2 RECOMENDAÇÕES PARA O ENSINO DO TEMA EVAPORAÇÃO

Nesta seção, sugerem-se algumas recomendações, com suas justificativas, sobre o ensino do tema evaporação para os professores de Física que se propuserem a trabalhar com o tema. Essas recomendações estão baseadas nos dados obtidos a partir da pesquisa de Mestrado, que teve esse Guia como produto.

2.1 TRATAR AS MUDANÇAS DE ESTADO COMO PROCESSOS REVERSÍVEIS

Recomenda-se que o professor trate as mudanças de estado como fenômenos reversíveis, não como fenômenos isolados. Por exemplo, quando for ensinar evaporação, aborde concomitantemente a condensação, como processo inverso ao primeiro, pois foi observado que os alunos quando questionados sobre de que são feitas as gotículas formadas numa garrafa fechada contendo álcool, sugerem que são condensadas outras substâncias, e não, o álcool, como se pode observar a seguir:

“Gotículas de ar” “Oxigênio líquido”

O professor deve chamar a atenção dos alunos, para que as mudanças de estado são fenômenos físicos, e não químicos. Portanto, não ocorre reação química com outras substâncias, fato observado nas respostas do alunos quando foram questionados sobre para onde foram os líquidos que estavam em um recipiente aberto, como podemos observar a seguir:

“Evaporaram para o ambiente, devido reações que sofreram com influência de outras substâncias presente na atmosfera”.

30 Entende-se que esse aluno acredita que os líquidos reagiram com outras substâncias para evaporar, portanto, a evaporação para ele é um processo químico, e não, físico.

2.2 DIFERENCIAR AS TRÊS FORMAS DE VAPORIZAÇÃO

O professor deve diferenciar as três formas de vaporização que existem – evaporação, ebulição e calefação – expondo as características de cada uma para que os alunos não tratem como sinônimos. Fato observado na pesquisa, quando se perguntou aos alunos se a temperatura da água ou do hexano, que permanece nas provetas, se modificava após a evaporação. As justificativas foram que durante a mudança de estado a temperatura não muda, como pode ser observado:

“Não, pois todo o calor está sendo usado por causa da mudança de estado e não temperatura”.

Observa-se na resposta desse aluno a associação da evaporação com a ebulição, não está claro para o aluno que se trata de fenômenos diferentes.

O mesmo equívoco foi observado quando foi solicitado que os alunos desenhassem e justificassem o nível de água em três copos, que foram deixados abertos com a mesma quantidade de água, porém a temperaturas diferentes (0 ºC, 30 ºC e 70 ºC), como se pode observar na resposta do aluno abaixo:

“Os três copos terão a mesma quantidade de água. Embora haja mudança na temperatura e parte da água evapore dos copos, essa

diferença será praticamente imperceptível, pois a temperatura não chegará a 100ºC”.

Esse aluno não considera a influência da temperatura na velocidade de evaporação, sugerindo que essa evaporação só seria perceptível à temperatura de 100ºC, que é o ponto de ebulição da água.

31 Da mesma forma quando questionados se o álcool evapora à temperatura ambiente, obtemos respostas do tipo.

“Sim, e muito rápido, pois possui ponto de ebulição bem abaixo da temperatura ambiente”.

O que não é verdade, o ponto de ebulição do álcool é menor que o da água, mas não é abaixo da temperatura ambiente. A justificativa sugere que para haver evaporação, a temperatura deve ser igual ou superior a do ponto de ebulição, mostrando que não é clara a diferença entre as formas de vaporização.

Observou-se também que quando questionados se a evaporação ocorre apenas na superfície do álcool, ou em todas as suas partes, os alunos disseram que a evaporação ocorre em todas as partes do álcool, porque associam à ebulição, como pode ser verificado em algumas respostas abaixo:

“Em todas suas partes, pois o aumento da temperatura fará com que as moléculas do álcool esquentem em geral.”

“Em todas as suas partes, porque é uma substância pura.” “Penso que em todas as suas partes, uma vez que todas as moléculas

estão recebendo o aumento de temperatura (calor).”

