogênio e o oxigênio. (Aluno MS)

Evidencia-se, a partir disso, que as atividades propostas não propiciaram a reconstrução dos conceitos de elemento químico, substância e molécula por estes alunos. Neto e Cecchin (2008) pesquisaram as concepções de estudantes de primeira série do Ensino Médio sobre os conceitos de elemento químico, átomo e substância e concluíram que a maioria dos alunos confunde elemento químico com substância ou átomo.

Silva e Amaral (2010) investigaram as concepções de alunos, de mesma série que os anteriores, acerca do conceito de substância. Seus resultados demonstraram uma heterogeneidade nas formas de pensar sobre esse conceito entre os alunos do ensino médio, concluindo, inclusive, que um só aluno pode apresentar mais de uma forma de pensar. Os autores orientam no sentido da importância do conhecimento sobre essa diversidade de concepções por parte dos professores para que se possa repensar o ensino, de forma a propiciar situações de aprendizagem nas quais o aluno consiga encontrar significação para esses conceitos, já no início do seu contato com a disciplina.

Como propriedades físicas e químicas foram citadas pelos alunos o poder calorífico, o ponto de fulgor, o ponto de explosão e a polaridade. O aluno MS descreveu como cada uma dessas propriedades influencia nas características dos combustíveis e determina as condições para a sua utilização:

[...] existem os combustíveis polares e apolares. Essa polaridade determina se um combustível pode se misturar em outro. Polares se misturam com polares e apolares com apolares. Exemplo: água (polar) e gasolina (apolar) não se misturam. Aprendemos também sobre poder calorífico, ponto de fulgor, ponto de explosão. O ponto de fulgor é a temperatura necessária para que a substância pegue fogo, com o menor contato com uma faísca, chama ou outra fonte [de energia]. O poder calorífico é a quantidade de energia sob forma de calor que um combustível libera. O ponto de explosão é o ponto onde o combustível explode. (Aluno MS)

O aluno CE também utilizou de forma correta o significado de poder calorífico dizendo, de maneira simples, que quanto maior o poder calorífico do combustível maior será a energia liberada na combustão. Já o aluno JI utilizou os conhecimentos construídos sobre essa propriedade para comparar os combustíveis etanol e gasolina: “o etanol tem menor poder calorífico que a gasolina, mas tem maior desempenho na hora em que você exigir mais do seu veículo, claro que essa comparação é em relação a veículos de mesmo porte, força, potência” (Aluno JI).

Essa explicação está de acordo com o que diz Prado e outros (2006) sobre a influência da presença de oxigênio nas moléculas dos biocombustíveis:

[...] o fato de ter oxigênio na molécula tem o duplo efeito de diminuir a energia liberada na combustão de uma mesma massa ao mesmo tempo em que permite uma queima mais rápida e eficiente já que o combustível entra no motor parcialmente oxidado. (PRADO e outros, 2006, p. 208).

Percebe-se que a maioria dos alunos conseguem utilizar os conhecimentos químicos sobre as características e propriedades dos combustíveis para explicar alguns dos fenômenos do nosso cotidiano. Em comparação com as ideias iniciais

apresentadas, entende-se que houve um crescimento significativo em relação ao que foi estudado.