• Consolidar conhecimentos sobre representação dos átomos utilizando modelo de bolas de bilhar, estados físicos da matéria e variáveis de estado: pressão, volume, temperatura e suas unidades; • Identificar, por meio de simulações, os principais fatores que influenciam o comportamento das moléculas no estado gasoso (pressão, temperatura, volume e quantidade de matéria); • Descrever como as moléculas gasosas se comportam na atmosfera por meio do modelo corpuscular da matéria.

Uma aula de 50 minutos.

• Representação dos átomos utilizando modelo de bolas de bilhar; • Estados físicos da matéria; • Variáveis de estado: pressão, volume, temperatura e suas unidades.

 

Conteúdo Específico 

• Comportamento das moléculas no estado gasoso;
• Modelo corpuscular da matéria;
• Teoria Cinética dos Gases. 

 Recursos da aula

              Experimentos para o Ensino Médio - Enchendo um balão sem soprar.   (Clique na figura ao lado para ler o roteiro do experimento).

http://paginas.terra.com.br/educacao/quimicando/ 

       Vídeo sobre o Aquecimento global com aproximadamente 3 minutos de duração. (Clique na figura ao lado para ver o vídeo).
 http://www.agenciabrasil.gov.br/media/videos/2007/02/03/RelatoClimaONUedt.flv/view

 

 Sugestão de Aula

 Preparando a aula:

Na aula anterior a esta, solicite aos alunos que tragam jaleco (guarda-pó, avental), óculos de proteção e uma garrafa plástica descartável e limpa (garrafa de suco ou água).

 Introduzindo a aula ( 5 a 10 min.)

Esta aula pode ser desenvolvida na própria sala de aula, ou em sala ambiente ou no laboratório da escola, sendo importante observar que a atividade implica em uso de materiais que requerem a organização da sala ao final do experimento.

Inicialmente, recolha as garrafas plásticas trazidas de casa pelos alunos e peça para que eles se organizem formando grupos com três componentes.

Reproduza o vídeo Aquecimento global como introdução à aula.

Explique aos alunos que eles irão receber um roteiro para realizar um experimento, o qual os auxiliará a entender o comportamento dos gases, que explicará por que gases produzidos em indústrias de um local podem contribuir para o aquecimento climático de locais distantes. Oriente os alunos para que tomem nota de todos os fenômenos que irão ser observados durante a execução do experimento. Chame atenção para normas de segurança.

 

 

Desenvolvendo a aula (20 a 25 min.)

Entregue para cada grupo o roteiro do experimento  Enchendo um balão sem soprar (http://paginas.terra.com.br/educacao/quimicando/ )  um kit contendo os materiais necessários para realização do experimento (vide no roteiro – materiais).
Após a finalização do experimento, solicite aos alunos que guardem os materiais usados e limpem as carteiras ou bancada. Lembre de recolher os materiais que possam ser utilizados por outras turmas.

 Sistematizando a aula (20 min.)

Peça aos alunos que respondam as questões sugeridas abaixo para que eles possam refletir e redigir o relatório do experimento em grupo. O professor deverá circular na sala verificando se os grupos estão compreendendo as questões solicitadas. Ao final da aula, os alunos deverão entregar o relatório.

A seguir, são sugeridas questões para serem discutidas e incluídas no relatório. Essas questões poderão ser inseridas no próprio roteiro do experimento.
 

Questões sugeridas

1. Por que ao colocarmos a garrafa em contato com a água quente a bexiga encheu?
2. O que aconteceu com as moléculas de ar contidas no interior da garrafa plástica, colocadas em contato com água quente, no decorrer do tempo? Justifique sua resposta utilizando o modelo de bolas de bilhar.
3. O volume da garrafa influencia no volume da bexiga cheia? Por quê?
4. Se deixássemos a garrafa por uma hora no recipiente com água à 80ºC a bexiga aumentaria o seu volume?
5. O que aconteceria com a bexiga se aumentássemos a temperatura da água para 100ºC? (Não se pode recomendar, pois há risco de queimadura nessa temperatura!)
6. Ao transferirmos a garrafa para o recipiente contendo água fria o que aconteceu com as moléculas no interior da bexiga?
7. Aperte a garrafa, depois de fria, com as mãos. Explique o ocorrido. 
8. Por que gases produzidos em indústrias de um local podem contribuir para o aquecimento climático de loc ais distantes?
9. Desenhe no seu caderno, por meio do modelo de bolas de bilhar, a estrutura da molécula de CO2. Qual é o nome dessa subst &acir c;nci a? Desenhe um esquema representando as moléculas dos gases da bexiga a temperatura de 25ºC e um esquema c om as moléculas a 80 ºC.
10. Usan do o modelo de bilhar, explique a diferença de comportamento dos gases em relação à variação da temperatura.
11. Usando o modelo de bilhar explique como seria a variação do volume do gás pela variação da pressão, ou a variação da pressão em função do volume.
12. Qual a diferença entre o movimento das moléculas do estado líquido e gasoso que explique a maior expansão e contração do estado gasoso?
     