Fica claro que para o primeiro, todas as moléculas estão com a mesma temperatura, ou seja, com a mesma velocidade, com a mesma energia cinética, portanto, não faz relação com a distribuição de Maxwell-Boltzmann. Já para o segundo, provavelmente, justifica pelo fato do álcool ser uma substância pura, porque ele aprendeu que para uma substância pura a temperatura de ebulição é constante. Na resposta do terceiro, percebe-se que esse aluno além de associar a evaporação à ebulição, ele ainda trata calor e temperatura como sinônimos.

Por estas razões recomenda-se que as três formas de vaporização sejam diferenciadas. Lembrando ainda, que a calefação é pouco explorada pelos livros didáticos e pelos professores.

32 2.3 UTILIZAR DIFERENTES LÍQUIDOS SIMILARES À ÁGUA NA APARÊNCIA

Costu e Ayas (2005), afirmam que a visão dos alunos sobre a evaporação é limitada a água. Os autores afirmam, ainda, que isso ocorre devido aos professores e os livros didáticos utilizarem apenas a água como exemplo no ensino da evaporação.

Fato também observado na pesquisa quando os alunos foram questionados sobre de que são feitas as gotículas formadas em duas garrafas fechadas, uma contendo álcool e a outra contendo água. Os alunos responderam que em ambas as garrafas as gotículas eram de água.

Quando foram questionados se o álcool evapora a 0 °C, algumas alunos responderam que não evapora. No entanto, as justificativas estão relacionadas as propriedades físicas da água. Como pode ser verificado nas respostas a seguir:

“Não. Abaixo de zero ele estar em sua forma sólida.”

Percebe-se que o aluno associou essa temperatura (0ºC) com o ponto de fusão da água, e por isso nessa temperatura o álcool estaria no estado sólido.

Portanto, recomenda-se que sejam utilizados, como exemplo, na sala de aula ou nas atividades, outros líquidos similares à água na aparência, para que os alunos não achem que a evaporação é limitada a água.

2.4 REVISAR OS TIPOS DE LIGAÇÕES INTERMOLECULARES

A mudança de estado ocorre quando há alterações nas ligações entre as moléculas, alteram-se as ligações intermoleculares, portanto a molécula permanece intacta. No entanto, os alunos acham que as ligações rompidas são as ligações entre os átomos que formam as moléculas. Como pode ser observado através das respostas dadas pelos alunos quando foram questionados se é o hexano ou a água que evapora mais rapidamente.

33 “Pode ser que ele seja mais propício a evaporação (que as moléculas

desintegrem mais fácil do que as da água)”.

O aluno acredita que na evaporação as ligações das moléculas quebram e não as ligações entre as moléculas, concepção já observada por Costu e Ayas (2005).

Outro fator importante, porém pouco abordado pelos professores de Física é a questão da força das ligações intermoleculares. Quando foram perguntados sobre quais moléculas são maiores, as do hexano ou as da água, observa-se respostas do tipo:

“São as da água porque é menos volátil”.

Provavelmente esse aluno está associando a volatilidade apenas à massa da molécula, mas segundo Peruzzo e Canto (2000), só se pode fazer esse tipo de associação quando trata-se de duas substâncias com o mesmo tipo de interação intermolecular.

Quando foi solicitado que os alunos explicassem a evaporação do álcool utilizando a natureza corpuscular da matéria, se pretendia saber se os alunos associavam a evaporação ao rompimento de ligações intermoleculares, ou se tinham a concepção de que o que ocorria era a quebra da própria molécula do álcool, algumas alunos deram a entender que o que ocorre é o rompimento das ligações entre as moléculas, como podemos verificar:

“Por haver ligações fáceis de serem quebradas, dessa maneira as moléculas ficam mais separadas e consequentemente evaporam”. “A temperatura ambiente as ligações de suas moléculas são fracas que a

da água. O que permite que elas escapem do líquido”.

Por essas razões, recomenda-se que o professor faça uma revisão dos tipos de ligações intermoleculares, ressaltando o estudo das forças de ligação entre as moléculas.

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