O Planeta Terra precisa de Equilíbrio: Uma Missão Termodinâmica

Desenvolvida por: Talita… (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: Ciências da Natureza

Temática: Equilíbrio Termodinâmico e Sustentabilidade

Nesta atividade interativa, os alunos do 7º ano do Ensino Fundamental embarcarão em uma missão crítica para compreender o delicado equilíbrio termodinâmico responsável pela manutenção da vida na Terra. Através da construção de um modelo simplificado do planeta, conhecido como 'mini Terra', os estudantes terão a oportunidade de simular as condições necessárias para a sustentabilidade da vida. Utilizando materiais que representam a atmosfera, superfície e núcleo do planeta, juntamente com lâmpadas e gelo seco para simular as fontes de calor e frio, os grupos terão o desafio de alcançar e manter uma temperatura 'habitável'. Esta atividade não apenas solidifica o entendimento dos alunos sobre conceitos fundamentais de termodinâmica mas também promove a consciência ambiental, destacando a importância do efeito estufa e da radiação solar na vida terrestre.

Objetivos de Aprendizagem

O objetivo desta atividade é proporcionar aos alunos uma compreensão prática e profunda sobre os princípios da termodinâmica e sua aplicação direta na manutenção da vida na Terra. Os alunos irão explorar conceitos de temperatura, calor e sensação térmica, além de entender como a propagação do calor influencia o uso de determinados materiais na vida cotidiana e na tecnologia. Essa experiência direta visa reforçar a compreensão da necessidade do equilíbrio termodinâmico para a sustentabilidade da vida, bem como promover a reflexão sobre o impacto humano no clima global.

Explorar os conceitos de temperatura, calor e sensação térmica.
Entender os mecanismos de propagação do calor e sua relevância para o uso de materiais isolantes e condutores.
Compreender o equilíbrio termodinâmico e sua importância para a vida na Terra.
Promover consciência sobre os efeitos do aquecimento global e as mudanças climáticas.
Desenvolver habilidades de trabalho em equipe e pensamento crítico.

Habilidades Específicas BNCC

EF07CI02: Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.
EF07CI03: Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.) e/ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento.
EF07CI04: Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático abordado nesta atividade interativa enfoca os fundamentos da termodinâmica, destacando os conceitos de calor, temperatura e transferência de calor. Além disso, discute-se a importância do equilíbrio termodinâmico para a sustentabilidade da vida na Terra, introduzindo a relevância de temas atuais como o efeito estufa e as mudanças climáticas. Esta abordagem prática visa enriquecer o aprendizado dos alunos, conectando conceitos teóricos a aplicações reais e relevantes.

Fundamentos da termodinâmica
Diferença entre calor e temperatura
Mecanismos de transferência de calor
Equilíbrio termodinâmico e vida na Terra
Impacto humano no clima e efeito estufa

Metodologia

Utilizando uma metodologia ativa de aprendizagem, esta atividade pedagógica prática coloca os alunos no centro do processo de aprendizado. Através da simulação da 'mini Terra', os alunos aplicarão conceitos teóricos de termodinâmica em um cenário prático, promovendo o engajamento ativo na experimentação e na resolução de problemas. A atividade incentiva a colaboração entre os alunos, o pensamento crítico e a aplicação direta do conhecimento em uma situação que simula desafios reais da sustentabilidade planetária.

Divisão em pequenos grupos para promover a interação e colaboração.
Utilização de materiais simbólicos para representar os componentes da Terra.
Experimentação ativa com fontes de calor e frio para alcançar o equilíbrio termodinâmico.
Discussão em grupo e reflexão sobre os resultados e suas implicações.

Aulas e Sequências Didáticas

A atividade está estruturada em duas aulas de 50 minutos, totalizando 2 horas de engajamento educacional. Na primeira aula, serão abordados os conceitos teóricos fundamentais para a compreensão da atividade prática. Na segunda aula, os alunos realizarão a simulação da 'mini Terra', aplicando os conhecimentos adquiridos e refletindo sobre os resultados obtidos.

Aula 1: Introdução aos conceitos termodinâmicos e preparação para a atividade prática.
Aula 2: Realização da simulação 'mini Terra' e discussão dos resultados.

Avaliação

A avaliação da atividade será baseada na observação contínua do desempenho dos alunos durante a realização da prática, incluindo o envolvimento no processo de construção da 'mini Terra', a aplicação de conhecimentos teóricos, a colaboração em equipe e a participação nas discussões. Além disso, cada grupo apresentará um breve relatório ou apresentação sobre seu processo de experimentação, os desafios enfrentados, as soluções encontradas e as implicações de seu aprendizado sobre a sustentabilidade na Terra. Este método de avaliação visa enfatizar a importância do processo de aprendizagem e do pensamento crítico sobre a obtenção de 'respostas certas'.

Materiais e ferramentas:

Para a realização desta atividade, diversos materiais e recursos serão necessários. Estes incluem representantes físicos para compor a 'mini Terra', como isopor (para representar a superfície), papel alumínio (atmosfera) e barro (núcleo), além de lâmpadas para simular o calor solar e gelo seco para o efeito de resfriamento. A utilização destes materiais permite uma experiência prática e interativa, fundamental para a assimilação dos conceitos discutidos.

Isopor, papel alumínio e barro para simulação da Terra
Lâmpadas (calor solar)
Gelo seco (efeito de resfriamento)
Kits de sobrevivência para cada grupo
Material de apoio didático para conceitos termodinâmicos

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