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Por que as pipocas estouram? – Diferença de pressão interna e externa.

 

19/01/2010

Autor e Coautor(es)
WESLEY PEREIRA DA SILVA
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BRASILIA - DF Universidade de Brasília

Marco G. B. Burlamaqui

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Química Transformações: caracterização, aspectos energéticos, aspectos dinâmicos
Ensino Médio Física Calor, ambiente e usos de energia
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
  • Descrever o funcionamento do forno de microondas;
  • Diferenciar pressão interna da pressão externa;
  • Identificar as condições ideais que provocam a transformação do grão de milho em pipoca.
Duração das atividades
Duas aulas de cinqüenta minutos cada.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
  • Estado físico da matéria;
  • Pressão;
  • Temperatura.
Estratégias e recursos da aula

Professor, você deverá levar para a sala de aula um forno de microondas. Também será preciso levar água, gelo e pipoca para forno de microondas (três ou quatro pacotes).

Aula 1: O funcionamento do forno de microondas

Leve o microondas para a sala de aula. Primeiramente, coloque um pouco de água para aquecer no forno de microondas durante 2 minutos. Mostre para os alunos que a água aqueceu. Em seguida coloque alguns cubos de gelo e ligue o forno na mesma função que foi utilizada para aquecer a água, coloque também dois minutos. Peça para que os alunos observem que o gelo não derreteu muito, explique que isso se deve ao fato de que o forno de microondas funciona transformando energia elétrica em energia térmica. Uma fonte elétrica emite ondas eletromagnéticas que aumentam a energia cinética das moléculas de água dos alimentos. Sabemos que a temperatura é um número que expressa o estado de agitação das partículas, logo, aumentando a vibração (ou estado de agitação) das moléculas, aumentamos a temperatura do corpo. Em seguida, pergunte aos alunos por que o gelo não derreteu? Direcione os alunos perguntando o estado físico da água e do gelo. Informe aos alunos que as ondas eletromagnéticas atuam diretamente nas moléculas de água no estado líquido

Depois das explicações, pegue o pacote de pipoca e coloque dentro do forno de microondas e espere que os grãos estourem por completo. Abra o pacote com cuidado e retire uma pipoca, pegue um grão de milho e peça para que os alunos comparem os dois. Pergunte o que aconteceu para que o grão de milho se transformasse em pipoca? Alguns alunos responderão que o grão de milho estoura e vira a pipoca. Informe aos alunos que dentro do grão de milho existe água e essa água é aquecida e faz com que o grão estoure e vire a pipoca. Caso queira, sirva para os alunos a pipoca.

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Figura 1 – Grãos de milho (à esquerda) e pipoca (à direita)
Fonte: http://www.agroanalysis.com.br/images/materias/226.jpg
http://cienciaevida.atarde.com.br/wp-content/uploads/2009/08/pipoca.jpg Acessados em 06 de dezembro de 2009

Aula 2: por que as pipocas estouram?


 
Leve os alunos para o laboratório de informática. Divida a turma em grupos de três ou quatro alunos. Em seguida, explique aos alunos que não é só a temperatura que provoca a formação da pipoca. Mas primeiramente peça para que eles pesquisem na internet a estrutura do grão de milho. Os alunos poderão pesquisar no site http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/porque/pipoca.html.

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Figura 2 – Estrutura do grão de milho
Fonte: http://www.abimilho.com.b r/riqueza.htm Acessado em 06 de dezembro de 2009

Obs.: com esse conteúdo o professor de Biologia poderá trabalhar em conjunto, de modo que a estrutura do grão de milho poderá ser trabalhada com mais detalhes por ele.

Depois dessa pesquisa, cada grupo deverá expor os seus resultados para os demais alunos. Em seguida peça para que eles abram a simulação abaixo:

Operação :ESTOURO DA PIPOCA
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=17556

Operação :ESTOURO DA PIPOCA

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Figura 3 – Tela da simulação

Com essa simulação os alunos poderão verificar as variáveis que influenciam na formação da pipoca, além de constatar o que ocorre com o grão de milho se as condições ideais não forem atendidas.

No decorrer da atividade é importante a presença do professor para esclarecimentos de eventuais dúvidas. Os alunos, por sua vez, devem fazer anotações dos pontos mais interessantes para, num segundo momento, retomarem o conteúdo ou usufruir desses dados para realização dos trabalhos formativos de avaliação.

Durante a simulação peça para que os alunos anotem as condições de temperatura e de pressão ideais para que o grão de milho se transforme em pipoca. Após isso, explique aos alunos que, como foi possível observar com a simulação, a diferença de pressão interna e a externa provoca a explosão do milho de pipoca. E que para isso ocorrer é necessário que o grão de milho esteja em bom estado.

Os alunos deverão anotar o que acontece com o grão de molho nos seguintes casos: temperatura menor do que 100 ºC, com a temperatura entre 100 ºC e 150 ºC e com temperaturas maiores que 150 ºC. Faça os alunos pensar sobre o que aconteceu com a água no interior do grão. Explique aos alunos que a pressão exercida pela água no estado gasoso no interior da pipoca é maior do que a pressão exercida pela água líquida.

Professor utilize esse momento para reforçar o conceito de pressão.

Para sistematizar a aula, peça para que cada grupo faça um relatório sobre os temas abordados ao longo da aula. No caso, sobre o uso do microondas e sobre a simulação.

Caso o professor não tenha à sua disposição um laboratório computacional e possua apenas um computador com um datashow, poderá mostrar a simulação aos alunos na própria sala de aula.

Professor, você poderá dar continuidade ao conteúdo trabalhando com as propriedades dos gases e também o conteúdo sobre Leis dos gases.

Pressão de um gás

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=10648

Pressão de um gás

Recursos Educacionais
Nome Tipo
Pressão de um gás Animação/simulação
Operação :ESTOURO DA PIPOCA Animação/simulação
Recursos Complementares

Sugestões de Simulações e experimentos:

•    Microondas

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=10467


•    Aventuras da água no microondas

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=16848


•    Microwaves

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=16013

Avaliação
Professor, avalie os alunos em função do relatório solicitado no final da aula. Avalie também a participação dos alunos ao longo da aula.
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