Materiais e suas Propriedades: Explorando aplicações e soluções sustentáveis

Título da Aula: Materiais e suas Propriedades: Explorando aplicações e soluções sustentáveis

Propósito da Aula: Esta aula visa auxiliar os alunos a compreender as propriedades dos materiais e sua relação com as aplicações, permitindo-lhes avaliar a adequação do uso desses materiais em diversos contextos. Além disso, os alunos serão estimulados a propor soluções seguras e sustentáveis, considerando seu contexto local e cotidiano.

Ano: Ensino Médio (1º, 2º e 3º anos)

Objetivos de Conhecimento:

  • Entender as propriedades físicas e químicas dos materiais e sua relação com suas aplicações;
  • Desenvolver habilidades de análise e avaliação de materiais para diferentes usos;
  • Promover a consciência sobre questões ambientais e a importância da sustentabilidade;
  • Estimular o pensamento crítico e a criatividade na busca de soluções inovadoras.

Habilidades da BNCC: EM13CNT307 - "Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano."

Materiais Necessários:

  • Amostras de diferentes materiais (metais, plásticos, madeira, cerâmica, etc.);
  • Folhas de dados técnicos dos materiais;
  • Computadores e projetores para pesquisa e apresentação;
  • Equipamentos de segurança (luvas, óculos de proteção, etc.);
  • Materiais para experimentos simples (se aplicável);
  • Canetas e papéis para anotações.

Sequência de Atividades:

  1. Introdução (15 minutos):
  • Inicie a aula com uma discussão sobre a importância dos materiais em nosso cotidiano e sua relação com as aplicações tecnológicas.
  • Apresente brevemente os objetivos da aula e a habilidade da BNCC a ser trabalhada.
  1. Propriedades dos Materiais (30 minutos):
  • Divida os alunos em grupos e distribua amostras de diferentes materiais para cada grupo.
  • Peça que os alunos observem, toquem e manipulem os materiais, identificando suas propriedades físicas e químicas (cor, textura, densidade, dureza, condutividade elétrica, etc.).
  • Em seguida, forneça folhas de dados técnicos dos materiais, permitindo que os alunos comparem as propriedades de diferentes materiais.
  1. Aplicações dos Materiais (30 minutos):
  • Ainda em grupos, peça aos alunos que pesquisem exemplos de aplicações desses materiais em diferentes contextos (industriais, cotidianos, arquitetônicos ou tecnológicos).
  • Incentive os alunos a discutir as razões pelas quais esses materiais são adequados para essas aplicações específicas, considerando suas propriedades.
  1. Sustentabilidade e Soluções Inovadoras (30 minutos):
  • Inicie uma discussão sobre a importância da sustentabilidade e a necessidade de soluções seguras e sustentáveis na escolha de materiais.
  • Peça aos alunos que analisem o contexto local e cotidiano e identifiquem problemas ou desafios que poderiam ser resolvidos com o uso adequado de materiais.
  • Em seguida, peça que os alunos proponham soluções inovadoras que utilizem materiais de forma sustentável para resolver esses problemas.
  1. Apresentação e Discussão (20 minutos):
  • Peça a cada grupo que apresente suas soluções inovadoras para a turma.
  • Promova uma discussão sobre as vantagens e desvantagens de cada solução, considerando sua viabilidade, segurança e sustentabilidade.
  1. Conclusão e Reflexão (15 minutos):
  • Reflita com os alunos sobre a importância da compreensão das propriedades dos materiais e sua relação com as aplicações.
  • Reforce a necessidade de considerar a sustentabilidade na escolha de materiais e na busca por soluções inovadoras.

Avaliação:

A avaliação será baseada na participação efetiva nas atividades de grupo, na qualidade das análises e reflexões apresentadas pelos alunos e na criatividade das soluções inovadoras propostas.

Questões

Clique no card para ver detalhes da questão

Considerando as propriedades dos materiais, qual dos itens abaixo é o mais adequado para a produção de um recipiente que possa armazenar líquidos em temperaturas elevadas?

Resposta: Vidro

Dentre as opções abaixo, qual é um exemplo de aplicação de um material em que sua propriedade de condutividade elétrica é essencial?

Resposta: Cobre em fios elétricos

Em qual das seguintes situações a escolha do aço como material é inadequada devido às suas propriedades?

Resposta: confecção de roupas e tecidos que requerem maciez e flexibilidade.

Em uma solução inovadora para melhorar a qualidade da água local, um grupo de alunos propôs utilizar um material com as seguintes propriedades:

Resposta: Densidade: baixa

Nas propriedades dos materiais, o que se entende por "condutividade elétrica"?

Resposta: Propriedade de permitir a passagem de corrente elétrica.

Qual das opções é a não é uma solução inovadora e sustentável para o uso de materiais?

Resposta: queima de resíduos sólidos para gerar energia.

Qual das seguintes afirmações sobre as propriedades dos materiais é verdadeira?

Resposta: a dureza de um material refere-se à sua resistência a arranhões e abrasões.

Qual das seguintes aplicações do alumínio não é adequada devido às suas propriedades?

Resposta: componentes de motores de aeronaves

Qual das seguintes aplicações é mais adequada para um material com alta condutividade elétrica?

Resposta: isolamento de fios elétricos

Qual das seguintes aplicações é mais adequada para um material com alta dureza?

Resposta: superfícies de corte

Qual das seguintes aplicações é mais adequada para um material com alta resistência ao calor e corrosão?

Resposta: parafusos de máquinas

Qual das seguintes opções é uma aplicação adequada de polímeros condutores?

Resposta: criação de dispositivos eletrônicos flexíveis

Qual das seguintes opções representa uma aplicação inadequada do plástico devido às suas propriedades?

Resposta: próteses médicas para substituir partes do corpo

Qual das seguintes situações exemplifica melhor a adequação do uso de um material considerando suas propriedades?

Resposta: usar madeira como matéria-prima para a construção de barcos à vela.

Qual das seguintes situações não é um exemplo de aplicação adequada das propriedades dos materiais?

Resposta: uso de madeira em pisos devido à sua estética

Qual das seguintes soluções apresentada pelos alunos não considera a sustentabilidade?

Resposta: produzir roupas a partir de tecidos sintéticos duráveis.

Qual fator é primordial para avaliar a adequação do uso de um determinado material em uma aplicação específica?

Resposta: As propriedades do material;

Qual material, devido às suas propriedades, é mais adequado para a fabricação de fios elétricos?

Resposta: Alumínio

Qual propriedade dos materiais é mais importante considerar ao escolher um material para construir uma ponte?

Resposta: Resistência mecânica