• Identificar as relações entre as três grandezas do estado gasoso: pressão, temperatura e volume através do programa “Ideal Gás in 3D”; • Caracterizar qualitativamente as transformações gasosas.

Uma aula 50 minutos.

• As Grandezas do Estado Gasoso: Pressão, Volume e Temperatura; • Conversão de Unidades; • Propriedades dos Gases; • Modelo Explicativo do Comportamento dos Gases; • Análise gráfica.

Conteúdos específicos:

• Transformações Isotérmicas;
• Transformações Isobáricas;
• Transformações Isocóricas.
   

Preparando a aula:

Em aula anterior os alunos deverão ser informados que a próxima aula será no laboratório de informática e que eles irão simular dados coletados em laboratório por meio de um programa. Para isso, o professor deverá questionar os alunos sobre o que acontece quando o volume de um gás é aquecido?

Introduzindo a aula: (5 min.)

Inicie a aula no laboratório de informática, apresentando o roteiro de exploração do programa aos alunos. Reforce o propósito de anotar as variações identificadas a partir da mudança de temperatura, pressão e volume.

Obs.:

1. clique aqui para baixar o programa;
2. Caso o número de computadores seja limitado divida a turma em grupos;
3. O roteiro de exploração do programa para o professor está dividido em duas partes: introdução e desenvolvimento, mas para o aluno é um documento único.

Desenvolvendo a aula: (25 min.)

Nesta parte do roteiro, o aluno deverá identificar e caracterizar as transformações gasosas, realizando as atividades propostas no roteiro de exploração do programa a seguir:

Roteiro de exploração do Programa

1. Primeiro vamos nos familiarizar com o programa:

• Descreva o que você vê na janela do programa.
• O que representam os pontos brancos no esquema da janela?
• De acordo com este esquema como é o comportamento dos gases?

2. Agora vamos aprender a explorar o programa:

        Temos três janelas no canto superi or direito do programa e embaixo delas temos um cursor e mais embaixo temos a representação de um gráfico. Anote o que se pede:

• Clique na primeira janela e anote o nome dela (será o nome da transformação gasosa). Depois anote quais grandezas e suas unidades estão sendo representadas nos eixos X e Y do gráfico. Faça o mesmo com as outras janelas.
• Clique também nas setas verdes no canto inferior e descreva o que acontece.

3. Agora é a sua vez de ve r como as três grandezas se relacionam nas três primeiras janelas:

• Volte para a primeira janela, pressione o cursor e arraste (o cursor está acima do gráfico) e veja o que acontece.
• O que este cursor representa na primeira janela?
• O que acontece com o recipiente e com o gráfico quando você move o cursor até o final? E quando move até o inicio?
• Ao mover o cursor a temperatura e o volume variam. Mas, o que acontece com a pressão quando você move o cursor?
• Percebe-se que o cursor representa uma das três grandezas do estado gasoso: a temperatura. O que acontece com o volume do recipiente quando a temperatura aumenta e quando a temperatura diminui?
• O nome da janela é o nome da transformação gasosa: Isobárica. E a principal característica desta transformação é a pressão ser constante (não variar). Diga se o volume é direta ou inversamente proporcional à temperatura.

         Agora faça as mesmas observações e anotações com as janelas dois e três. (anote qual grandeza é constante e qual o comportamento das outras duas grandezas)

Sistematizando a aula: (20 min.)

Para sistematizar e evitar a exploração indiscriminada do programa pelos alunos, proponha algumas questões que deverão ser respondidas ao longo da exploração e entregues pelos alunos no final da aula:

1. Na transformação isotérmica qual variável se mantém constante e como as outras variáveis se comportam?
2. Considerando as transformações isobáric as como o volume se comporta em relação à temperatura?
3. Caracterize as transformações isocóricas.

 

Sugestões de alternativas para o desenvolvimento da aula

Caso o professor não tenha à sua disposição um laboratório de informática e possua apenas um computador com um datashow, poderá iniciar a aula com o experimento a seguir:
Pegue uma seringa de 20 mL (pode ser com um volume menor, mas será mais difícil de ser visualizada pelos alunos), encha a seringa com ar até a marca de 7 mL e tampe a ponta com o dedo. Depois empurre o êmbolo e veja o que acontece.
Após o experimento explique o conteúdo utilizando o programa como demonstração das transformações.

Anexo

Esse anexo contém informações de como manusear o programa. Foi feito com a intenção de auxiliar o professor, uma vez que o programa é em língua inglesa.

Programa Educativo Ideal Gás in 3D

O programa é uma simulação das transformações gasosas, em que o usuário pode variar uma das grandezas do estado gasoso, enquanto outra é mantida constante, e verificar como a terceira grandeza se comporta. Abaixo temos a janela do programa:

 

1. Arquivo – permite que o usuário saia do programa;
2. Exibir – permite que o usuário transite pelos tipos de transformações;
3. Ferramentas – permite que o usuário altere as configurações de cores do gráfico;
4. Ajuda – contém o manual do programa com algumas introduções teóricas sobre o assunto, em inglês;
5, 6, 7 e 8. Possibilita ao usuário navegar entre as transformações gasosas e a distribuição gasosa;
9. Cursor onde o usuário pode variar uma das grandezas;
10. Visualização do gráfico;
11. Permite mover o recipiente no centro da janela do programa;
12. Simulação de um recipiente contendo partículas de um gás.
 

Será avaliada a participação dos alunos ao longo da exploração do programa, e também as respostas às questões propostas na parte de sistematização da aula.