As estratégias utilizadas serão:

• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Uso do Laboratório de Informática.

 Motivação

Neste momento o professor deverá instigar a curiosidade dos alunos sobre o tema a ser estudado apresentando a eles as figuras  abaixo (Figs. 1 e 2). Observamos que para a apresentação das figuras, o professor poderá utilizar um retroprojetor, ou um data show ou até mesmo pedir para os alunos abrirem as imagens no computador.

Figura 1 – Navio a Vapor.
Imagem disponível em: http://www.deutsche-welle.de/image/0,,1863968_1,00.jpg. Acesso em: 27 abr. 2009

Figura 2 – Trem a Vapor.
Imagem disponível em: http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/locom0/imageKI0.JPG. Acesso em: 27 abr. 2009

Pergunte aos alunos se eles sabem como esses dois meios de transporte (Navio e Trem, ambos a vapor) funcionavam, ou seja, como eles adquiriam energia para se locomover. Favoreça a discussão entre todos os alunos e diga, em seguida, que no decorrer destas aulas será visto o equipamento que faziam com que eles se movimentassem (máquina ou motor a vapor).

Atividade 1

Após a motivação o professor deverá pedir para os alunos formarem grupos de três (3) integrantes e sugerimos que o professor peça para que os grupos pesquisem, na internet e livros, sobre alguns equipamentos que utilizam o vapor como uma maneira de se adquirir energia.

Sugestões dos temas:

• Como funciona um motor a vapor;
• Navios a vapor (Fig. 1);
• Locomotiva a vapor (Fig. 2);
• Máquina a Vapor de James Watts;
• A importância da Máquina a Vapor na Revolução industrial;
• Caldeira a vapor (Fig. 3).

Figura 3 – Caldeira a Vapor.
Imagem disponível em: http://img.alibaba.com/photo/50919634/Horizontal_Steam_Boiler.jpg. Acesso em: 27 abr. 2009

Abaixo sugerimos alguns sites nos quais os alunos poderão fazer suas pesquisas na internet:

• Motor a Vapor

http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-a-vapor1.htm
http://www.adorofisica.com.br/trabalhos/fis/equipes/maquinasavapor/maquinavapor.htm

• Navio

http://pt.wikipedia.org/wiki/Barco_a_vapor
http://www.naufragiosdobrasil.com.br/Naviosvapor.htm

• Locomotiva

http://pt.wikipedia.org/wiki/Locomotiva_a_vapor
http://www.abpfsp.com.br/locomotivas.htm

• James Watts

http://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/james-watt/james-watt-1.php

• Revolução industrial

http://www.webdigital.com.br/sites/jmanoel52983/conteudo_08.html
http://www.algosobre.com.br/historia/revolucao-industrial.html

• Caldeira

http://pt.wikipedia.org/wiki/Caldeira
http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-a-vapor2.htm

Após a realização das pesquisas, sugerimos que o professor peça para os grupos prepararem uma apresentação (que poderá ser em forma de uma reportagem jornalística, uma dramatização etc.) de aproximadamente dez (10) minutos cada. Este momento é importante tanto para a socialização da informação entre os alunos, bem como para que o professor possa esclarecer dúvidas e ou corrigir possíveis equívocos.
Peça para os alunos utilizarem na apresentação recursos de imagem (figura ou vídeos) que demonstrem os equipamentos que eles pesquisaram e, preparem um pequeno texto para ser distribuído aos demais alunos, possibilitando, assim, que todos possam ter mais informações sobre a apresentação e visualizarem no computador alguns outros sites interessantes que o grupo encontrou.

Atividade 2

Como vimos que a máquina a vapor foi muito importante para o desenvolvimento da humanidade. Neste momento iremos estudar a primeira máquina a vapor (Máquina de Heron) acessando o recurso (que se trata de uma animação) postado abaixo.

Recurso: 

Máquina de Heron  (Fig. 4)

Link do Recurso no site do Portal do Professor:
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/11996/maquinaheron.swf

Figura 4 – Imagem do vídeo “Máquina de Heron”

A animação (Fig. 3) demonstra o funcionamento da primeira Máquina a Vapor construída por Heron de Alexandria, que foi um sábio do começo da era cristã. Ele ficou conhecido por inventar um mecanismo para provar a pressão do ar sobre os corpos, que ficou para a história como o primeiro motor a vapor documentado, a Eolípila ⁽¹⁾ (Fig. 5). Na própria animação é possível ler texto sobre Heron de Alexandria, a definição de máquina térmica e enunciado das leis do movimento de Newton.

Figura 5 – Eolípila.
Imagem disponível em: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/Aeolipile_illustration.JPG. Acesso em: 27 abr. 2009

Após a animação pergunte aos alunos sobre a importância das máquinas a vapores. Favoreça que eles discutam entre si e que eles concluam que as máquinas a vapor foram fundamentais para a construção dos motores a vapor.

Professor, ao término das atividades finalize a aula explicando que a máquina a vapor foi um dos inventos mais significativos para a humanidade, pois com ela as indústrias cresceram e fabricaram mais produtos. Os navios que antes eram somente movidos a força do vento ganharam muita mais energia e não ficaram mais dependendo exclusivamente da força do vento, e os trens puderam ser inventados utilizando esta energia. Portanto, a máquina a vapor ajudou com que a humanidade se desenvolvesse em vários aspectos (industrial e no transporte).

SUGESTÕES

O professor poderá fazer os seguintes questionamentos aos alunos: “Antes das máquinas a vapor umas das principais fontes de energia eram as rodas d’água (Fig. 6). Quais as vantagens de uma máquina a vapor em relação a uma roda d’água?”.

Figura 6 – Roda d’água.
Imagem disponível em: http://peruchi.files.wordpress.com/2007/06/guarani_doeste_11.jpg. Acesso em: 27 abr. 2009

É importante que o professor incentive a discussão entre os alunos a respeito desta pergunta, bem como medie esta, favorecendo a formação da construção do saber de que, a principal vantagem é não depender do local onde a fonte de energia se encontra. As rodas d’água só são possíveis em locais onde há água corrente com vazão adequada e constante. Pela mesma razão as máquinas a vapor podem movimentar veículos, o que não é possível com rodas d’água. Outras vantagens: maior facilidade de aprimoramento tecnológico e de dimensionamento da máquina às suas finalidades. Nos dois casos as rodas d’água oferecem possibilidades tecnológicas muito limitadas ⁽²⁾.

Referências Bibliográficas

(1) – Wikipédia. Heron de Alexandria. Disponível em: < http://pt.wikipedia.org/wiki/Heron_de_Alexandria >. Acesso em: 27 abr. 2009
(2) – Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. p. 374, 2008.