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Dilatação: Uma grande ferramenta na cozinha!

 

27/09/2010

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

Bruno Pagliarani Mattiazzo, Lívia Raposo Bardy e Erwin Doescher

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Calor, ambiente e usos de energia
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo Ciências Naturais Visões de mundo
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

O que acontece com os objetos quando aquecidos;

Desenvolver o conceito de dilatação dos materiais; e

Demonstrar a presença da dilatação no cotidiano da vida humana.

Duração das atividades
Aproximadamente 100 minutos, duas (2) aulas.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

* Temperatura.

Estratégias e recursos da aula

As estratégias utilizadas serão:

• Aula interativa;

• Aula conceitual;

• Uso do Laboratório de Informática e a Sala de Vídeo.           

Motivação:  

Com o intuito de estimular a curiosidade dos alunos acerca do tema estudado (Termodinâmica), sugerimos que o professor disponibilize as figuras 1 e 2 para que eles visualizem e discutam as possíveis causas das deformações encontradas nestas - no trilho de trem (figura 1) e numa estrada (figura 2).   

Figura 1 – Trilho de trem.

Imagem disponível em: http://servlab.fis.unb.br/matdid/2_2007/lcamargos/dilaline/trilho.jpg. Acesso em: 02 Set. 2010.             

Figura 2 – Rachadura em estrada.

Imagem disponível em: http://www.osboquetas.blogger.com.br/destr_ponte2b.jpg. Acesso em: 02 Set. 2010.                

Sugestão: Para exibição das imagens, poderá ser feita uma projeção com retroprojetor ou data-show. Se isto não for possível, sugerimos que sejam feitas cópias das imagens em número suficiente para todos os alunos.   

Questione os alunos sobre o que pode ter ocorrido para que na figura 1 os trilhos de trem estejam torcidos e na figura 2 o asfalto tenha rachado. Após ouvir as opiniões dos alunos, o professor deverá dizer que eles poderão compreender este fenômeno, Dilatação, com mais precisão durante o desenvolvimento destas aulas.      

Atividade 1   

Neste momento, estando os alunos organizados em duplas, o professor deverá pedir para que eles explorem o recurso “Dilatação”, conforme postado abaixo. O referido recurso, possibilita a visualização do uso da Dilatação Térmica no nosso cotidiano. Destacamos ainda, que o Recurso se trata de um Objeto de Aprendizagem (OA) – que são ferramentas auxiliares no processo de ensino e aprendizagem de conceitos disciplinares, disponíveis na Internet (BECK, 2002 apud WILEY, 2002).         

Recurso: Dilatação

Link do Recurso: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=11879    

Observação: Mesmo estando em duplas, é importante que todos os alunos possam ter a oportunidade de explorar o recurso e que venham a ter um tempo razoável para isto.         

O recurso apresentará uma animação em que uma criança tenta abrir um recipiente (Fig. 3).   

Figura 3 – Imagem do recurso “Dilatação”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=11879. Acesso em: 02 Set. 2010         

A mãe, vendo o esforço da criança para abrir o recipiente, pega este e coloca-o debaixo da torneira que libera água quente sobre o recipiente (Fig. 4).    

Figura 4 – Imagem do recurso “Dilatação”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=11879. Acesso em: 02 Set. 2010         

Com a tampa do recipiente aquecida, fica mais fácil abrir o recipiente (Fig. 5).   

Figura 5 – Imagem do recurso “Dilatação”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=11879. Acesso em: 02 Set. 2010         

Para conclusão desta atividade e aperfeiçoamento do conceito estudado (Dilatação), sugerimos a promoção de uma discussão com os alunos sobre o recurso explorado. Abaixo sugerimos algumas questões para nortear este momento.      

Questões sugeridas:

  • Que conceito Físico foi visualizado na animação?
  • O que aconteceu com a tampa do recipiente quando foi aquecida?
  • Se por acaso fosse jogada água gelada sobre a tampa, isto facilitaria ou dificultaria a remoção da tampa?
  • A Dilatação Térmica é um conceito muito observado no nosso cotidiano. Quais outras situações podem ser dadas como exemplos da Dilatação Térmica?   

