Calor e Temperatura: Explorando o Equilíbrio Termodinâmico

Título da aula: "Calor e Temperatura: Explorando o Equilíbrio Termodinâmico"

Propósito da aula: Esta aula visa introduzir os alunos do 7º ano do Ensino Fundamental aos conceitos de calor, temperatura, transferência de calor e equilíbrio termodinâmico.

Ano: 7º ano do Ensino Fundamental

Objetivos de conhecimento:

  • Compreender os conceitos de calor e temperatura.
  • Distinguir entre diferentes modos de transferência de calor.
  • Reconhecer e classificar modos de transferência de calor entre objetos.
  • Entender o conceito de equilíbrio termodinâmico.
  • Aplicar os conceitos abordados para compreender fenômenos do cotidiano.

Habilidades da BNCC: EF07CI02 - "Diferenciar os modos de transferência de calor entre objetos, identificando a existência do fluxo térmico, quando houver, reconhecendo a existência do equilíbrio, quando for o caso, além de identificar a temperatura em diferentes tempos."

Sobre esta aula:

A aula está planejada para ser realizada em duas sessões de 45 minutos cada. Na primeira sessão, os alunos serão introduzidos aos conceitos básicos de calor e temperatura, bem como aos diferentes modos de transferência de calor. Na segunda sessão, eles aprenderão sobre o equilíbrio termodinâmico e sua importância para a vida na Terra.

Materiais necessários:

  • Quadro branco ou projetor.
  • Marcadores ou canetas.
  • Folhas de papel para anotações.
  • Objetos de diferentes materiais (metal, madeira, plástico, tecido, etc.).
  • Fonte de calor (por exemplo, uma vela ou lâmpada).
  • Termômetros.
  • Á água quente e fria.

Sequência de atividades:

Sessão 1:

  1. Introdução (10 minutos):

    • Inicie a aula com uma discussão sobre o que os alunos sabem sobre calor e temperatura.
    • Apresente os termos "calor" e "temperatura" e explique a diferença entre eles.
  2. Modos de transferência de calor (20 minutos):

    • Explique os três modos de transferência de calor: condução, convecção e radiação.
    • Realize experimentos simples para demonstrar cada modo de transferência de calor.
    • Peça aos alunos que registrem suas observações em folhas de papel.
  3. Temperatura e equilíbrio térmico (15 minutos):

    • Explique o conceito de equilíbrio térmico.
    • Realize um experimento simples para demonstrar o equilíbrio térmico.
    • Peça aos alunos que registrem suas observações em folhas de papel.

Sessão 2:

  1. Equilíbrio termodinâmico (20 minutos):

    • Introduza o conceito de equilíbrio termodinâmico.
    • Explique como o equilíbrio termodinâmico é importante para a vida na Terra.
    • Realize um experimento simples para demonstrar o equilíbrio termodinâmico.
    • Peça aos alunos que registrem suas observações em folhas de papel.
  2. Aplicação prática (15 minutos):

    • Peça aos alunos que apliquem os conceitos aprendidos na aula para explicar fenômenos do cotidiano, como o aquecimento de uma panela no fogão ou o resfriamento de um sorvete.
    • Promova uma discussão sobre como esses fenômenos podem ser explicados pelos modos de transferência de calor e pelo equilíbrio termodinâmico.
  3. Conclusão (10 minutos):

    • Revise os principais conceitos abordados na aula.
    • Promova uma discussão sobre a importância desses conceitos para a compreensão do mundo ao nosso redor.

Avaliação: A avaliação será baseada nas observações feitas pelos alunos durante os experimentos, na participação na discussão e na capacidade de aplicar os conceitos aprendidos para explicar fenômenos do cotidiano.

Questões

Clique no card para ver detalhes da questão

Em qual das seguintes situações ocorre transferência de calor por convecção?

Resposta: o aquecimento do ar em um forno.

Em qual dos seguintes cenários ocorre a transferência de calor por convecção?

Resposta: Um radiador aquecendo uma sala

Em qual dos seguintes exemplos há transferência de calor por condução?

Resposta: Um pedaço de metal é colocado em contato com uma chama.

Qual dos seguintes objetos é o melhor isolante térmico, ou seja, impede melhor a passagem do calor?

Resposta: Cobertores de lã

Em relação à transferência de calor, quando dois objetos com temperaturas diferentes entram em contato, em que situação o calor não fluirá entre eles?

Resposta: quando os objetos são separados por um vácuo.

Qual das opções abaixo não é um modo de transferência de calor?

Resposta: Evaporação

Qual das seguintes ações NÃO é um modo de transferência de calor?

Resposta: Reflexão

Qual dos seguintes objetos NÃO é um bom condutor de calor?

Resposta: Madeira

Qual dos seguintes fenômenos cotidianos é um exemplo de equilíbrio termodinâmico?

Resposta: uma panela de água fervente que continua a liberar vapor.

Em quais dos fenômenos abaixo o calor é transferido por radiação?

Resposta: O calor do sol é sentido pela pele quando estamos ao ar livre.

Qual dos seguintes fenômenos não é um exemplo de transferência de calor por convecção?

Resposta: o derretimento do gelo em uma panela quente

Qual destes objetos transfere calor mais rapidamente por condução?

Resposta: Metal

Qual dos seguintes objetos é o melhor isolante térmico, ou seja, aquele que transfere menos calor?

Resposta: isopor

Qual das seguintes situações não representa equilíbrio térmico?

Resposta: um cubo de gelo em um copo com água fria.

Qual dos seguintes objetos é um melhor isolante térmico?

Resposta: Papelão

Qual dos seguintes exemplos representa melhor o modo de transferência de calor por convecção?

Resposta: calor sendo transferido através de uma panela de metal do fogão para a água dentro dela.

Qual das seguintes situações é um exemplo de transferência de calor por **convecção**?

Resposta: o calor transmitido do fogão para a água em uma panela colocada sobre ele.