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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

ODAIANA DE SOUZA FREITAS

SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE CONCEITOS DE FÍSICA TÉRMICA EM UMA SALA DE AULA GAMIFICADA

Macaé 2019

SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DE CONCEITOS DE FÍSICA TÉRMICA EM UMA SALA DE AULA GAMIFICADA

ODAIANA DE SOUZA FREITAS

Macaé

2019

Material instrucional associado à dissertação de Mestrado de Odaiana de Souza Freitas apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física do Campus UFRJ-Macaé, vinculado ao Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Orientadores: Prof. Dr. Raphael Nunes Púpio Maia Prof.ª Dra. Irina Nasteva

SUMÁRIO

1. Introdução ......................................................................................................................................... 3

2. Sequência didática - Tópicos de Física Térmica ........................................................................ 4

2.1 Estrutura da sequência didática .............................................................................................. 4

2.1.1. Organização prévia ........................................................................................................... 4

2.1.2. Início .................................................................................................................................. 12

2.1.3. Desenvolvimento do conteúdo ..................................................................................... 13

2.1.4. Revisão .............................................................................................................................. 35

3. Considerações Finais .................................................................................................................... 37

4. Referências ..................................................................................................................................... 38

5. Apêndice A – Avaliação diagnóstica ......................................................................................... 39

6. Apêndice B – Construção de uma escala termométrica arbitrária ........................................ 40

7. Apêndice C – Experimento sobre Dilatação dos sólidos ....................................................... 42

8. Apêndice D – Perguntas e Respostas ......................................................................................... 43

3

1. Introdução

Visando contribuir para a qualidade do Ensino de Física no Brasil, segue

uma proposta de sequência didática para o Ensino de tópicos de Física Térmica1.

Os tópicos abordados são: Escalas Termométricas, Dilatação Térmica, Introdução à

Calorimetria, Equilíbrio Térmico e Mecanismos de Transferência de Calor. Esta

sequência destina-se a turmas do 9º ano do Ensino Fundamental II.2

Com o intuito de favorecer o comprometimento dos estudantes será

utilizado um recurso denominado gamificação da sala de aula. As aulas serão

desenvolvidas seguindo a lógica de um jogo com muitos participantes. Os

estudantes organizados em grupos3 serão desafiados com atividades e questões

ao longo das aulas. O sucesso nas atividades será recompensado com pontos que

ao final da sequência didática poderão ser convertidos em premiações.

Para auxiliar a imersão dos estudantes será utilizada uma narrativa. Esta

se apresenta por meio de um cenário em que os alunos e o docente assumem

personagens e as atividades desenvolvidas corriqueiramente em sala de aula são

repaginadas, ganhando um papel no jogo. Até mesmo a pontuação conquistada

receberá uma nova nomenclatura.

Esta estratégia apresenta-se como uma possibilidade frente a notória

necessidade de envolver os alunos, colocando-os no centro do processo de

aprendizagem. Pois como sintetizam Brasileiro e Brasileiro (2017 p.7):

“(..) as diferentes práticas em educação testadas ao longo dos anos, em diferentes contextos educacionais, têm comprovado que a construção do conhecimento tem maiores chances de ocorrer quando os alunos colaboram

1 A fundamentação teórica desta proposta encontra- se na dissertação de Mestrado intitulada Gamificação da sala de aula: uma estratégia para o ensino de conceitos de Física Térmica da qual esta sequência didática é elemento constituinte. 2 A sequência dos tópicos atende ao conteúdo programático e a ordem apresentada no livro-texto (apostila) adotado pela instituição de ensino das turmas modelos (turmas que foram submetidas a aplicação deste produto educacional), sendo portanto uma escolha arbitrada aos agentes desta produção. Contudo os encontros estão descritos separadamente possibilitando o reordenamento, caso necessário ou desejável. 3Com a intenção de favorecer a colaboração constante entre os alunos e a participação de todos nas atividades sugere-se não formar grupos com mais de sete componentes.

4

entre si, interagem de forma mais sistemática e criam vínculos comunais com os colegas.”

Frente a estes conhecimentos o professor tem seu papel reafirmado como

um mediador, um facilitador, da interação aluno-conhecimento.

2. Sequência didática - Tópicos de Física Térmica

2.1 Estrutura da sequência didática

A proposta de sequência didática, que segue, está dividia em nove itens.

O primeiro será o momento reservado a estruturação, quando o docente

estabelecerá as regras e selecionará os desafios, as premiações e o sistema de

acompanhamento do placar. Este primeiro momento será denominado

Organização prévia e não contará com a participação dos alunos, sendo portanto

parte do planejamento pedagógico.

