Introdução:
Esse plano de aula tem como objetivo colocar o aluno na posição de
pesquisador. Para isso a abordagem educacional utilizada será a unidade de
aprendizagem que tem como característica o aluno criar e organizar seu próprio
material de estudo a partir de pesquisas feitas por ele.
O tema tratado nessas aulas será
o ser humano como máquina térmica. Num primeiro momento (primeira aula) será
necessário fazer uma sondagem inicial do conhecimento prévio dos alunos. Questões
serão dadas aos alunos e em torno delas será iniciada uma discussão sobre
máquinas térmicas (definição e conceitos).
Na segunda aula os alunos já
terão uma pesquisa em mãos sobre fluxos de energia. E o professor fará a
ligação entre a pesquisa do fluxo de energia trazida pelos alunos e o fluxo de
energia no ser humano.
Na terceira aula será feita uma
discussão final sobre o ser humano como máquina térmica e como forma de
avaliação os alunos irão produzir um texto onde deverá está presente todos os
conceitos tratados.
Aula 1
Na aula 1, será feita
uma sondagem geral sobre o tema fluxo de energia e máquinas térmicas. Os alunos
serão divididos em grupos de três ou quatro pessoas e cada grupo discutirá as seguintes
perguntas:
1)
Na sua casa o que faz os aparelhos elétricos
funcionarem? E um carro? Existe algo em comum no funcionamento deles?
2)
Da onde vem a energia para os seres humanos
fazerem as tarefas básicas? E para onde essa energia vai?
3)
O que é uma máquina térmica? E sua função? Ela
está relacionada com o conceito de energia?
4)
Numa máquina térmica de onde vem a energia? E
para onde ela vai?
Cada grupo irá responder as questões em voz alta e o
professor guiará os alunos para as respostas certas, na questão um a possível
resposta dos alunos seria que a energia elétrica que faz os aparelhos
funcionarem e que no carro seria o combustível, o professor conduzia eles a
pensarem na questão de energia.
Na questão dois o objetivo do professor será relacionar que
o corpo humano funciona também na base de energia seguindo um raciocínio
semelhante aos aparelhos elétricos e o carro.
Na terceira e quarta
questão, os alunos vão pensar no conceito e no funcionamento de máquinas
térmicas e o professor vai direcionar essa discussão para que se tenha a ideia
de que máquina térmica transforma energia térmica proveniente do calor em
energia mecânica (trabalho) num ciclo.
Ainda na terceira questão citar exemplos de máquinas
térmicas e analisar o funcionamento delas, por exemplo:
Motor de um carro
O motor de
um carro é um sistema que executa uma transformação cíclica, isto é, a máquina
térmica que transforma a energia em ciclos. Como os estados inicial e final de
um ciclo são os mesmos, a energia interna nesse sistema é igual, e assim, a
variação de energia interna ao fim de um ciclo é nula.
Segundo a 1ª lei da termodinâmica, o trabalho
realizado por uma máquina térmica é igual à energia recebida sob a forma de
calor absorvida por ela.
Num
automóvel, a energia obtida sob a forma de calor na câmara de combustão devido
à explosão da mistura de ar e gasolina, causa a expansão dessa mistura gasosa.
Esta expansão empurra um pistão ou êmbolo, realizando trabalho sobre o
exterior. De seguida, os gases resultantes da combustão são expelidos para o
exterior, entrando novamente para a câmara uma mistura de ar e gasolina, e todo
o processo volta a repetir-se, ou seja, é um processo cíclico.
Na questão quatro o professor relaciona a máquina térmica
com o ser humano na questão da utilização da energia que entra e pra onde ela
vai.
Será pedido uma pesquisa sobre fluxo de energia para a
próxima aula.
Aula 2
Com os alunos com as pesquisas em mãos, inicia-se a aula
perguntando aos alunos o que eles entendem por fluxo de energia. Cada aluno, ou cada grupo, vai dizer o que
achou em sua pesquisa e o professor anotará as ideias principais na lousa. A
partir disso, o professor guiará a discussão para o fluxo de energia no ser
humano, a energia que entra no sistema, a que sai do sistema, no que essa energia é transformada.
Essa
discussão será baseada nos seguintes conceitos:
A
energia entra no sistema humano, através dos alimentos. Eles são queimados ou
oxidados dentro do corpo de maneira semelhante aos combustíveis fósseis durante
a sua queima. Quando queimados eles originam calor e a luz das chamas. Já no
corpo humano, o oxigênio do ar combina-se com as substancias que estão sendo
consumidas e liberam energia química. Diferentes tipos de alimento armazenam e
liberam diferentes tipos de energia.
A
energia química, produzida pelo organismo é transformada em energia térmica.
Essa, por sua vez, se transforma em calor, para manter o ser humano aquecido, e
se transforma em energia mecânica, para a execução de atividades diárias.
Aula 3
Para
finalizar, será feita uma comparação do ser humano como uma máquina térmica, já
que os conceitos de fluxo de energia no ser humano e máquinas térmicas já foram
discutidos.
A
seguir, um texto apara auxiliar o professor na comparação do ser humano como
máquina térmica.
Bibliografia
Energia
Autor: Jack Challoner
Editora: Globo
Autor: Jack Challoner
Editora: Globo
Faces
da Energia
Autores: Aníbal Figueiredo e Maurício Pietrocola
Editora: FTD
Autores: Aníbal Figueiredo e Maurício Pietrocola
Editora: FTD
Fundamentos
da Física – Vol. 2
Autores: Halliday , Renisck
Editora:
Autores: Halliday , Renisck
Editora:
Sites:
Data de acesso: 16/05/2013
Data de acesso: 16/05/2013
Data de acesso: 16/05/2013
Nomes: Gabriela Cavalcante e Gabriely Marquer
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