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Dilatação da Água

 

19/01/2009

Autor e Coautor(es)
ANDREA MARQUES LEAO DOESCHER
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PRESIDENTE PRUDENTE - SP UNOESTE COLEGIO ENSINO MEDIO E PROFISSIONAL

Erwin Doescher e Bruno Pagliarani Mattiazzo

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Movimento, variações e conservações
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
* Dilatação Linear; * Dilatação Superficial; * Dilatação Volumétrica.
Duração das atividades
Aproximadamente 100 minutos; (Duas) 02 aulas.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
* Medidas de Temperaturas (Celsius, Fahrenheit e Kelvin); * Equilíbrio Térmico.
Estratégias e recursos da aula

As estratégias utilizadas nestas aulas são:

  • Aula interativa;
  • Uso do laboratório de informática;
  • Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necessários para a realização do experimento nestas aulas.

Atividade 1
Inicie a aula perguntando aos alunos se eles acham que há algum horário do dia que seja melhor para abastecer um carro ou uma moto. Após as discussões, estando os alunos organizados em grupos de 4 ou 5 pessoas, o professor deverá apresentar o recurso abaixo postado:

 

  

Este recurso apresenta um guia esquemático de um experimento que permite ao aluno verificar a variação do volume do ar contido dentro de uma lata através do deslocamento de água em uma mangueira ligada à lata, quando esta é aquecida ou resfriada.

A idéia do experimento é verificar a variação do volume do ar contido dentro de uma lata através do deslocamento de água numa mangueira ligada à lata. Quando a lata é aquecida, o ar de dentro dela também o é. O ar ao ser aquecido dilata (aumenta seu volume) precisando ocupar um espaço maior. Existe uma proporção entre o deslocamento da água na mangueira e a variação do volume do ar. O inverso pode ser feito esfriando a lata (colocando gelo em volta, por exemplo) e observando a água na mangueira (Fig. 1).


http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1458/imagens/dilatacao.JPG

Figura 1 – Imagem do experimento

Observamos que a lista dos materiais necessários para a realização deste experimento encontra-se na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1 – Lista de materiais necessários para a realização do experimento

Item Observações
Uma lata de leite em pó vazia  
Uma mangueira de equiposoro O equiposoro serve para controlar o fluxo de soro e é encontrado em farmácias.
Durepox  
Fita crepe Ou qualquer outra fita adesiva que não descole ao ser molhada.
Uma régua de 50 centímetros  

No processo de montagem do experimento, o professor deverá dar as seguintes instruções para os alunos:

  • Façam um furo com o mesmo diâmetro da mangueira na tampa da lata;
  •  Desmontem o aparelho de equiposoro - aparelho que serve para controlar o fluxo de soro, deixando como indicado na figura 2 abaixo;

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1458/imagens/dilatacao2.JPG

Figura 2 – Equiposoro desmontado.

  • Coloquem a segunda parte da mangueira no furo da lata e vede a borda ao redor do furo, e também da tampa, com durepox;
  • Colem a mangueira numa régua com fita crepe. A mangueira deve formar uma curva numa das extremidades da régua. Na curva, a mangueira não pode dobrar-se;
  • Para colocar água na curva da mangueira, encham um copo com água (de preferência colorida).
  • Coloquem uma das pontas da mangueira dentro da água e puxem o ar de dentro da mangueira com a boca pela outra ponta;
  • Encaixem a mangueira na borracha que está fixada na lata;
  •  Segurem a lata com as duas mãos (para esquentá-la) e observem a água subindo na mangueira.
  • Soltem a lata e observem a água descendo na mangueira enquanto a lata esfria.

Ressaltamos que é importante que o professor acompanhe atentamente o desenvolvimento do experimento por cada grupo, auxiliando-os sempre que necessário.

Neste experimento os alunos iram visualizar que quando o ar é aquecido ele irá ocupar mais espaço ou em outras palavras irá se dilatar e deslocar a água contida no equisoro.

Atividade 2
Ao término da experiência, o professor deverá questionar os alunos sobre o que eles aprenderam com o experimento realizado: Dilatação dos materiais. É importante que o professor tente aliar a prática (experimento) com os conceitos teóricos abordados nesta experiência, de forma a propiciar a construção do conhecimento pelos alunos.

Visando favorecer a construção do conhecimento dos conceitos abordados nestas aulas, sugerimos que o professor peça para os alunos assistirem o vídeo encontrado no seguinte site:
http://br.youtube.com/watch?v=6K_rrBFhSs0

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1458/imagens/video.jpg

Figura 3 – Imagem do vídeo: dilatação de sólidos, líquidos e gasosos.

Este vídeo explica de uma forma divertida  a dilatação dos materiais, trazendo uma experiência para a dilatação dos sólidos, um exemplo da dilatação dos gases e uma curiosidade sobre a dilatação dos líquidos.

Feito isto, sugerimos que o professor  retome a pergunta formulada aos alunos no início destas aulas e favoreçar que eles cheguem a conclusão de que o melhor horário do dia para se abastecer o carro é, em geral, no período matutino, quando a temperatura é mais baixa. Assim, os motoristas ganharão um pouco mais de combustível quando a temperatura esquentar, por causa da dilatação volumétrica do combustível.

SUGESTÃO: Peça para os alunos (os grupos já formados) pesquisarem um fenômeno muito curioso sobre a dilatação da água, que é a Anomalia da dilatação entre as temperaturas 4ºC e 0 ºC. Além disso, os alunos deverão pesquisar qual a importância da citada anomalia para a vida terrestre. É recomendável que eles apresentem o resultado desta pesquisa em formato de uma “palestra”, utilizando recursos áudio-visuais, de forma a desenvolverem a criatividade, eloquência etc..
Observamos que abaixo encontram-se sugestões de sites que versam sobre o fenômeno a ser pesquisado e sobre como fazer uma transparência.

Sugestões de links sobre a anomalia da água:
http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u66.jhtm
http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_34.asp
http://biblioteca.universia.net/html_bura/ficha/params/id/38073307.html
http://www.infoescola.com/termodinamica/dilatacao-anomala-da-agua/

Site sobre como montar uma transparência:
http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20060721181425AAhxTiH

 

Recursos Complementares

Teoria e experimentos:
http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_17.asp
http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_18.asp
http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_19.asp
http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_36.asp
http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_37.asp
http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_38.asp

Recursos Educacionais
Nome Tipo
Dilatação e contração - 1 Experimento prático
Avaliação
Avalie a participação e envolvimento dos alunos nas discussões e exploração do recurso.
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