Explorando o Mundo da Matéria e Energia: Calor, Equilíbrio e Máquinas Simples

Título da aula: "Explorando o Mundo da Matéria e Energia: Calor, Equilíbrio e Máquinas Simples"

Propósito da aula: Esta aula visa introduzir os alunos do 7º ano do Ensino Fundamental aos conceitos de transferência de calor, equilíbrio termodinâmico e máquinas simples, buscando criar uma compreensão abrangente da relação entre matéria e energia.

Ano: 7º ano do Ensino Fundamental

Objetivos de conhecimento:

  • Compreender os diferentes modos de transferência de calor e identificar exemplos cotidianos de cada um;
  • Definir equilíbrio termodinâmico e reconhecer sua importância para a vida na Terra;
  • Listar e descrever as principais máquinas simples, relacionando-as com o trabalho mecânico.

Habilidades da BNCC: EF07CI02 - "Diferenciar formas de propagação do 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: Esta aula será dividida em duas sessões de 50 minutos cada. Na primeira sessão, os alunos se concentrarão nos conceitos de transferência de calor e equilíbrio termodinâmico. Na segunda sessão, eles mergulharão no mundo das máquinas simples.

Materiais necessários:

  • Diversos objetos que podem transferir calor (por exemplo, uma panela, um pedaço de metal, uma garrafa térmica);
  • Água quente e fria;
  • Termômetros;
  • Uma balança;
  • Uma rampa;
  • Um carrinho de brinquedo;
  • Folhas de papel e canetas ou lápis para anotações.

Plano de Aula Detalhado:

  1. Introdução (10 minutos): Breve discussão sobre a importância da matéria e energia no nosso mundo. Apresentação dos objetivos da aula.

  2. Transferência de Calor (20 minutos): Demonstração de diferentes modos de transferência de calor (condução, convecção e radiação) usando os objetos selecionados. Os alunos devem observar e registrar suas observações.

  3. Equilíbrio Termodinâmico (15 minutos): Definição de equilíbrio termodinâmico e exemplos cotidianos. Discussão sobre a importância deste conceito para a vida na Terra.

  4. Máquinas Simples (25 minutos): Apresentação e descrição das principais máquinas simples (alavancas, roldanas, polias, planos inclinados, parafusos e cunhas). Os alunos devem identificar exemplos dessas máquinas no seu dia a dia.

  5. Demonstração (20 minutos): Demonstração prática do funcionamento de uma máquina simples (por exemplo, levantar um objeto pesado usando uma alavanca). Os alunos devem observar e tirar conclusões sobre o funcionamento da máquina.

  6. Construção de uma Máquina Simples (20 minutos): Em pequenos grupos, os alunos constroem uma máquina simples usando materiais simples (por exemplo, uma rampa e um carrinho de brinquedo). Eles devem testar sua máquina e avaliar sua eficiência.

  7. Conclusão (10 minutos): Revisão dos aprendizados da aula e reflexão sobre a importância da compreensão dos conceitos discutidos no dia a dia.

Questões

Clique no card para ver detalhes da questão

Em qual das seguintes situações o conceito de equilíbrio termodinâmico se aplica mais adequadamente?

Resposta: uma sala com temperatura constante.

Em qual das situações abaixo um plano inclinado (máquina simples) é utilizado para facilitar o trabalho?

Resposta: Empurrar um carrinho de compras em uma superfície plana.

Em qual situação a transferência de calor por convecção NÃO ocorre?

Resposta: Um pedaço de metal aquecido ao ser martelado

Em relação à transferência de calor, qual das opções abaixo não é uma forma de propagação do calor?

Resposta: difusão

Na demonstração prática da máquina simples, qual dos seguintes objetos foi usado para levantar o objeto pesado?

Resposta: Uma alavanca

Qual das alternativas abaixo é um exemplo de máquina simples?

Resposta: Uma alavanca

Qual das máquinas simples abaixo não está relacionada com o trabalho mecânico?

Resposta: Termômetro

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

Resposta: colocar uma panela com água no fogão

Qual das seguintes afirmações sobre a transferência de calor é verdadeira?

Resposta: todas as afirmações estão corretas.

Qual das seguintes afirmações sobre equilíbrio termodinâmico não é verdadeira?

Resposta: implica que o sistema está ganhando e perdendo calor na mesma taxa.

Qual das seguintes atividades envolve a transferência de calor por convecção?

Resposta: passar a ferro uma roupa

Qual das seguintes máquinas simples é usada para levantar cargas pesadas?

Resposta: plano inclinado

Qual das seguintes opções não é um exemplo de máquina simples?

Resposta: ímã

Qual das seguintes situações não envolve transferência de calor?

Resposta: Ler um livro.

Qual das seguintes situações não é um exemplo de transferência de calor por condução?

Resposta: sentir o calor do sol na pele

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

Resposta: o aquecimento de uma barra de metal em contato com uma chama.

Qual das seguintes situações não exemplifica equilíbrio termodinâmico?

Resposta: a temperatura de uma xícara de café quente diminui gradualmente.

Qual das seguintes situações não representa um exemplo de equilíbrio termodinâmico?

Resposta: Um carro em movimento a uma velocidade constante.

Qual objeto transfere calor principalmente por radiação?

Resposta: Parede de tijolos