O segundo, denominado Início, destina-se, principalmente, a organização

da gamificação da sala de aula e a coleta de dados para uma análise comparativa

futura. Os cinco itens seguintes, denominados fases, destinam-se ao

desenvolvimento dos conteúdos, a Revisão e as Premiações. As quatro primeiras

fases destinam-se ao desenvolvimento do conteúdo e a última fase destina-se a

Revisão e as Premiações. O oitavo item reserva-se a Avaliação individual escrita. O

nono e último item denomina-se Fase bônus e visa um balanço das atividades

realizadas em cada item da sequência didática e também do mecanismo

motivador: gamificação da sala de aula.

2.1.1. Organização prévia

Organização prévia: planejamento docente

Embora se utilize da lógica presente em jogos, a gamificação da sala de aula

não pode ser encarada apenas como tal, pois diferentemente dos jogos, nos quais

os principais objetivos estão ligados a diversão e a busca por vencer, nesta

estratégia o foco é estabelecer um ambiente favorável ao aprendizado. Logo, é

5

necessário que as atividades privilegiem a interação positiva entre os alunos e

um espírito saudável de competição.

Alinhadas a tais propósitos as premiações são divididas em duas categorias:

premiações por colocação e premiações coletivas. A primeira categoria está

relacionada ao rankeamento dos grupos e segue o princípio de recompensar os

grupos que acumularem mais pontos. Para isto pode-se utilizar como premiação

pontuações extras. O quadro 01 apresenta uma sugestão de premiações por

colocação.

Quadro 01: Premiações por colocação dos grupos

Colocação do grupo Premiação4

Primeiro lugar 5 pontos extras

Segundo lugar 3 pontos extras

Terceiro lugar 2 pontos extras

Esta primeira categoria de premiações visa motivar a participação durante

as aulas, a realização de exercícios e a continuidade dos estudos durante a

aplicação da sequência didática.

A segunda categoria de premiações oferecerá vantagens que só poderão

ser resgatadas coletivamente, ou seja, cada equipe precisará contribuir com a

mesma quantidade de pontos para que todos os alunos da turma possam

desfrutar das vantagens oferecidas. O quadro 02 apresenta duas sugestões para

as premiações coletivas e também indica o número limite de resgate para cada

premiação.

Quadro 02:Sugestões para as premiações coletivas

Premiação Número máximo de resgate

Anular uma questão na avaliação 2

Formulário para consulta 1

4 Esta sugestão tem como base uma configuração de notas em que o estudante possa pontuar de 0 a 100.

6

As premiações são complementares e visam proporcionar um equilíbrio

no espírito de competição. Deseja-se estabelecer uma configuração em que

mesmo visando a vitória os grupos percebam a necessidade de colaborar com os

colegas de outros grupos, pois o regate das premiações coletivas dependerá do

sucesso de todos.

Após selecionar as premiações será necessário estabelecer as atividades

que serão desenvolvidas e suas respectivas pontuações. As atividades desta

sequência didática estão divididas em 5 (cinco) fases e 5 (cinco) desafios. As fases

são as aulas, divididas por tópicos. O quadro 03 relaciona as fases aos tópicos de

Física Térmica trabalhados e discrimina o tempo mínimo destinado a cada fase.

Quadro 03: Resumo das cinco fases da sequência didática Fase Tópico Tempo mínimo

I Escalas Termométricas 100 minutos

II Dilatação Térmica 200 minutos

III Introdução à Calorimetria e Equilíbrio Térmico 100 minutos

IV Mecanismos de Transferência de Calor 100 minutos

V Revisão dos tópicos de Física Térmica 100 minutos

Em cada uma das fases os grupos terão a oportunidade de conquistar

pontos. Em primeiro lugar devem ser oferecidos pontos por atuações coletivas

como participação e comportamento, o que configura uma ação colaborativa, ou

seja, todos devem contribuir para que a turma (todos os grupos) receba a

pontuação. Nestes aspectos vale aplicar uma lógica de “tudo ou nada” onde a

turma pode receber a pontuação máxima se a atuação for satisfatória ou não

receber nenhuma pontuação. O quadro 04 sintetiza as pontuações disponíveis em

cada fase para as ações colaborativas.

Quadro 04: Pontuação para ações colaborativas em cada fase

Atuação coletiva Pontuação coletiva

Participação 0 ou 50

Comportamento 0 ou 50

7

Em segundo lugar devem ser oferecidos pontos para a resolução de

questões relacionadas ao tópico da fase que poderá ser uma pergunta ou um

problema. As questões devem ser resolvidos pelos grupos, o que configura uma

ação de competição entre os mesmos. Tal enfrentamento ocorre ao final de cada

fase e conta com no mínimo duas questões. Este momento será denominado

Competição. A pontuação da primeira pergunta poderá ser conquistada por todos

os grupos, bastando para isso que o grupo responda corretamente. Já a segunda

questão levará em conta a velocidade da resolução e destinará pontuações

diferentes para os três primeiros grupos que apresentarem a resposta correta. O

quadro 05 apresenta o resumo das pontuações.