 Questões complementares: Contextualizando a aula

1. Dê exemplos de processos naturais e artificiais que produzem moléculas gasosas.
2. Todas as moléculas no estado gasoso poluem o ar atmosférico? Justifique sua resposta.
3. Faça uma pesquisa bibliográfica sobre quais moléculas gasosas poderiam ser consideradas “vilãs” no processo de poluição atmosférica e aceleração do processo de Aquecimento Global? Alguns desses gases estão dentro da bexiga de borracha do seu experimento?

 

Com estas perguntas verifique como os alunos aprenderam os conhecimentos a respeito do assunto abordado. É possível verificar por meio das respostas dadas pelos alunos, quais deles ainda têm conceituação equivocada com relação ao comportamento dos gases diante da variação da pressão, da temperatura, do volume e da quantidade de matéria.

 Sugestão de atividade complementar

O professor poderá abordar com os alunos as mudanças de estados físicos da matéria e o comportamento das partículas utilizando modelo de bolas de bilhar.

Reproduza o vídeo comportamento da matéria quando aquecida (http://www.qmc.ufsc.br/quimica/pages/videos/mudancas_de_estado.mov ) e comente com os alunos sobre o comportamento da matéria; medida que esta sofre variação; o sobre a temperatura. Se achar conveniente reproduza o vídeo sem o som original, uma vez que o mesmo está narrado na língua inglesa.  A seguir, é apresentada uma sugestão para a narração do vídeo.
 

Sugestão de narrativa do vídeo

 Introduza a exposição do vídeo dizendo aos alunos que a matéria tende a um gasto mínimo de energia, portanto, no estado sólido, as moléculas tendem a estar no menor estado de agitação possível (quase paradas) e num estado de maior organização espacial. Observa-se que à medida que fornecemos calor para as moléculas o grau de agitação das moléculas vai aumentando, ou seja, a velocidade delas aumenta proporcionalmente à quantidade de calor recebida.

Quando o calor fornecido às partículas (moléculas) é igual ao necessário para desfazer as interações intermoleculares que agrega umas às outras, temos a mudança de estado (sólido-líquido) e, consequentemente, um aumento na velocidade e na desorganização das mesmas, assim é atingido o ponto de fusão da substância que está sendo aquecida. Fornecendo mais calor às moléculas, estas aumentam o grau de agitação (velocidade) e absorvem mais energia até que essa seja suficiente para novamente desfazer as interações intermoleculares entre as moléculas no estado líquido, favorecendo que essas mudem novamente de estado (líquido-gasoso), assim foi atingido o ponto de ebulição da substância.

O gráfico mostrado no final do vídeo ressalta que enquanto está ocorrendo uma mudança de estado a temperatura do sistema é constante (não varia), e à medida que as interações intermoleculares vão sendo desfeitas pelo fornecimento de energia ao sistema de moléculas a temperatura varia até que é atingido o ponto de fusão e de ebulição, que correspondem exatamente à quantidade de energia que é necessária ser fornecida a uma substância para que ela sofra mudança de estado físico.

 

 

 

Vídeo/simulador sobre o comportamento da matéria quando aquecida com aproximadamente 1 minuto de duração. Acesse o simulador clicando por meio do link http://www.qmc.ufsc.br/quimica/pages/videos/mudancas_de_estado.mov

Site “Sala de Aula” apresenta aula interativa sobre gases, abordando as principais propriedades dos gases, as formas de produção, os principais usos e a origem molecular do comportamento macroscópico deste estado físico da matéria. Acesse o site por meio do link http://www.qmc.ufsc.br/quimica/pages/aulas/gas_intro.html

Leia a reportagem “A bomba-relógio do aquecimento global”. Neste artigo, o pesquisador da NASA, James Hansen, discute sobre o aquecimento global apresentando um breve histórico sobre esse problema, além das causas e possíveis atitudes que poderiam ajudar a desacelerar o processo. Acesse a reportagem por meio do link http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/a_bomba-relogio_do_aquecimento_global_imprimir.html

Acesse o site gerenciado pela SBPC/Labjor, que traz uma série de reportagens abordando o tema desta aula. A reportagem “Aquecimento global já pode ser sentido”, em especial, traz alguns aspectos sobre os fatores que causam o Aquecimento global, bem como as mudanças percebidas nos ambientes terrestres originadas por esse fenômeno. Acesse a reportagem por meio do link http://www.comciencia.br/reportagens/clima/clima06.htm

O aluno poderá ser avaliado nas observações feitas a partir do experimento realizado no formato de relatório escrito e nos argumentos colocados durante as questões lançadas na aula.