Título da Aula: Protótipos Termossustentáveis: Explorando a Termodinâmica e a Tecnologia

Ano: Ensino Médio 1º, 2º e 3º anos

Objetivos da Aula:

• Compreender os conceitos termodinâmicos básicos e sua aplicação em sistemas térmicos;
• Analisar variáveis termodinâmicas e seu impacto no funcionamento de sistemas térmicos;
• Projetar e construir protótipos de sistemas térmicos sustentáveis usando tecnologias digitais;
• Desenvolver habilidades de resolução de problemas e pensamento crítico na área da termodinâmica.

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."

Materiais Necessários:

• Recursos digitais para pesquisa e desenvolvimento de protótipos (computadores, softwares de simulação, aplicativos de design);
• Materiais e ferramentas para construção de protótipos (placas de circuito impresso, fios, sensores, componentes eletrônicos, etc.);
• Sensores e equipamentos de medição para coletar dados (termômetros, multímetros, medidores de fluxo, etc.);
• Materiais de segurança (luvas, óculos de proteção, extintores de incêndio, etc.).

Sequência de Atividades:

1. Introdução (15 minutos)

• Iniciar a aula com uma discussão sobre a importância da termodinâmica e da sustentabilidade.
• Apresentar o conceito de sistemas térmicos e sua aplicação em diferentes áreas.

2. Exploração de Variáveis Termodinâmicas (30 minutos)

• Dividir a turma em grupos pequenos.
• Fornecer a cada grupo materiais e equipamentos para explorar variáveis termodinâmicas, como temperatura, pressão e volume.
• Orientar os grupos a conduzir experimentos simples para observar como essas variáveis afetam o comportamento de sistemas térmicos.

3. Projeto de Protótipos Termossustentáveis (60 minutos)

• Apresentar diferentes exemplos de protótipos de sistemas térmicos sustentáveis, como aquecedores solares, resfriadores termoelétricos e geradores termoelétricos.
• Orientar os grupos a escolher um projeto de protótipo que desejam desenvolver.
• Fornecer recursos digitais e materiais necessários para a construção dos protótipos.

4. Construção e Teste de Protótipos (60 minutos)

• Conceder tempo aos grupos para construir seus protótipos.
• Orientar os grupos a utilizar tecnologias digitais para auxiliar no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
• Orientar os grupos a testar seus protótipos e coletar dados.

5. Análise e Apresentação de Resultados (30 minutos)

• Orientar os grupos a analisar os resultados dos testes e avaliar a eficiência de seus protótipos.
• Pedir a cada grupo que apresente seu protótipo e resultados para a turma.

6. Conclusão e Reflexão (15 minutos)

• Proporcionar um espaço para discussão sobre os aprendizados da aula.
• Refletir sobre a importância da termodinâmica e da sustentabilidade em diferentes áreas.
• Incentivar os alunos a continuar explorando e desenvolvendo soluções inovadoras para sistemas térmicos sustentáveis.