Quadro 05: Resumo da pontuação para as perguntas da Competição

Questão Critério Pontuação

1ª Responder corretamente 100

2ª

1º a responder corretamente 150



Já os cinco desafios poderão estar relacionados a imersão na gamificação, a

realização de atividades e ao desempenho em atividades avaliativas. Cada

desafio valerá no máximo 500 (quinhentos) pontos. Para compor os desafios

deve-se selecionar uma atividade de imersão, duas atividade por participação e

duas atividades por desempenho.

A atividade de imersão visa contribuir para a solidificação da união entre

os membros do grupo e deve ser o primeiro desafio proposto. As equipes que o

realizarem satisfatoriamente receberão a pontuação máxima. Seguem duas

opções de atividades:

Elaboração de uma identidade para o grupo: Solicitar que os grupos

elaborem uma identidade visual, tais como uma bandeira, um

brasão ou um mascote.

8

Foto oficial: Os elementos do grupo devem se reunir para tirar uma

foto com todos os membros. Os alunos devem ser incentivados a

demonstrar criatividade na pose.

O segundo e o terceiro desafio devem incentivar a participação e o

comprometimento das equipes, com esse objetivo a presença e realização da

atividade devem ser suficientes para que o grupo receba a pontuação máxima.

Seguem três opções para esta modalidade de desafio:

Pesquisa prévia: Solicitar que os estudantes realizem uma pesquisa

e façam um resumo no caderno sobre o tema a ser abordado na aula

seguinte.

Realização do trabalho: Presença e participação de todos os

membros do grupo na realização de um trabalho avaliativo.5

Atividade experimental: Presença e participação de todos os

membros do grupo na realização de uma atividade experimental.

O quarto e o quinto desafio visam incentivar o estudo para a realização de

atividades avaliativas e a pontuação obtida dependerá do desempenho dos

estudantes. Nestes desafios também é possível pontuar por colocação. Para estes

desafios devem ser selecionadas duas atividades avaliativas como, por exemplo,

um teste e um simulado.

Para cada atividade seguem duas possiblidade para pontuação. A

primeira possibilidade visa premiar os grupos nos quais todos os alunos

obtiverem desempenho igual ou superior à média. Contudo, dependendo do

perfil da turma pode ser difícil que algum grupo conquiste esse desafio, o que

poderá ocasionar certa frustração coletiva. Tendo em vista tal possiblidades

segue a segunda opção que necessariamente permitirá que dois grupos pontuem.

5 Nesta atividade o trabalho será avaliado para a composição da nota dos alunos, mas para a pontuação na gamificação bastará a presença e realização da tarefa.

9

Para o desempenho no teste:

Primeira opção: o grupo no qual todos os participantes atingirem,

no mínimo, a média receberá pontuação máxima.

Segunda Opção: o grupo com a maior média simples receberá a

pontuação máxima e o grupo com a segunda maior média simples

receberá metade da pontuação.

Para o desempenho no simulado:

Primeira opção: o grupo no qual todos os participantes atingirem,

no mínimo, a média receberá pontuação máxima.

Segunda opção: o grupo com a maior média simples receberá a

pontuação máxima e o grupo com a segunda maior média simples

receberá metade da pontuação.

O passo seguinte é determinar o custo de cada premiação coletiva.

Considerando as sugestões de premiações do quadro 02 e o total de pontos

disponibilizados o quadro 06 apresenta uma sugestão para os valores dos

resgates.

Quadro 06: Sugestão dos valores para resgates das premiações coletivas

Premiação Custo total

Anular uma questão na avaliação trimestral 5.000 pontos

Formulário para consulta 10.000 pontos

É importante lembrar que o resgate destas premiações deve ser realizado

com cotas iguais para todos os grupos, ou seja, cada grupo deve possuir pontos

suficientes para o resgate. No caso da divisão da turma em 5 (cinco) grupos, por

exemplo, a cota para anular uma questão na prova seria de 1.000 (mil) pontos

para cada grupo.

O último passo da Organização Prévia será a escolha de um sistema para

acompanhamento do placar. Será de extrema importância manter o registro da

pontuação obtida pelos grupos ao longo da sequência didática, a atualização

10

deve ser feita semanalmente e todos os alunos devem ter acesso ao controle. Para

este fim apresentam-se duas opções: O controle manual e o controle virtual.

O controle manual é um registro escrito da pontuação. O quadro 06

apresenta como a sequência didática pode ser sintetizada em um placar que

reúna todas as atividades propostas e possibilite a contabilidade da pontuação

dos grupos. Estes podem receber exemplares não oficiais do controle de pontos

para realizar o acompanhamento de seus desempenhos. Esta modalidade de

controle pode ser utilizada em qualquer realidade escolar, mas irá requerer o

trabalho do preenchimento e do cálculo do somatório das pontuações, além do

cuidado necessário para que o registro não se perca.

