DISCUSSÕES E METODOLOGIA DE APLICAÇÃO

Na análise desse experimento podemos abordar com os alunos, alguns detalhes importantes que diferem do experimento, no qual a bexiga foi utilizada. Nesse experimento, a garrafa não foi cheia com uma quantidade de ar que possibilitou o aumento de seu volume, deformamos uma garrafa pet que estava aberta e diminuímos assim seu volume. Além disso, a garrafa foi deformada em decorrência da força manual e como ela estava aberta, as moléculas de ar que se encontravam em seu interior puderam sair livremente para atmosfera não oferecendo resistência a essa deformação. Quando cessamos a deformação algumas moléculas de ar rapidamente preencheram os espaços no interior da garrafa, por sua vez deformada, e a pressão em seu interior se equilibrou novamente com a pressão atmosférica, assim a garrafa foi fechada com uma pressão em seu interior igual a 1atm ou 760 mmHg.

No início do processo a pressão dentro da câmara era exatamente igual à pressão no interior da garrafa, mas no decorrer do processo, depois que a bomba foi ligada, esse equilíbrio deixou de existir.

Similar à análise do experimento da bexiga; quando a quantidade de moléculas de ar no interior da câmara diminuiu com o tempo, a pressão externa também diminui. Como a pressão no interior da garrafa é constante, e é cada vez maior que a pressão externa, a força exercida pelas moléculas de ar na superfície interior da garrafa fazia ela se expandir, o que resultou no aumento do seu volume. Sob uma pressão externa aplicada de 60 mmHg a garrafa voltou a sua forma original. Como o plástico que constitui a garrafa não é um material elástico ele não se expande sob pressões de vácuo próximas a 60 mmHg, como ocorreu com a bexiga, mas essa expansão poderia ocorrer a pressões de vácuo muito pequenas.

Foi considerado que o processo de expansão ocorreu sob temperatura constante, devido a variação mínima de temperatura inferior a 0,2°C. Logo verificamos que foi um processo de expansão isotérmico, deste modo, o valor de P2 medido pelo Vacuômetro (Tab.

6.3) foi igual, considerando uma margem de erro de 5%, ao valor calculado utilizando a equação de Boyle (Eq.6.1). Portanto a Lei de Boyle foi comprovada nesse experimento.

O conhecimento desses fenômenos pode ser significativo para os alunos quando observarão a capacidade da pressão atmosférica ao deformar materiais rígidos. Esse processo é de descoberta e os alunos podem se surpreender ao observarem esse fato, dessa forma os

professores podem pegar um gancho nessa surpresa que gera a curiosidade, além disso, os alunos, também podem se sentir instigados e dispostos a aprender sobre conceitos físicos relacionados a tal fenômeno. É importante mostrar para os discentes a relação entre a pressão e a sua capacidade de deslocar volumes, como foi obtido e calculado experimentalmente nesse trabalho. Ou até mesmo, utilizar esse experimento para contextualizar conteúdos que abordam conceitos referentes, por exemplo, a Teoria Cinética dos Gases. A área de atribuições na qual esse experimento abrange, pode abrir um campo amplo de conhecimentos prévios que os alunos já obtêm e podem ser explorados para o aprendizado. Fenômenos que envolvem esses conceitos ocorrem com frequência no mundo físico, e nesse contexto, estão de acordo com a linha de aprendizagem de Ausebel e podem ser explorados para o Ensino de Física.

Capítulo 7

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste trabalho conseguimos obter e mostrar de forma satisfatória, o processo de construção de um sistema de obtenção de vácuo, onde foram destacados testes, reparos, montagens e obtenção de dados experimentais. Os experimentos nesse trabalho abordaram diferentes conceitos físicos como pressão, volume e temperatura e a relação entre estes.

Foram realizadas discussões e metodologias de aplicação para cada experimento, e bem como análises explicativas para cada fenômeno experimental observado. Foi utilizada como base para a metodologia, a teoria de aprendizagem significativa de David Ausebel, que visa à construção de um ensino mais motivador, prático, objetivo e transformador.

