Título da Aula: Explorando Equilíbrios Termodinâmicos e Máquinas Térmicas

Propósito da Aula: Esta aula visa desenvolver o entendimento dos alunos sobre o equilíbrio termodinâmico, a conversão de calor em trabalho mecânico, e o funcionamento de máquinas térmicas. Por meio de atividades práticas e discussões, os alunos compreenderão como esses conceitos se relacionam com a vida cotidiana e a história da tecnologia.

Ano: 7º Ano do Ensino Fundamental

Objetivos de Conhecimento:

• Compreender o conceito de equilíbrio termodinâmico e sua importância para a vida na Terra.
• Investigar diferentes formas de propagação do calor e seus efeitos na transferência de energia.
• Analisar a conversão de calor em trabalho mecânico em máquinas térmicas.
• Conhecer a história dos combustíveis e das máquinas térmicas e sua evolução ao longo do tempo.

Habilidades da BNCC: EF07CI04 - "Avaliar como o equilíbrio dinâmico influi na manutenção da vida, na conversão de calor em trabalho mecânico e na investigação do funcionamento de máquinas térmicas."

Sobre esta Aula: A aula será composta por 3 etapas e tem duração prevista de 2 horas.

Materiais Necessários:

• Materiais para Experimento de Convecção (como um recipiente transparente com água, uma fonte de calor e corante alimentício);
• Materiais para Experimento de Radiação (como uma lanterna, um termômetro e vários objetos);
• Imagens e vídeos de diferentes tipos de máquinas térmicas;
• Linha do tempo ou apresentação sobre a história dos combustíveis e das máquinas térmicas;
• Folhas de papel e canetas ou lápis para anotações e exercícios.

Sequência de Atividades:

1. Introdução e Revisão (15 minutos):

• Inicie a aula com uma discussão sobre o que os alunos já sabem sobre calor e temperatura.
• Revise conceitos básicos como condução, convecção e radiação.
• Apresente o título da aula e os objetivos de aprendizagem.

2. Máquinas Térmicas e Equilíbrio Termodinâmico (45 minutos):

• Faça um experimento prático de convecção para ilustrar a transferência de calor.
• Apresente o conceito de equilíbrio termodinâmico e sua relação com a manutenção da vida.
• Mostre imagens e vídeos de diferentes tipos de máquinas térmicas, discutindo sua função e importância.

3. Conversão de Calor em Trabalho Mecânico e História da Tecnologia (60 minutos):

• Conduza um experimento de radiação para demonstrar a transferência de calor por ondas eletromagnéticas.
• Apresente a história dos combustíveis e das máquinas térmicas, usando uma linha do tempo ou apresentação.
• Discuta a evolução da tecnologia e sua relação com a conversão de calor em trabalho mecânico.

4. Atividade de Fixação e Conclusão (20 minutos):

• Distribua folhas de papel para os alunos e peça que escrevam um parágrafo explicando a relação entre equilíbrio termodinâmico e máquinas térmicas.
• Reúna a turma para uma breve discussão sobre as principais conclusões da aula.
• Encerre a aula com uma reflexão sobre a importância do estudo da termodinâmica para a compreensão do mundo ao nosso redor.

Avaliação: Avalie a compreensão dos alunos por meio da participação nas atividades práticas, da escrita do parágrafo sobre equilíbrio termodinâmico e da participação nas discussões. Forneça feedback construtivo para ajudar os alunos a melhorar sua compreensão dos conceitos abordados.