Já o controle virtual facilita a logística das atualizações, cálculos e

consultas. Nesta modalidade o placar é disponibilizado como planilha em uma

página online6 e poderá ser consultado pelos estudantes através de um link. A

estrutura utilizada será a mesma do Quadro 06. Na modalidade virtual o placar

deverá ser configurado para realizar o somatório automático da pontuação e

caberá ao docente apenas o lançamento das pontuações. A atualização poderá ser

feita a partir de qualquer dispositivo com acesso à internet.

Quadro 06: Modelo para controle manual do placar

Atividade\Grupo Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV Grupo V

Fase I Colaboração

Competição

Fase II Colaboração

Competição

Fase III Colaboração

Competição

Fase IV Colaboração

Competição

Fase V Colaboração

Competição

Desafio I

Desafio II

6 Por exemplo, podem ser usados os serviços Planilhas Google, Microsoft Excel Online ou Zoho Sheet.

11

Desafio III

Desafio IV

Desafio V

Total de pontos

De maneira sintética pode-se elencar as etapas da organização prévia que

deve ser realizada pelo docente:

Selecionar as premiações coletivas;

Selecionar os cinco desafios;

Determinar o custo de cada premiação coletiva;

Escolher um sistema para acompanhamento do placar.

Para a apresentação desta sequência didática os desafios já estão

elencados, mas entende-se como possível a mudança por outra das sugestões

apresentadas ou ainda por outras atividades que sejam coerentes com a

proposição dos desafios. O quadro 07 apresenta os desafios selecionados para o

desenvolvimento desta sequência didática.

Quadro 07: Desafios selecionados para o desenvolvimento da sequência didática Desafio Tipo Descrição

I Imersão Criação de uma identidade visual

II Por participação Realização do trabalho: Construção de uma

escala termométrica arbitrária

III Por participação Pesquisa Prévia sobre mecanismos de

transferência de calor

IV Por desempenho Teste – segunda opção

V Por desempenho Simulado – segunda opção

12

2.1.2. Início

Início: Avaliação diagnóstica e organização

Tempo: 02 tempos (100 minutos)

Destina-se a uma avaliação diagnóstica na forma de questionário7 individual que

visa verificar os conceitos prévios dos estudantes no que se refere aos tópicos de

Física Térmica.

Em seguida terá início a dinâmica de gamificação da sala de aula. O docente

deve apresentar aos estudantes a proposta, os principais objetivos e as possíveis

conquistas8. Após a apresentação os alunos devem ser questionados sobre o

interesse em participar da atividade e na sequência devem escolher por votação

simples um cenário9. O quadro 08 apresenta uma opção de cenário denominado

Batalha de reinos e o quadro 09 apresenta outra opção de cenário denominado O

campeonato. Após a escolha do cenário a turma deve, então, se dividir em cinco

grupos.

Quadro 08: Cenário Batalha de Reinos

Aluno Monarca, general, soldado ou camponês

Professor Igreja

Nome do aluno Nome do aluno

Grupo de estudo Reino

Atividades dos Reinos Batalhas

Atividades individuais Batalhas de campo

Resolver problemas e afins Batalhas mistas

Trabalhos e atividades em dupla Batalhas colaborativas

7 Apêndice A. 8 Recomenda-se a utilização de recursos visuais e exemplificações. 9 Uma alegoria que elenca personagens utilizada como recurso para favorecer a imersão dos estudantes na proposta de atividade.

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Quadro 09: Cenário O campeonato

Aluno Capitão, contador ou jogador

Professor Professor

Nome do aluno Nome do aluno

Grupo de estudo Time

Atividades dos Times Jogos

Atividades individuais Preparação

Resolver problemas e afins Treino

Trabalhos e atividades em dupla Amistosos

Após a escolha do cenário e a divisão dos grupos, os alunos devem se

reunir para dividir os personagens e escolher nomes para seus grupos. No

cenário Batalha de Reinos deve existir apenas um monarca e um general em cada

grupo e os demais alunos devem se dividir como soldados e camponeses. De

forma análoga no cenário O campeonato deve existir apenas um capitão e um

contador em cada grupo e os demais alunos serão jogadores.

Os monarcas ou os capitães devem ser escolhidos por seus grupos e ficarão

com a função de falar em nome da equipe. Isso ajudará o docente a compartilhar

informações e irá agilizar os momentos de competição. Já os generais ou

contadores serão os responsáveis por acompanhar a contagem de pontos dos

grupos. Após finalizada a organização os grupos receberão o primeiro desafio

que deverá ser entregue no encontro seguinte.