Dentro do conceito de aprendizagem significativa, são abordadas sugestões de experimentos que envolvem fenômenos físicos que ocorrem em ambientes com baixas pressões, e que supostamente os alunos já tenham vivenciado ou observado no mundo real. Esses experimentos envolvem interação entre aluno-aluno e aluno-professor, onde o processo de aprendizagem poderá ser construído no decorrer do processo experimental, na montagem, na obtenção de dados, nas análises desses dados, cálculos e comparações. O aluno será motivado a aprender descobrindo e essa descoberta dará início à construção do saber. Como característica do método científico, esses modelos de experimentos, também estimulam os alunos a interpretarem os dados obtidos, e por meio deles, poder realizar discussões e obter conclusões próprias sobre os temas referentes a cada experimento.

O trabalho apresenta dois modelos de experimentos para serem aplicados em sala de aula pelos docentes, os roteiros sugeridos estão em anexo. Abordam conteúdos que são especificados nos PCN+ Física e constam no currículo mínimo do Ensino Médio. O primeiro deles, apresentado no ANEXO 1, aborda conceitos de estados físicos da matéria, tendo como tema principal o conceito de ebulição da água, e possibilita a obtenção de dados experimentais. O segundo, apresentado no ANEXO 2, envolve conceitos referentes a Termodinâmica, na área da Teoria Cinética dos gases, em específico as relações entre volume, pressão e temperatura; em processos de expansão e compressão de gases, descritas pela Lei de Boyle. Também possibilitam a obtenção de dados e cálculos utilizando os dados obtidos. Os

roteiros de trabalho foram elaborados para serem aplicados pelos docentes de forma que os alunos tenham a oportunidade de operar, manusear e agir em diversos níveis. As atividades podem ser realizadas em laboratório, sala de aula, ou em local com uma estrutura adequada com pia, tomadas, mesas ou bancadas. Foram criados para estar de acordo com a carga horária estabelecida, o tempo estimado para a realização dos experimentos, incluindo a obtenção dos dados, é de 40 minutos.

Os experimentos nesse trabalho são de simples execução, pois não possuem muitos detalhes na operação e nem complexidade com a utilização de materiais ou fabricação de componentes. Os componentes mais complexos, em termos de aquisição, no nosso sistema de obtenção de vácuo, são o vacuômetro e registro, do conjunto câmara de vácuo, e a bomba de vácuo. O registro e o vacuômetro podem ser encontrados em lojas de materiais hidráulicos e pneumáticos, o preço dos dois componentes somados custa em torno de 70 reais, pelo custo são razoavelmente acessíveis. Já o modelo da bomba de vácuo, utilizada nesse trabalho, custa entre 500 e 1500 reais, custo bastante elevado. Mas uma forma simples e barata de obter uma bomba de vácuo está na utilização de qualquer modelo de compressor de geladeira, basta conectar a mangueira da Linha de transmissão, de um Sistema de vácuo, à entrada de ar do compressor. Dessa forma o compressor funcionará como uma bomba de vácuo e irá retirar ar do sistema no processo de sucção.

Nos documentos que regem as atribuições, regras e normas a serem cumpridas no âmbito da educação escolar brasileira como a LDB, os PCN e PCN+ e a DCNEM. São observados nessa monografia algumas de suas principais especificações e regras destinadas para o Ensino Médio, que visam o direito de qualquer brasileiro, sem nenhuma distinção, à educação de qualidade. Esta que não está centrada apenas na obtenção do conhecimento por si só, mas deve estabelecer o jovem como cidadão pensante; prepará-lo não apenas para o trabalho, mas também para viver na sociedade, sendo capaz de desenvolver argumentos e opiniões próprias; enfim também capaz de desenvolver suas concepções próprias de mundo, não esquecendo suas origens e seu papel na sociedade.

Consideramos a experimentação como umas das principais ferramentas a serem utilizadas para o Ensino de Física. Dentre a variedade de seus benefícios, o principal deles é de se estabelecer como principal motivador na busca pelo conhecimento. O que leva a necessidade de ser utilizada por professores de Física no cotidiano escolar, em suas diversas

formas de aplicação, sendo experimentos que proporcionam obtenção de dados, ou até mesmo, lúdicos e demonstrativos que servem para contextualizar algum conteúdo. Essas formas são mostradas neste trabalho e podem levar o aluno a encarar a Física como familiar, serem instigados a observar a teoria acontecendo na prática, a encarar a física como a Ciência que descreve as manifestações da natureza e perceber que seus conhecimentos são essências para nossa existência.

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