INTEGRAÇÃO DA FÍSICA COM OUTRAS ÁREAS DA FÍSICA E COM

Nos livros do Ensino Superior não foram observadas relações e aproximações com outras áreas do conhecimento. A integração com outras áreas do conhecimento de forma interdisciplinar ocorreu de forma pontual apenas no final do capítulo do livro de Tipler num artigo que relaciona conceitos básicos da Termodinâmica com situações do cotidiano, o que demonstra que esses livros não se integram com outras áreas do conhecimento.

Nestes livros, em apenas algumas situações pontuais houve o estabelecimento de relação entre a Termodinâmica e a Mecânica Estatística, conforme pode ser verificado no trecho do livro de Tipler, na página 266 do capítulo 17:

Vemos que a segunda lei da Termodinâmica está relacionada ao fato de alguns processos serem irreversíveis; isto é, serem processos que avançam somente numa direção. Há, no entanto, muitos processos irreversíveis que não se descrevem com facilidade mediante os enunciados de Kelvin-Planck, ou de Clausius, para a segunda lei. (TIPLER, p. 266).

Essa situação é um pouco diferente nos livros do Ensino Médio. Em alguns deles, o conteúdo de Termodinâmica é apresentado de forma bem integrada a outras áreas do conhecimento e a outras áreas da Física, destacando-se os livros de Pietrocola, Toscano, Beatriz, Artuso, Menezes e Gaspar. Os livros de Bonjorno, Xavier, Spinelli e Torres, entretanto, se mostraram pouco integrados a outras áreas da Física e consequentemente muito menos integrados a outras áreas do conhecimento. Dos livros que se destacam, os de Artuso e Gaspar mostram integrações a outras áreas do conhecimento de forma quase transdisciplinar durante o desenvolvimento dos conteúdos; essas áreas estão inseridas em partes do texto e também em seções separadas denominadas de “Conexões,” como é o caso do livro Gaspar, no capítulo 17:

Os processos relacionados à conversão de desordem em ordem pelos sistemas biológicos, como os processos que são citados como exemplo no texto (fotossíntese, respiração, cadeia alimentar, ciclo do carbono, metabolismo, etc), podem ser estudados com maior aprofundamento na disciplina de Biologia. (GASPAR, p. 295).

O livro de Menezes também adota uma linha idêntica ao do Gaspar, estabelecendo uma boa relação com outras áreas do conhecimento e com outras áreas da Física, conforme o seguinte trecho:

Se o motor de um automóvel pudesse converter em trabalho todo o calor liberado pela explosão de seu combustível, ele seria um exemplo de máquina perfeita, com rendimento de 100%. Infelizmente, até mesmo os motores automotivos mais modernos estão muito longe disso, com rendimento de apenas 30 % a 40%, desperdiçando a maior parte da energia disponibilizada pelo combustível. (MENEZES, vol.1, p.93).

Alguns livros do Ensino Médio, como os de Newton e Fuke, apresentam uma linha similar às do Ensino Superior, por apresentarem poucas aproximações com as

outras áreas da Física, com exceção da seção “Intersaberes” do livro de Newton, na qual é apresentada uma relação com outras formas de energia.

A população mundial cresce. Melhorias das condições de vida são exigidas. Mais pessoas e melhores condições de vida requerem mais e mais energia. Como vamos resolver essa questão? Hoje usamos o petróleo, o etanol, o biodiesel, o carvão, o vento, as marés, a energia solar, o hidrogênio, o átomo e principalmente a água dos rios. (nas hidrelétricas) para a geração de energia. (NEWTON, vol.2, p.105).

Quanto à integração a outras áreas do conhecimento, observa-se apenas uma aproximação com a História, quando se comparam as máquinas térmicas antigas e modernas conforme o seguinte trecho:

Nas antigas máquinas térmicas, a energia obtida da combustão de carvão mineral era transformada em energia mecânica, que produzia o movimento das máquinas industriais. Nas modernas usinas nucleares, a energia liberada pelo processo de fissão nuclear transforma-se em térmica (aquecendo um líquido ou um gás) e, em seguida, transforma-se em energia mecânica (nas turbinas). (NEWTON, vol.2, p.97).