2.1.3. Desenvolvimento do conteúdo

Cada fase destinada ao desenvolvimento do conteúdo está organizada em

cinco momentos: Problematização inicial, Atividade principal, Sistematização do

conteúdo, Realização de exercícios e Competição, não necessariamente nesta ordem.

Segue uma breve descrição dos objetivos de cada momento.

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Problematização inicial

Visa apresentar o tópico por meio de problematizações e

contextualizações. A participação dos estudantes é crucial nesta etapa, logo,

devem ser incentivados a apresentar suas respostas, questionamentos e reflexões.

O professor assume o papel de mediador e quando indagado deve realizar

questionamentos com a intenção de provocar confronto entre os conceitos

prévios e as novas informações.

Atividade principal

Está atividade estará alinhada ao objetivo principal de cada etapa e apoia-

se em um elemento-chave10. Com o resultado deste momento deseja-se viabilizar

a análise do nível de assimilação dos estudantes.

Sistematização do conteúdo

Visa sistematizar o conteúdo para registro. Deve necessariamente conter

exemplos a serem resolvidos em conjunto com os alunos.

Realização de exercícios

Neste momento deve-se prezar pela participação dos estudantes na

realização de exercícios selecionados pelo docente. Para as turmas modelo os

exercícios foram selecionados do livro-texto (apostila) buscando priorizar

questões que explorem os conceitos físicos e apresentem uma evolução quando

a complexidade.

A principal referência bibliográfica utilizada pelos estudantes no curso da

aplicação modelo da sequência didática foi a primeira edição da apostila PH:

Ensino Fundamental 2: Física: 9° ano: caderno 04 da Editora SOMOS Sistema de

Ensino. Os autores desta obra são Daniel Fernandes Grangeia e Fabrício Cortezi

de Abreu Moura.

10 Recurso pedagógico utilizado para ilustração e dinamização da aula com o objetivo de contribuir para compreensão dos tópicos e protagonismo dos estudantes.

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Este livro-texto (apostila) apresenta ao final de cada módulo três blocos

de exercícios intitulados: Praticando o aprendizado, Aplicando o conhecimento e

Desenvolvendo habilidades. O primeiro tem como objetivo revisar os conceitos

abordados no módulo e solicita definições e resoluções de problemas simples. O

segundo bloco solicita a resolução de questões contextualizadas e problemas

mais complexos. Por fim o terceiro bloco solicita a resolução de questões objetivas

retiradas em sua maioria de provas de seleção.

Competição

Este momento está intimamente relacionado ao mecanismo motivacional

escolhido como plano de fundo para a sequência didática: gamificação da sala de

aula. Este mecanismo visa garantir a participação e o comprometimento dos

estudantes com o processo de aprendizagem.

Neste momento os estudantes organizados em grupos devem buscar

consenso quanto a resposta de questões apresentadas pelo professor em um

processo de instrução colaborativa.

Em cada fase destinada ao desenvolvimento do conteúdo serão

apresentados quadros com sugestões de questões para a primeira e segunda

rodada da Competição. Cada quadro contará com três colunas. A primeira coluna

apresentará a questão, a segunda apresentará uma resposta modelo e a terceira

apresentará a referência da questão.

Este momento evidencia uma das características da estratégia de

gamificação da sala de aula: o feedback constante, pois será possível perceber se

os estudantes estão conseguido aplicar os conceitos de Física Térmica estudados,

permitindo ao docente realizar intervenções quando necessárias.

Fase I: Introdução à Termologia


Objetivo principal:

Compreender escalas termométricas como uma construção humana;

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Objetivo secundário:

Comparar diferentes escalas de termométricas.

Elemento-chave:

Elaboração de uma escala termométrica arbitrária.


O tema deve ser apresentado pelo professor aos estudantes através da

reapresentação dos cinco primeiras indagações da avaliação diagnóstica: “01. O

que é temperatura?”; “02. O que é escala de temperatura?”; “03. Diga o nome de um

instrumento utilizado para medir a temperatura.”; “04. Como devemos proceder para

aumentar a temperatura de um corpo?”; “05. Como devemos proceder para diminuir a

temperatura de um corpo?”. Neste momento o docente deve incentivar a

participação, solicitando que comentem e comparem suas respostas. Para

finalizar esta etapa deve-se questionar os alunos sobre qual seria a temperatura

da sala de aula, em seguida, perguntar em qual escala de temperatura estaria a

informação e questionar, então, se existem outras escalas de temperatura. Tais

questões funcionarão como provação para suscitar as relações que deverão ser

estabelecidas no desenvolvimento do conteúdo.


O conteúdo deve ser sistematizado, exemplos devem ser resolvidos pelo

professor com a colaboração da turma. Deve-se abordar os tópicos: Escalas de

temperatura, Escala absoluta, e Relação entre as escalas.

