Título da Aula: "Explorando Sistemas Térmicos Sustentáveis: Experiências e Projetos"

Propósito da Aula: Promover o entendimento dos princípios termodinâmicos em sistemas térmicos e desenvolver habilidades para projetar e avaliar soluções sustentáveis, utilizando tecnologias digitais para cálculos e apoio à construção de protótipos.

Ano: Ensino Médio (1º, 2º e 3º anos)

Objetivos de Aprendizagem:

• Compreender os princípios termodinâmicos básicos e sua aplicação em sistemas térmicos.
• Analisar os efeitos das variáveis termodinâmicas (temperatura, pressão e volume) sobre o funcionamento de sistemas térmicos.
• Prever o comportamento de sistemas térmicos e avaliar a eficiência de intervenções para torná-los mais sustentáveis.
• Construir protótipos de sistemas térmicos sustentáveis, utilizando tecnologias digitais para cálculos e apoio à construção.

Matériais Necessários:

• Computadores com acesso à internet e software de simulação térmica (opcional)
• Materiais diversos para construção de protótipos (materiais recicláveis, componentes eletrônicos básicos, ferramentas simples)
• Quadro branco ou flip chart
• Marcadores ou canetas
• Folhas de papel ou cadernos para anotações

Procedimento:

1. Introdução (15 minutos):

   • Inicie a aula com uma discussão sobre a importância da sustentabilidade e a necessidade de desenvolver sistemas térmicos mais eficientes.
   • Apresente os objetivos da aula e explique a importância da compreensão dos princípios termodinâmicos para o desenvolvimento de soluções sustentáveis.

2. Exploração dos Princípios Termodinâmicos (30 minutos):

   • Organize a turma em pequenos grupos e distribua materiais de leitura sobre os princípios termodinâmicos básicos, como as Leis da Termodinâmica e os conceitos de calor, trabalho e energia.
   • Oriente os grupos a lerem os materiais e discutirem os conceitos entre si.
   • Após a discussão, promova uma atividade de perguntas e respostas para verificar a compreensão dos alunos.

3. Análise de Sistemas Térmicos (30 minutos):

   • Apresente alguns exemplos de sistemas térmicos comuns, como motores de combustão interna, sistemas de aquecimento e refrigeração, e usinas termelétricas.
   • Divida a turma em novos grupos e atribua a cada grupo um sistema térmico específico.
   • Oriente os grupos a pesquisarem sobre o sistema atribuído, identificando suas principais características, componentes e princípios de funcionamento.
   • Após a pesquisa, peça aos grupos que apresentem seus resultados para a classe.

4. Previsões e Avaliação de Intervenções (30 minutos):

   • Distribua aos grupos folhas de papel ou cadernos para anotações.
   • Peça aos grupos que, com base na compreensão dos princípios termodinâmicos e nas informações coletadas sobre o sistema térmico atribuído, realizem previsões sobre o comportamento do sistema em diferentes condições ou situações.
   • Em seguida, peça aos grupos que avaliem o impacto de possíveis intervenções no sistema, visando torná-lo mais sustentável.

5. Construção de Protótipos (45 minutos):

   • Forneça aos grupos os materiais necessários para a construção de protótipos dos sistemas térmicos estudados.
   • Oriente os grupos a utilizarem tecnologias digitais, como softwares de simulação térmica, para cálculos e apoio à construção dos protótipos.
   • Permita que os grupos trabalhem na construção dos protótipos e forneça suporte técnico e orientações conforme necessário.

6. Apresentação dos Protótipos e Discussão (30 minutos):

   • Depois que os protótipos estiverem concluídos, peça aos grupos que os apresentem para a classe.
   • Durante as apresentações, estimule os alunos a discutirem as soluções adotadas, os desafios enfrentados e os resultados obtidos.
   • Após as apresentações, promova uma discussão aberta sobre as vantagens e desvantagens das diferentes soluções propostas e os aspectos que poderiam ser aprimorados.

7. Conclusão e Reflexão (15 minutos):

   • Recapitule os principais conceitos aprendidos durante a aula e enfatize a importância da compreensão dos princípios termodinâmicos para o desenvolvimento de sistemas térmicos sustentáveis.
   • Conduza uma reflexão sobre a importância da sustentabilidade e o papel dos alunos como futuros profissionais na busca por soluções inovadoras e sustentáveis para os desafios ambientais.