A Batalha dos Metais

Desenvolvida por: Joaqui… (com assistência da tecnologia Profy)
Área do Conhecimento/Disciplinas: Ciências da Natureza
Temática: Termoquímica e Sustentabilidade

A atividade 'A Batalha dos Metais' propõe uma incursão prática ao mundo da termoquímica, através da qual os alunos do 1º ano do Ensino Médio terão a oportunidade de explorar conceitos fundamentais como calor específico, capacidade térmica e conservação de energia. Utilizando calorímetros isolados, os estudantes medirão e compararão o calor específico de diferentes metais, tais como cobre, alumínio e ferro, ao aquecê-los e posteriormente transferi-los para uma mesma quantidade de água. Mediante a observação das variações de temperatura na água, provocadas pela transferência de calor dos metais e utilizando termômetros digitais, os alunos serão levados a refletir sobre a importância da termoquímica no desenvolvimento de materiais para aplicações tecnológicas e sustentáveis. Discussões em classe visarão ampliar a compreensão sobre como a escolha de materiais impacta a eficiência energética e o meio ambiente, incentivando o pensamento crítico e a consciência ambiental.

Objetivos de Aprendizagem

A atividade 'A Batalha dos Metais' almeja desenvolver nos alunos a capacidade de compreender e aplicar os conceitos fundamentais de termoquímica, como calor específico, capacidade térmica, e a lei da conservação de energia, no contexto do desenvolvimento de materiais sustentáveis. Adicionalmente, pretende-se fomentar o interesse e a consciência sobre a importância de escolhas materiais conscientes para a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental, promovendo a reflexão crítica e o debate sobre as implicações dessas escolhas no mundo real.

  • Comparar o calor específico de diferentes metais através de experimentos práticos.
  • Utilizar termômetros digitais para observar variações de temperatura em sistemas termoquímicos.
  • Entender a importância da termoquímica no desenvolvimento de materiais sustentáveis.
  • Refletir sobre o impacto das escolhas materiais na eficiência energética e sustentabilidade.

Habilidades Específicas BNCC

  • EM13CNT101: Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Conteúdo Programático

A termoquímica ocupa um lugar de destaque no estudo das ciências da natureza, por se ocupar das relações entre o calor e o trabalho nas reações químicas. Nesta atividade, os alunos explorarão conceitos importantes como calor específico e capacidade térmica, compreendendo sua aplicabilidade no desenvolvimento de materiais com eficiência energética. A reflexão sobre a sustentabilidade e o uso consciente de recursos se encaixa perfeitamente nos objetivos da disciplina de ciências, alinhando teoria e prática para uma aprendizagem significativa.

  • Calor específico e capacidade térmica
  • Leis da termodinâmica e conservação de energia
  • Desenvolvimento de materiais sustentáveis
  • Impacto ambiental e eficiência energética

Metodologia

A 'Atividade Mão-na-massa' será utilizada como principal metodologia, promovendo uma aprendizagem ativa e participativa. Os alunos serão divididos em pequenos grupos para realizar os experimentos, que incluem o aquecimento dos metais, sua transferência para o calorímetro e a medição das variações de temperatura. Esta abordagem prática visa aprofundar o entendimento dos conceitos teóricos de termoquímica, consolidando o aprendizado através da experiência direta e da observação. Discussões em grupo após os experimentos incentivam a reflexão e a aplicação do conhecimento em contextos reais.

  • Realização de experimentos práticos em grupos
  • Uso de calorímetros e termômetros digitais
  • Observação e registro de variações de temperatura
  • Discussões em grupo para reflexão e debate

Aulas e Sequências Didáticas

A atividade será realizada em duas aulas de 60 minutos cada. Na primeira aula, os conceitos teóricos serão revisados e os experimentos planejados. A segunda aula será dedicada à execução dos experimentos, observações e discussões iniciais sobre os resultados. Esta estrutura permite um equilíbrio entre teoria e prática, essencial para a compreensão profunda dos conceitos estudados.

  • Aula 1: Revisão teórica e planejamento dos experimentos
  • Aula 2: Execução dos experimentos, observações e discussão dos resultados

Avaliação

A avaliação da atividade será baseada tanto na participação ativa e colaboração durante os experimentos quanto no entendimento e aplicação dos conceitos teóricos. Será solicitado aos alunos que preparem um relatório em grupo, detalhando o procedimento experimental, resultados, análises e reflexões sobre a importância da escolha dos materiais para a sustentabilidade e eficiência energética. A apresentação desses relatórios em sala, seguida de debate, servirá tanto para avaliação quanto para compartilhamento de aprendizados entre os grupos.

Materiais e ferramentas:

Para a realização da atividade 'A Batalha dos Metais', serão necessários recursos e materiais específicos que permitam a execução dos experimentos de forma segura e eficiente. Isso inclui o uso de calorímetros isolados, termômetros digitais, fontes de calor para o aquecimento dos metais e os próprios metais (cobre, alumínio e ferro). Além disso, serão utilizados recursos didáticos para revisão teórica e guias de experimento, facilitando a compreensão e o engajamento dos alunos na atividade.

  • Calorímetros isolados
  • Termômetros digitais
  • Fontes de calor (como lamparinas)
  • Metais: cobre, alumínio, ferro
  • Guias de experimento e material de apoio teórico

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