Atividade principal

Proposta de elaboração de uma escala arbitrária de temperatura11. Cada

grupo irá elaborar uma escola termométrica arbitrária que apresente valores para

os pontos de fusão e vaporização da água e na sequência irão estabelecer a relação

entre a escala criada e as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Esta atividade visa

11 Apêndice B.

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promover o entendimento da temperatura enquanto grandeza física e das escalas

termométricas enquanto construções humanas. Esta atividade será o Desafio II.

Realização de exercícios

Este é um momento reservado a realização individual de exercícios pelos

estudantes. O professor deverá colaborar na elucidação de dúvidas e em seguida

corrigir as questões.

Competição

Os alunos se organizam em seus grupos e são informados das questões

que devem ser resolvidas. O grupo deve chegar a um consenso sobre a resposta

e entregá-la ao professor que verificará as respostas. Na sequência as questões

devem ser corrigidas. O resultado geral dos grupos serve como parâmetro ao

professor para julgar a necessidade de dedicar maior ou menor intervalo de

tempo na elucidação de cada questão.

O quadro 10 apresenta duas opções para a primeira Questão da

Competição. O objetivo principal será verificar se os estudantes compreenderam o

conceito de temperatura.

Quadro 10: Sugestões para a primeira questão da Competição da Fase I. Questão Resposta modelo Referência

Dois copos contêm água com temperaturas de 40 ºC e 60 °C. Em qual deles podemos afirmar que as moléculas de água estão mais agitadas?

O copo a 60 ºC tem a água no estado de agitação mais intenso. Quanto maior a temperatura, maior será o grau de agitação das moléculas.

Grangeia e Moura (2018) – p.437.

O que significa um corpo estar mais quente do que outro?

Significa que suas partículas estão mais agitadas do que as do outro corpo.

Pietrocola, M. et al. (2016) – p.98.

As partículas de dois corpos feitos do mesmo material, mas de tamanhos diferentes, vibram com igual intensidade. O que se pode dizer sobre a

A temperatura deles é igual, porque suas partículas vibram com a mesma intensidade.

Pietrocola, M. et al.

(2016) – p.98.

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temperatura de cada um deles?

O quadro 11 apresenta quatro opções de questões para a segunda rodada

da Competição. Nesta rodada o objetivo é verificar se os estudantes conseguem

utilizar a expressão que relacionam as escalas Celsius e Fahrenheit para converter

valores entre as escalas.

Quadro 11: Sugestões para a segunda questão da Competição da Fase I. Questão Resposta modelo Referência

No Rio de Janeiro, a temperatura ambiente chegou a atingir, no verão de 1998, o valor de 49ºC. Qual seria o valor dessa temperatura, se lida num termômetro graduado na escala Fahrenheit?

120,2 ºF Ferraro e Soares (2004) – p.

244.

Lê-se no jornal que a temperatura em certa cidade da União Soviética atingiu, no inverno, o valor de 14ºF. Qual o valor dessa temperatura na escala Celsius?

- 10 °C Ferraro e Soares (2004) – p.

244.

Um termômetro bem aferido, graduado na escala Fahrenheit, acusou, para a temperatura ambiente em um bairro de Belo Horizonte, 77ºF. Expresse essa temperatura na escala Celsius.

25°C Ferraro e Soares (2004) – p.

244.

Qual dos objetos tem maior temperatura: um prego a 40 °C ou um parafuso a 86 ºF?

O prego a 40 ºC. Grangeia e Moura (2018) – p.437.

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Fase II: Dilatação térmica dos corpos


Objetivo principal:

Reconhecer a variação no tamanho dos materiais em razão da variação de

temperatura.

Objetivos secundários:

Caracterizar os coeficientes de dilatação;

Interpretar a dilatação térmica no cotidiano;

Reconhecer a variação no volume dos materiais e na capacidade dos

recipientes em razão da variação de temperatura;

Reconhecer a dilatação real e aparente de um líquido.

Elemento-chave:

Atividade experimental sobre dilatação.


Deve-se iniciar com a revisão dos conceitos trabalhados na etapa anterior.

Prioriza-se a elaboração de perguntas direcionadas aos estudantes e a correção

de atividades indicadas para casa.

O tema deve ser apresentado pelo professor aos estudantes através da

reapresentação da sexta pergunta da avaliação diagnóstica: “06. Quais são os

possíveis efeitos do aquecimento de um corpo?”. Neste momento o docente deve

incentivar a participação, solicitando que comentem e comparem suas respostas.

O professor deve então apresentar a dilatação dos corpos como um efeito do

aquecimento.

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Atividade principal

Os alunos serão orientados para a participação em uma atividade

experimental sobre dilatação dos corpos sólidos12. Está atividade pode ser

realizada com diferentes fontes de calor, portanto é importante uma simulação

prévia para estabelecer o tempo necessário de aquecimento. 13



professor com a colaboração da turma. Deve-se abordar os tópicos: Dilatação dos

sólidos e Dilatação dos líquidos.

