Título da Aula: A Evolução das Máquinas Térmicas e a Importância da Sustentabilidade Energética

Ano: 7º ano do Ensino Fundamental

Objetivos de Aprendizagem:

• Compreender os conceitos de máquinas térmicas e sua evolução ao longo da história.
• Identificar e comparar diferentes tipos de combustíveis, incluindo renováveis e não renováveis.
• Analisar o princípio de funcionamento das máquinas térmicas e sua relação com a transferência de calor.
• Refletir sobre a importância da sustentabilidade energética e o consumo consciente de combustíveis.

Habilidades da BNCC: EF07CI05 - Discutir as relações entre o uso de combustíveis, renováveis e não renováveis, o funcionamento das máquinas térmicas, a conversão de calor em trabalho e o aprimoramento ao longo do tempo, considerando as questões energéticas e o consumo de combustíveis sob o ponto de vista da sustentabilidade e da economia.

Materiais Necessários:

• Quadro branco ou tela de projeção
• Marcadores ou canetas
• Folhas de papel ou cadernos para anotações
• Exemplos ilustrativos de diferentes tipos de máquinas térmicas (imagens, vídeos ou modelos físicos)
• Amostras de diferentes tipos de combustíveis (se possível)
• Fonte de calor (por exemplo, vela, fogareiro ou lâmpada)
• Recipiente com água
• Termômetro

Sequência Didática:

1. Introdução (15 minutos):

• Inicie a aula com uma discussão sobre o uso de máquinas térmicas em nossa vida cotidiana. Peça aos alunos que mencionem exemplos de máquinas térmicas que eles conhecem (por exemplo, motores de carro, geradores elétricos, fogões, ar-condicionado, etc.).
• Introduza o conceito de máquina térmica como um dispositivo que converte calor em trabalho.

2. Evolução das Máquinas Térmicas (20 minutos):

• Apresente uma breve história da evolução das máquinas térmicas, desde os primeiros motores a vapor até as modernas turbinas a gás.
• Destaque o papel das máquinas térmicas na Revolução Industrial e no desenvolvimento tecnológico.
• Utilize imagens ou vídeos para ilustrar as diferentes gerações de máquinas térmicas.

2. Tipos de Combustíveis (15 minutos):

• Liste diferentes tipos de combustíveis utilizados em máquinas térmicas, incluindo combustíveis fósseis (como petróleo, gás natural e carvão) e combustíveis renováveis (como biomassa, energia solar e eólica).
• Discuta as vantagens e desvantagens de cada tipo de combustível, considerando fatores como disponibilidade, custo, impacto ambiental e sustentabilidade.

3. Funcionamento e Princípios (20 minutos):

• Explique o princípio de funcionamento básico de uma máquina térmica, utilizando um exemplo ilustrativo (por exemplo, uma locomotiva a vapor ou um motor de combustão interna).
• Destaque os componentes principais de uma máquina térmica, como a fonte de calor, o fluido de trabalho e o sistema de transferência de calor.
• Realize uma demonstração simples da transferência de calor usando uma fonte de calor, um recipiente com água e um termômetro.

4. Sustentabilidade Energética (20 minutos):

• Discuta a importância da sustentabilidade energética e o papel das máquinas térmicas na questão energética global.
• Apresente exemplos de tecnologias e práticas que promovem a sustentabilidade energética, como a utilização de fontes renováveis de energia e a melhoria da eficiência energética.
• Estimule os alunos a refletir sobre o consumo consciente de combustíveis e a importância de reduzir a dependência de combustíveis fósseis.

5. Conclusão e Atividade de Fixação (10 minutos):

• Revise os principais tópicos abordados na aula e enfatize a importância da compreensão dos conceitos relacionados a máquinas térmicas e sustentabilidade energética.
• Proponha uma atividade de fixação, como uma pesquisa sobre um tipo específico de máquina térmica ou um debate sobre as vantagens e desvantagens de diferentes fontes de energia.