Título da Aula: Sistemas Térmicos Sustentáveis: Experimentando e Prevendo

Ano(s) do Ensino Médio: 1º ano, 2º ano e 3º ano

Disciplina: Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Objetivo Geral: Os alunos vão aplicar os conceitos de termodinâmica para analisar, prever e construir protótipos de sistemas térmicos sustentáveis.

Objetivos Específicos:

1. Entender os princípios básicos da termodinâmica e suas aplicações em sistemas térmicos.
2. Realizar cálculos termodinâmicos para estimar o desempenho de sistemas térmicos.
3. Avaliar a eficiência e a sustentabilidade de sistemas térmicos existentes.
4. Projetar e construir protótipos de sistemas térmicos sustentáveis, usando tecnologias digitais para auxiliar no processo.

Materiais Necessários:

• Computadores ou tablets com acesso à internet
• Software de simulação térmica (opcional)
• Materiais para construir protótipos (por exemplo, tubos de PVC, isopor, lâmpadas incandescentes, sensores de temperatura)
• Materiais de medição (por exemplo, termômetros, medidores de fluxo)

Procedimentos:

Introdução e Revisão (15 minutos)

1. Inicie a aula com uma discussão sobre os conceitos básicos da termodinâmica, como calor, temperatura, trabalho e energia.
2. Revise os princípios da transferência de calor (condução, convecção e radiação) e sua relação com a eficiência energética.

Exploração de Sistemas Térmicos Existentes (20 minutos)

1. Divida a turma em grupos e atribua a cada grupo um sistema térmico existente (por exemplo, um refrigerador, um aquecedor solar, uma turbina eólica).
2. Peça aos alunos que pesquisem sobre o sistema atribuído, incluindo seu funcionamento, eficiência e sustentabilidade.
3. Cada grupo deve apresentar suas descobertas para a turma.

Planejamento e Construção de Protótipos (45 minutos)

1. Divida a turma em grupos e desafie-os a projetar e construir um protótipo de um sistema térmico sustentável.
2. Incentive os alunos a usar tecnologias digitais para auxiliar no processo de construção, como softwares de simulação térmica ou impressoras 3D.
3. Forneça aos alunos os materiais necessários e permita que trabalhem em seus protótipos.

Teste e Avaliação dos Protótipos (45 minutos)

1. Quando os protótipos estiverem prontos, peça aos alunos que os testem e avaliem sua eficiência e sustentabilidade.
2. Cada grupo deve apresentar seu protótipo para a turma, explicando seu funcionamento e os resultados dos testes.
3. Discuta com os alunos os pontos fortes e fracos de cada protótipo e como eles poderiam ser melhorados.

Conclusão e Reflexão (15 minutos)

1. Encerre a aula com uma discussão sobre a importância dos sistemas térmicos sustentáveis no contexto atual de crise climática.
2. Peça aos alunos que reflitam sobre o que aprenderam durante a aula e como esse conhecimento pode ser aplicado em suas vidas e comunidades.

Avaliação:

A avaliação será baseada nos seguintes critérios:

• Participação nas discussões e atividades em grupo
• Qualidade do protótipo construído
• Apresentação oral do protótipo
• Reflexão sobre o aprendizado e a aplicação do conhecimento