• Identificar a relação de proporcionalidade entre a grandeza temperatura e a grandeza tempo;
• Construir gráficos da temperatura em função do tempo, utilizando em recurso educacional digital;

Duas horas aula de cinqüenta minutos cada.

• Ponto de ebulição e ponto de fusão;
• Diferença entre substâncias e materiais;

Professor, solicite auxílio ao professor de Matemática da sua escola para que ele trabalhe com os conhecimentos prévios abaixo:

• Proporcionalidade entre grandezas;
• Leitura e Construção de gráficos cartesianos.

Antes da aula o professor deverá preparar uma solução de água destilada e cloreto de sódio e em seguida congelá-la. O professor deverá também congelar um pouco de água destilada. A quantidade deverá ser em função da quantidade de grupos formados.

No laboratório de Química o professor deverá iniciar a aula com uma conversa informal sobre os estados físicos da matéria, para isso deverão ser lançadas para os alunos a perguntas abaixo:
1 – Quais são os estados físicos da matéria?
2 – O que faz com que o gelo (água no estado sólido) mude para a fase líquida?
Após a conversa, pegue um recipiente transparente e coloque gelo. Com o auxílio de um termômetro peça para que os alunos vejam a variação da temperatura durante o derretimento do gelo.
Esse procedimento inicial é para relacionar a temperatura com as transições de fases da matéria.

Roteiro experimental: Temperatura em função do tempo
Materiais:
•    Água destilada congelada;
•    Solução de água com sal (NaCl) congelada;
•    Lamparina;
•    Termômetro;
•    Um béquer;
•    Um suporte para o béquer;
•    Um suporte para o termômetro;
•    Um cronômetro.
Procedimentos:
Os alunos deverão montar os equipamentos de acordo com a figura a seguir:
 

Figura 1 -Montagem do experimento

Na primeira parte do experimento os alunos deverão colocar o gelo (água destilada) dentro do béquer, em seguida deverão colocar o termômetro e verificar a temperatura, essa temperatura será para o tempo zero. O cronômetro deverá ser disparado e a temperatura deverá ser anotada a cada minuto. Por fim, os dados deverão ser anotados em uma tabela conforme o exemplo a seguir:

Tabela 1 -Dados da água destilada

Após a evaporação da água (aproximadamente depois de 35 minutos), os alunos deverão repetir o procedimento anterior para a solução de água destilada com cloreto de sódio.
Depois da realização do experimento, peça para que os alunos levem as duas tabelas com os dados do experimento para o laboratório de informática.

No laboratório de informática peça para que cada grupo abra o programa abaixo:

Construtor de gráficos: http://www.lapeq.fe.usp.br/labdig/simulacoes/construtor.php

Obs.: o professor poderá utilizar qualquer programa que construa gráficos. Socialize esse programa com o professor de Matemática para que trabalhem de uma forma interdiciplinar.
Nesse programa os alunos deverão construir dois gráficos da temperatura em função do tempo, um para a água destilada e outro para a solução de cloreto de sódio. Antes disso, peça para que os alunos cliquem em cada um dos botões do construtor de gráfico para verificar o seu funcionamento.

Figura 2 -Tela inicial do recurso

Em seguida, peça para que os alunos coloquem o título no gráfico, e identifiquem os eixos. Depois os alunos deverão colocar os pontos no gráfico.
É provável que o gráfico da água destilada seja parecido com o gráfico abaixo:

Figura 3 -gráfico da temperatura VS tempo para a água destilada

Pergunte para os alunos se a água destilada é uma substância ou um material? Provavelmente os alunos responderão que é uma substância, pergunte o que significa, no gráfico, as duas regiões em que a temperatura permaneceu constante? Caso os alunos não respondam, explique que essas regiões são as temperaturas de fusão e ebulição. Em seguida peça para que os alunos olhem o gráfico da solução de cloreto de sódio.

Figura 4 -gráfico da temperatura VS tempo para a solução de cloreto de sódio

Pergunte aos alunos se nesse gráfico existem as duas regiões em que a temperatura permaneceu constante? Os alunos responderão que não. Então, pergunte se a solução de cloreto de sódio é uma sustância ou um material? Os alunos responderão que é um material. Informe que a solução de cloreto de sódio é um material homogêneo. Explique aos alunos que os materiais ao contrário das substâncias, não possuem uma temperatura de ebulição e uma temperatura de fusão. O que possuem é uma variação da temperatura de ebulição (∆TE) e temperatura de fusão (∆TF). Ou seja, para identificar uma substância e um material podemos utilizar as informações dos pontos de ebulição e fusão.
Obs.: as previsões das respostas dos alunos estão baseadas nos conhecimentos prévios dos alunos, mas é claro que surgindo dúvidas o professor poderá saná-las.

Os alunos deverão fazer um relatório contendo as informações do experimento no laboratório de química e as informações da elaboração dos gráficos no laboratório de informática. Além disso, o professor poderá solicitar que os alunos respondam as questões abaixo:
1 – De que forma podemos diferenciar substância de material utilizando a temperatura como informação?
2 – Qual dos gráficos abaixo é de um material? Justifique a sua resposta.

Figura 5 -Gráficos da temperatura Vs tempo

Em aula posterior o professor poderá solicitar aos alunos que utilizem os dados coletados no experimento para construir gráficos no papel milimetrado.

Sugestão de aula

Professor, utilize essa sugestão de aula para dar continuidade ao conteúdo

Propriedades físicas – Temperaturas de fusão e ebulição

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=1688

O professor poderá avaliar os alunos através do relatório sobre os experimentos e também através das respostas às questões propostas na parte de sistematização da aula. Além disso, veja com o professor de Matemática uma forma de avaliar os alunos em conjunto, pode ser um questionário ou um relatório que será pontuado nas duas disciplinas.