Livros como o de Carron avançam em alguns aspectos em relação aos livros mais tradicionais, se mostrando bem articulado com outras áreas do conhecimento. Quanto à articulação, percebe-se uma aproximação bastante interessante da segunda lei da Termodinâmica com a Biologia e a Química, conforme a passagem da seção “Física explica”:

A segunda lei da Termodinâmica descreve a irreversibilidade dos fenômenos termodinâmicos naturais da matéria inanimada. Por outro lado, os seres vivos, recebendo a energia solar, organizam o ambiente, a memória, o conhecimento, remediando as situações. Parece exagero, mas talvez uma das maiores manifestações da vida seja remediar, organizar e aprender, tentando navegar na contramão dessa lei da Termodinâmica. (CARRON, vol.2, p.98).

Com uma linguagem mais voltada aos aspectos conceituais e à realidade em relação aos livros mais tradicionais, o livro de Beatriz apresenta a Termodinâmica de forma mais integrada a outras áreas do conhecimento na seção “Aplicações da Física”, trazendo relações com conceitos básicos e a Ondulatória:

A função da placa de vidro mencionada a seguir é criar o efeito estufa, que aumenta consideravelmente a eficiência do coletor solar. Isso acontece porque o vidro apresenta a propriedade de deixar passar a luz visível proveniente do Sol e bloquear boa parte da radiação infravermelha emitida

pelo próprio coletor, por estar aquecido. Você já deve ter percebido esse efeito ao notar como fica quente um carro exposto ao sol por algum tempo, com os vidros fechados. O mesmo ocorre no coletor, uma vez que a luz solar atravessa o vidro e aquece a superfície negra, que passa irradiar essa energia na faixa do infravermelho. Como essa radiação não escapa, sua energia contribui pra aquecer ainda mais a superfície metálica negra do coletor e a água em seu interior. Além disso, o vidro também diminui consideravelmente as perdas de energia por convecção do coletor. (BEATRIZ, vol.2, p.77).

Com relação à integração a outras áreas do conhecimento, pode-se constatar, nesse livro, que houve uma aproximação da Termodinâmica com o corpo humano, na seção “Integrando”, conforme se observa abaixo:

No estudo da Termodinâmica, vimos que a primeira lei relaciona a variação de energia interna ΔU com a troca de calor Q e com trabalho T, por meio da expressão:

ΔU = Q – T

Aplicamos esta lei para sistemas gasosos, mas será que poderíamos aplicá- las aos processos energéticos do corpo humano. Como dissemos, essa lei tem origem no princípio de conservação de energia. Esse princípio, por sua vez, tem validade universal, portanto inclui, sim, as trocas energéticas de nosso corpo. Nesse caso, precisamos associar a cada um dos três termos da lei um tipo diferente de energia envolvida em nossas funções biológicas. (BEATRIZ, p.102).

O livro de Beatriz apresenta um maior número de situações que envolvem as integrações com outras áreas da Física e com outras áreas do conhecimento que os demais livros, embora fique nítido que isso ocorre com maior frequência em seções específicas e separadas do corpo do texto.

Nessa categoria, a diferença entre os livros do Ensino Superior e do Ensino Médio ficou bastante nítida, pois, enquanto os livros do Ensino Médio se mostram mais contextualizados e integrados a outras áreas da Física e outras áreas do conhecimento, os livros do ensino Superior trabalham numa perspectiva de maior aprofundamento dos conceitos e conteúdos com poucas menções a situações que envolvam outras áreas da Física e outras disciplinas. Nesse sentido, os livros do Ensino Médio apresentam um maior número de elementos que envolvem a integração com outras do conhecimento e com outras áreas da Física.

Conforme Lück (1994), a conexão e a comunicação entre as disciplinas favorecem o trabalho interdisciplinar, fazendo com que o ensino se torne mais próximo da realidade do aluno, em prol de um ensino mais motivador e mais instigante por meio de um olhar mais interdisciplinar, em que os conteúdos se tornam menos fragmentados e fracionados. Os livros do Ensino Médio, embora manifestem algumas

situações voltadas à integração dos conteúdos da Termodinâmica com outras áreas da Física e a outras áreas do conhecimento, não estabelecem de forma contínua essas conexões durante a apresentação dos conteúdos, sendo detectadas apenas situações pontuais de uma perspectiva interdisciplinar ou quase transdisciplinar.