SITUAçãO DE APRENDIzAGEM 7 – CONDUzINDO,

“CONVECTANDO”, IRRADIANDO: É O CAlOR EM TRÂNSITO!

Tempo previsto: 1 aula

Conteúdos e temas: Calor, temperatura e fontes. Processos que envolvem troca de calor.

Proprieda-des térmicas dos materiais.

Competências e habilidades: Identifi car fenômenos, fontes e sistemas que envolvem calor para a

es-colha de materiais apropriados a diferentes situações ou para explicar a participação do calor nos processos naturais ou tecnológicos. Identifi car os diferentes processos de trocas de calor (condução, convecção e irradiação) e diferenciar os seus respectivos modelos explicativos (calor como processo e calor como radiação térmica).

Estratégias: Variadas atividades experimentais para conduzir as discussões acerca dos diferentes

processos de transferência de calor.

Recursos: Atividade experimental, utilizando materiais de baixo custo para problematizar os

pro-cessos de transferência de calor.

Avaliação: Respostas das questões contidas no Roteiro 7. Por tratar-se de atividades experimentais,

deve-se também avaliar o grau de comprometimento do aluno nas discussões e no relato das observa-ções dos resultados dos experimentos.

Objetivo/contexto

Esta Situação de Aprendizagem apresenta os processos de condução, convecção e irra-diação, possibilitando aprofundar as formas de troca de calor. A irradiação permite tratar o calor como energia térmica que se propaga como radiação, antecipando o cenário para o próximo tema, que trata de aquecimento e clima.

Roteiro 7: Conduzindo,

“convectando”, irradiando.

é o calor em trânsito!

Nesta atividade, você poderá compreender

muito fáceis de serem feitos e que possibilitam entender inúmeros eventos que ocorrem no dia-a-dia.

Materiais:

Conduzindo

velas f

um pedaço de arame com aproximada-f

mente 30 cm alicate f

“Convectando”

suporte com cerca de 1,20 m f

Responda:

1 – Como você explica o que aconteceu? 2 – Relate acontecimentos ou fenômenos que

você observa em seu dia-a-dia que parecem estar relacionados com esta experiência.

Mãos à obra!

“Convectando”

Desenhe na folha uma espiral que utilize a maior parte do papel. Corte-a de modo a formar uma espécie de “cobra”.

Irradiando

vela f

Mãos à obra!

Conduzindo

Corte uma vela em pequenos pedaços. Acenda outra vela e use a parafi na derretida como uma “cola”, para fi xar estes pedacinhos no arame. Fixe-os em intervalos regulares ao longo de todo o arame.

Amarre uma linha no início da espiral e pendure-a cerca de 50 cm do chão, de forma que ela possa girar livremente.

Coloque uma vela acesa sob o seu “móbi-le”, mantendo uma distância segura para não queimá-lo. Observe o que acontece.

maior difi culdade esteja em organizar a sala de maneira que não tome o tempo de uma aula inteira. Caso ache prudente, realize-a você mesmo como uma atividade demonstrativa.

Na condução do experimento sobre a con-dução, saliente que a haste metálica se esquen-ta ainda que somente sua ponesquen-ta tenha conesquen-tato direto com a chama, indicando que o calor se propagou através do material que a constitui. Explique que as moléculas da parte em conta-to com a chama ganham uma energia cinética extra. Ao vibrarem mais, a energia potencial de interação com as moléculas vizinhas é alte-rada e essas interações se propagam por toda a haste, aumentando a temperatura das par-tes que não estavam em contato direto com a fonte de calor. Aproveite para resgatar fatos cotidianos e procure fazer com que os alunos participem, dando exemplos de onde ocorre a condução. Discuta a sensação ilusória que temos ao colocar, por exemplo, um pé no piso de ladrilho e outro no carpete. Peça para os alunos explicarem por que o ladrilho parece mais frio que o carpete. Inúmeras situações podem ser discutidas, como o uso do isopor para armazenar bebidas ou o plástico ou ma-deira para os cabos das panelas.

A convecção explica o funcionamento do “móbile”. Discuta como no aquecimento da água em uma panela ocorre o mesmo proces-so (além da condução e irradiação). O aluno deve compreender que as camadas de água situadas no fundo da panela aquecem mais rapidamente do que as camadas superiores, devido sua proximidade com a chama do fo-gão. Assim, as camadas mais quentes dilatam, tornando-se menos densas que as outras, ge-rando uma corrente de convecção, de forma que as camadas mais densas (mais frias) des-cem e as menos densas (mais quentes) sobem. Use exemplos cotidianos para fazer com que Responda:

1 – Relate o que ocorreu com o móbili.

Expli-que o ocorrido.

2 – Relate acontecimentos ou fenômenos que

você observa em seu dia-a-dia que parecem estar relacionados com esta experiência.

Mãos à obra!

Irradiando

Esta experiência é bastante simples! Acen-da uma vela e aproxime suas mãos, sem tocar na chama. Observe o que acontece.

Responda:

1 – Relate o que ocorreu.

2 – Relate acontecimentos ou fenômenos que

você observa em seu dia-a-dia que parecem estar relacionados com esta experiência.

dicionado ficar sempre na parte superior de uma sala.

Já a irradiação, fenômeno corriqueiro que facilmente é percebido quando se aproxima de uma fonte de calor, seja uma vela ou uma lâm-pada incandescente, é explicada por meio das ondas eletromagnéticas. Assim, neste momen-to do curso, não é possível tratá-la de modo aprofundado. A saída é apresentar a figura de um espectro eletromagnético e adiantar um pouco o que será visto em óptica e eletromag-netismo. Mas o objetivo principal é fazer com que os alunos percebam que o calor é uma for-ma de energia que se propaga e, neste caso, não precisa de nenhum meio material, cujo melhor exemplo é o aquecimento da Terra pelo Sol.

Estes conteúdos são importantes para que os processos de troca de calor sejam bem

com-preendidos. Por tratar-se de conteúdos tradi-cionalmente trabalhados no Ensino Médio, certamente estarão contemplados na maioria dos livros didáticos. Escolha aquele que mais lhe agrada e prepare sua aula.

Encaminhamento complementar

Na próxima aula (aula 10) faremos um ex-perimento onde se pode avaliar, de uma ma-neira simples, a quantidade de energia libera-da na combustão de alguns alimentos.

Para casa

Para enriquecer as discussões da próxima aula, na Aula 9 peça aos os alunos que tragam de casa rótulos de diferentes alimentos, a fim de se discutir em sala seu conteúdo energético e sua composição nutricional.