Os momentos seguintes: Realização de exercícios e Competição seguem como

descrito na Fase I da sequência didática.

O quadro 12 apresenta três opções para a primeira Questão da Competição.

O objetivo principal será verificar se os estudantes compreenderam a

proporcionalidade existente entre a variação de tamanho, o tamanho inicial, o

coeficiente de dilatação e a variação de temperatura.

Quadro 12: Sugestões para a primeira questão da Competição da Fase II.

Questão Resposta modelo Referência

Ao pegarmos duas réguas de alumínio, uma de 15 cm e outra de 30 cm, e colocarmos juntas expostas ao sol, o que poderemos dizer sobre as dilatações sofridas?

Sofrerá maior dilatação a régua de 30 cm.

Grangeia e Moura (2018) – p.446.

Um fio metálico de 10m se dilata 0,2 mm quando sujeito a certa variação de temperatura. Se outro fio do mesmo material, mas com 30 m, sofrer a mesma variação de temperatura, qual será sua dilatação?

Como a dilatação é diretamente proporcional ao comprimento inicial, m fio de comprimento inicial três vezes maior sofrerá uma dilatação três vezes maior, ou seja, 0,6 mm.

Pietrocola, M. et al. (2016) – p.114.

12 Apêndice C. 13 Como a atividade envolve uma fonte de calor é importante analisar os riscos. Uma possibilidade é realizar a atividade demonstrativamente solicitando a participação de alguns estudantes.

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Certa barra metálica se dilata 0,5 mm quando sujeita a uma variação de 300 ºC em sua temperatura. Quantos milímetros ela deverá se dilatar se for exposta a uma variação de 600 ºC?

Como a dilatação é proporcional à variação de temperatura e a temperatura da segunda situação é o dobro da primeira, a dilatação da barra também será o dobro: 1,0 mm.


(2016) – p.114.

O quadro 13 apresenta situações problemas sobre Dilatação Térmica. O

objetivo é verificar se os estudantes são capazes de aplicar os conceitos estudados

de maneira correta em cenários que conversem com a realidade cotidiana.

Quadro 13: Sugestões para a segunda questão da Competição da Fase II.


Um pote de vidro é fechado por uma tampa de metal. Ao tentarmos abrir o pote temos uma grande dificuldade. Com o intuito de facilitar a abertura do pote, podemos. a) mergulhar a tampa em água fria, pois sofrerá dilatação ficando mais folgado. b) mergulhar o frasco em água quente, pois sofrerá contração ficando mais folgado. c) mergulhar a tampa em água quente, pois sofrerá contração ficando mais folgado. d) mergulhar a tampa em água quente, pois sofrerá dilatação ficando mais folgada.

Opção D Grangeia e Moura (2018) – p.448

(Fatec-SP) Uma placa de alumínio tem um grande orifício circular no qual foi colocado um pino, também de alumínio,

Opção D Pietrocola, M. et al. (2016) – p.119

22

com grande folga. O pino e a placa são aquecidos de 500ºC, simultaneamente. Podemos afirmar que: a) a folga irá aumentar, pois o pino ao ser aquecido irá contrair-se. b) a folga diminuirá, pois ao aquecermos a chapa a área do orifício diminui. c) a folga diminuirá, pois o pino se dilata muito mais que o orifício. d) a folga irá aumentar, pois o diâmetro do orifício aumenta mais que o diâmetro do pino. e) a folga diminuirá, pois o pino se dilata, e a área do orifício não se altera. (Mack-SP) No estudo dos matérias utilizados para a restauração de dentes, os cientistas pesquisam entre outras características o coeficiente de dilatação térmica. Se utilizarmos um material de dilatação térmica inadequado, poderemos provocar sérias lesões ao dente, como uma trinca ou até mesmo sua quebra. Nesse caso, para que a restauração seja considerada ideal, o coeficiente de dilatação volumétrica do material de restauração deverá ser: a) igual ao coeficiente de dilatação volumétrica do dente. b) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica

Opção A Grangeia e Moura (2018) – p.455

23

do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos frios. c) menor que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos frios. d) maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito quentes. e) menor quo o coeficiente de dilatação volumétrica do dente, se o paciente se alimenta predominantemente com alimentos muito quentes.

Fase III: Introdução à Calorimetria e Equilíbrio Térmico


Objetivos principais:

Compreender o conceito de calor;

Diferenciar os conceitos de temperatura e calor;


Caracterizar a quantidade de calor sensível e a quantidade de calor latente;

Aplicar o princípio da conservação de energia nas trocas de calor entre

corpos a diferentes temperaturas.

