Título da Aula: Energia Térmica e Sustentabilidade: Explorando os Sistemas Térmicos

Série/Ano: Ensino Médio (1º, 2º e 3º anos)

Disciplina: Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Habilidades da BNCC: EM13CNT102 - Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.

Objetivos da Aula:

• Compreender os fundamentos dos sistemas térmicos e sua relação com a sustentabilidade.
• Analisar os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre o funcionamento dos sistemas térmicos.
• Realizar previsões sobre o comportamento de sistemas térmicos em diferentes condições.
• Avaliar intervenções e construir protótipos de sistemas térmicos visando à sustentabilidade.
• Utilizar tecnologias digitais para auxiliar no cálculo de estimativas e no apoio à construção de protótipos.

Materiais Necessários:

• Computadores com acesso à internet
• Software ou aplicativos de simulação de sistemas térmicos
• Materiais diversos para construção de protótipos (ex.: papelão, canos, lâmpadas, sensores, etc.)

Procedimento:

1. Introdução (15 minutos)

• Inicie a aula com uma discussão sobre a importância da sustentabilidade e da eficiência energética.
• Apresente o conceito de sistemas térmicos e suas aplicações.

2. Exploração dos Fundamentos dos Sistemas Térmicos (30 minutos)

• Utilize um software ou aplicativo de simulação para demonstrar os princípios básicos dos sistemas térmicos, como transferência de calor, temperatura, pressão e volume.
• Discuta os diferentes tipos de sistemas térmicos (ex.: sistemas de aquecimento, sistemas de refrigeração, sistemas de geração de energia, etc.).

3. Análise dos Efeitos das Variáveis Termodinâmicas (20 minutos)

• Apresente as principais variáveis termodinâmicas (ex.: temperatura, pressão, volume, energia interna, entropia, etc.).
• Discuta os efeitos dessas variáveis sobre o funcionamento dos sistemas térmicos.

4. Previsões sobre o Comportamento dos Sistemas Térmicos (20 minutos)

• Utilize os conceitos aprendidos para realizar previsões sobre o comportamento de sistemas térmicos em diferentes condições.
• Incentive os alunos a utilizar essas previsões para projetar sistemas térmicos mais eficientes.

5. Avaliação de Intervenções e Construção de Protótipos (60 minutos)

• Divida a turma em grupos e atribua a cada grupo uma intervenção ou protótipo específico para avaliar ou construir.
• Os grupos devem utilizar os conhecimentos adquiridos durante a aula para realizar suas tarefas.
• Forneça os materiais necessários para a construção dos protótipos.

6. Apresentação dos Resultados (20 minutos)

• Cada grupo apresenta seus resultados para a turma.
• Discuta as intervenções e protótipos apresentados e avalie sua eficiência e sustentabilidade.

7. Conclusão (15 minutos)

• Revise os principais conceitos aprendidos durante a aula.
• Discuta a importância dos sistemas térmicos na busca pela sustentabilidade.
• Incentive os alunos a continuar explorando esse tema e a buscar soluções inovadoras para os desafios energéticos do mundo atual.