Favoreça com que os alunos compreendam que na animação foi visualizado o conceito de Dilatação Térmica, que nos explica que os materiais aumentam suas dimensões quando aquecidos e se contraem quando resfriados. No cotidiano visualizamos vários outros exemplos de Dilatação (por exemplo, lâminas bimetálicas, barulhos que os equipamentos elétricos produzem num dia frio etc.) e de atitudes de prevenção aos estragos da Dilatação (por exemplo, espaços entre os trilhos de trem, nas pontes etc.).   

Atividade 2 

Dando prosseguimento à aula, o professor deverá solicitar com que os alunos se organizem em grupos de quatro integrantes (junção de duas duplas) e façam pesquisas sobre a Dilatação Térmica, em sites da Internet, bem como em livros didáticos, conforme roteiro postado abaixo.         

Roteiro de Pesquisa:   

  • O que é Dilatação Linear, Superficial, e Volumétrica?
  • O que é uma lâmina bimetálica (Fig. 6)?
  • A Dilatação Térmica tem que ser levada em consideração quando se vai abastecer um carro? Por quê?
  • O aumento de tamanho dos materiais por causa da Dilatação Térmica, pode se tornar um desastre? Por quê?      

Sugestões de sites para a realização das pesquisas:

http://www.brasilescola.com/fisica/lamina-bimetalica.htm    

http://www.coladaweb.com/fisica/termologia/dilatacao     

http://www.youtube.com/watch?v=J4JITTS1fy0&feature=related     

http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/fisica/termologia/dilatacao_termica/termologia_2_2_dilat_linear     

http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/dilatacao-termica-dos-solidos.htm     

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Dilatacao/linear.php     

http://quantizado.blogspot.com/2009/08/lamina-bimetalica.html     

http://dicasdeumprofessor.blogspot.com/2009/08/tanques-combustivel-e-dilatacao-termica.html    

http://cref.if.ufrgs.br/~leila/dilata.htm       

http://blog.cidandrade.pro.br/tecnologia/economia-combustivel/    

Figura 6 – Lâmina bimetálica.

Imagem Disponível em: http://www.brasilescola.com/upload/e/lamina2.jpg. Acesso em: 02 Set. 2010.       

Além disso, o professor deverá informar os alunos que eles deverão compartilhar as informações de suas pesquisas com todos da sala, e que isto será feito, sob a orientação e supervisão do professor, através da discussão das questões do roteiro de pesquisa.   

Para cada item do roteiro de pesquisa (sugerido no início da pesquisa), sugerimos um debate de no máximo 5 minutos.     

Atividade 3 

Finalizando à aula, questione os alunos com a seguinte pergunta:    

“É comum, em situações do cotidiano, um copo ficar preso em outro (Fig. 7). Como vocês poderiam soltá-los raciocinando segundo os conceitos termodinâmicos?”   

Figura 7 – Copos presos.

Imagem: Do autor.   

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, basta aquecer o copo de fora mantendo o interno mais frio. A Dilatação deve fazer o copo externo soltar-se. No caso de copos de vidro, isso não é muito difícil, pois o vidro é um bom isolante (1). Se fosse um de metal, seria um pouco mais difícil, pelo fato do metal ser um bom condutor térmico. Já copos de plástico são maus condutores térmicos, contudo,  são mais fáceis de se soltar pela sua flexibilidade.   

Referências Bibliográficas 

1 - Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. p. 334, 2008.

Recursos Complementares

Teoria e experimentos:

http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u22.jhtm       

Avaliação

Avalie a participação dos alunos no desenvolvimento das atividades, na pesquisa e peça para que os grupos pesquisem na internet e em livros didáticos, cinco (5) novos exemplos de Dilatação Térmicas no nosso cotidiano e as expliquem como ocorrem.

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