Daniel Rodrigues Ventura e Edson Lu?s Nunes
Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
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Educa??o de Jovens e Adultos - 2? ciclo | Ci?ncias Naturais | Vis?es de mundo |
Ensino M?dio | F?sica | Calor, ambiente e usos de energia |
Temperatura, calor, press?o.
Sugerimos que o professor inicie a aula fazendo algumas exposi??es demonstrativas simples, mas que fornece uma informa??o adequada ao conte?do que se pretende repassar aos alunos.
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Atividade I
Material:
Procedimento:
Repita os procedimentos 5 e 6 v?rias vezes em diversos pontos da sala para que todos os alunos possam acompanhar e observar, sempre pedindo para notarem o que acontece com o bal?o no interior da seringa.
O professor dever? explicar aos alunos que o comportamento do bal?o corresponde ao comportamento do g?s em seu interior; o uso do bal?o ? para se tornar mais perceptivo aquilo que ocorre com o g?s no interior da seringa, e que praticamente n?o houve varia??o temperatura no interior do bal?o.
Em seguida, pergunte para que respondam oralmente:
O que acontece com o volume do bal?o quando for?amos o ?mbolo comprimindo o ar dentro da seringa?
E quando puxamos o ?mbolo para fora, diminuindo a press?o no interior da seringa?
Ent?o, que rela??o deve existir entre a press?o e o volume de um g?s?
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Atividade II
Depois fa?a a seguinte exposi??o:
Material:
Procedimento:
Fa?a esse procedimento na mesa da sala de aulas ou em uma posi??o que todos possam observar. Se necess?rio repita o procedimento algumas vezes para grupos menores, ? importante que todos estejam atentos e observem o que est? acontecendo.
Pergunte novamente para a turma responder oralmente.
Ao aquecer o ar dentro da garrafa o que aconteceu com seu volume?
A press?o externa aumentou ou diminuiu?
Ent?o, sobre press?o constante como o volume de um g?s se relaciona com sua temperatura?
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Fa?a tamb?m a demonstra??o da pr?tica experimental esquematizada na Figura 03.
Material:
Procedimento:
Argumente com os alunos que o volume do g?s confinado na garrafa, praticamente n?o sofre altera??o; a varia??o do volume na mangueira ? desprez?vel, pois, ela dever? ser muito fina.
Depois pergunte sobre esta apresenta??o:
Como era a press?o do ar dentro da garrafa antes de aquecer a garrafa?
E depois que a garrafa foi aquecida?
Que rela??o dever? existir entre a press?o e a temperatura com volume constante?
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Atividade III
Depois o professor poder? exibir aos alunos o seguinte filme dispon?vel na internet com o seguinte t?tulo e endere?o:
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G?s ideal Equa??o de Clapeyron
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http://www.youtube.com/watch?v=08-GKwQNpAc
Acesso em 05/09/2011.
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Depois de comentar o filme, refor?ar com os alunos a equa??o de Clapeyron e o que ? um g?s ideal.
Equa??o de Clapeyron: PV = nRT, em que: P ? a press?o exercida obre o g?s; V ? o volume ocupado pelo g?s; T ? a temperatura Kelvin que se encontra o g?s; n ? o n?mero de moles do g?s e R ? a constante universal dos gases.
G?s ideal:
? um g?s hipot?tico, um modelo f?sico-matem?tico criado para explicar o comportamento macrosc?pico de um g?s. Este modelo prev? que num g?s ideal:
Para certos valores de press?o e temperatura, press?o mais baixa e temperaturas mais altas, as leis dos gases ideais se aplicam ? maioria dos gases reais com grande aproxima??o, principalmente para os monoat?micos.
A partir da? pe?a aos alunos que atrav?s da equa??o de Clapeyron, mostre as rela??es das seguintes transforma??es de certa massa de um g?s ideal:
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Atividade IV
Se houver tempo dispon?vel da aula, o professor poder? elaborar alguns exerc?cios para os alunos individualmente ou em grupos aplicarem o conte?do trabalhado.
Exemplos:
1. Um bal?o de 200 litros cont?m g?s h?lio, ? temperatura de 27?C e press?o de 2,0.105 Pa. Determine o n?mero de moles contidos no bal?o considerando o comportamento do h?lio como um g?s ideal e massa at?mica de 4 u.a., a constante universal dos gases ? R = 8,31 J/mol.k.
2. Um motorista calibra os pneus de seu carro com press?o de 30 lib/(pol)2 de manh?, quando a temperatura era de 7oC. Ap?s rodar no asfalto por algum tempo, a temperatura dos pneus atingira uma temperatura de 27oC. Desconsiderando a dilata??o dos pneus, qual dever? ser a press?o no interior dos mesmos?
1. Aplicando a equa??o de Clapeyron:
? PV = nRT; 200 litros = 200.10-3 m3 = 0,200 m3 e 20oC = 300K
? 2.105.0,200 = n.8,31.300 (Unidades no SI)
? n = 16
2. Transforma??o isom?trica:
? P1/T1 = P2/T2
? P1.T2 = P2.T1
? 30.300 = P2.280
? P2 = 32,14 libras/(pol)2
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Para refor?ar o conte?do, ao final da aula ou em outro hor?rio de suas aulas, o professor poder? fazer uma revis?o utilizando uma anima??o sobre propriedades dos gases, acessando o link, a seguir, e apresentando essa anima??o para a turma. Mostre a eles como as op??es de P, V, T (Press?o, volume e temperatura) e o n?mero de part?culas, bem como a quantidade de calor, Q, podem ser controlados na simula??o. Fixe o valor de algumas grandezas, mantendo duas variando para mostrar como essas relacionam entre si, isoladamente.
Havendo recurso dispon?vel, distribua a turma em duplas e orientem para que possam utilizar essa anima??o.
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Nome | Tipo |
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Propriedades dos gases | Anima??o/simula??o |
Sugerimos que o professor acesse os seguintes endere?os abaixo:
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Propriedades dos gases
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http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=10386
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http://www.if.ufrgs.br/public/tapf/v19n5_Michelena_Mors.pdf
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Para complementar o assunto, oriente os alunos para fazerem uma pesquisa, individualmente ou em grupos, sobre a lei de Dalton, referente ? mistura de gases ideais. Pe?a tamb?m para descrever a lei de Avogadro. Depois, durante certo momento em outra aula de F?sica, entregar e discutir o trabalho de pesquisa realizado.