Elemento-chave: Simulação computacional14

14 A simulação computacional utilizada intitula-se “Formas de energia e transformações” e está disponível gratuitamente em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/energy-

24


Após a realização da revisão da etapa anterior o tema deve ser

apresentado pelo professor aos estudantes através da reapresentação da sétima e

oitava pergunta da avaliação diagnóstica: “07. O que é calor?”; “08. Calor e

temperatura são grandezas físicas equivalentes? Justifique.”. Neste momento o

docente deve incentivar a participação, solicitando que comentem e comparem

suas respostas. O professor deve então convidar os estudantes a interagir com

uma simulação computacional sobre o tema.

Atividade principal

Uma breve revisão sobre o tema Energia15 deve ser feita com base em

questionamentos direcionados aos alunos como: “O que é energia?”; “Quais são os

tipos de energia?”; “É possível criar energia?”; “É possível destruir energia?”; “Nosso

corpo precisa de energia para funcionar. Como obtemos essa energia?”; “O que é energia

útil?”; “O que é energia dissipada?”; “Qual é a relação entre energia e esse conteúdo que

estamos estudando?” etc.

A simulação deve ser então apresentada (figura 01) em sua segunda aba

denominada Sistemas de Energia e o professor pode seguir com os

questionamentos solicitando aos estudantes que digam qual é o tipo de energia

preponderante em cada parte do esquema apresentado.

forms-and-changes. Ao acessar o endereço eletrônico é recomendável baixar a simulação para o computador, pois feito isto será possível executá-la sem a necessidade de conexão à internet. 15 Tendo em vista o Currículo Clássico da disciplina de Física utilizado na maioria da escolas o tópico Energia Mecânica é abordado antes dos tópicos de Física Térmica tanto no Ensino Fundamental quanto no Ensino Médio.

25

Figura 01: Aba Sistemas de Energia da simulação computacional Forma de energia e transformações.

Para dar sequência deve-se assinalar a opção Símbolos de Energia na parte

superior direita da simulação e iniciar o sistema de transformação suscitando a

conferência entre as respostas apresentadas pelos estudantes e os símbolos

fornecidos pela simulação (figura 02).

Esta aba da simulação oferece a construção de outros esquemas de

transformação de energia que podem ser montados com a utilização dos itens

disponíveis na parte inferior da tela. Recomenda-se permitir que os estudantes

explorem as montagens16. Uma possível montagem utiliza uma bicicleta que será

pedalada por uma pessoa (figura 03).

16 Caso a escola não possua um laboratório de informática a simulação pode ser apresentada em uma única tela com a utilização de um computador e um projetor e nesta situação o professor deve explorar as possíveis montagens solicitando sugestões aos estudantes.

26

Figura 02: Possível sistema de energia em funcionamento na simulação.

Figura 03: Possível sistema de energia em funcionamento na simulação.

27

Nesta possibilidade é particularmente interessante explorar o conceito de

energia química utilizada pela pessoa e sua necessidade de alimentação

evidenciada na simulação (figura 04), criando uma ponte no conteúdo para a

disciplina de Biologia17. Também é possível explorar a diferença de eficiência

entre lâmpadas quentes (incandescentes) e frias (fluorescentes) revisitando os

conceitos de energia útil e energia dissipada e estabelecendo relação entre as

áreas da Física Termologia e Eletricidade.

Este elemento-chave visa suscitar a compreensão do calor (energia

térmica) enquanto uma forma de energia.

Figura 04: Possível sistema de energia fora de funcionamento na simulação em razão da necessidade de alimentação da

pessoa que pedala a bicicleta.

17 Evidenciar a relação entre Física, Biologia e Química contribui para a compreensão destas Ciências como componentes de uma área do conhecimento humano hoje denominada Ciências da Natureza o que pode ser um facilitador para que os estudantes consigam estabelecer relações significativas entre os tópicos estudados na escola e suas vivências.

28

Na sequência deve-se explorar a aba Introdução (Figura 05) desta

simulação com o objetivo de contribuir para a compreensão do processo de

equilíbrio térmico.

Nesta aba também é possível assinalar a opção Símbolos de Energia na parte

superior direita da simulação. Os termômetros disponíveis na parte superior

esquerda devem ser colocados em contato com os corpos (substâncias) para que

indiquem a temperatura ao longo do processo.

Ao colocar um dos corpos sobre a fonte de calor e ligá-la é possível

observar a elevação da coluna vermelha no termômetro (figura 06).

Figura 05: Elementos disponíveis na tela Introdução da simulação.

29

Figura 06: Simulação do aquecimento do corpo tijolo.

Para explorar o conceito de equilíbrio térmico após aquecer um dos corpos

deve-se colocá-lo no recipiente com água e chamar atenção dos estudantes para

a marcação do termômetros (figura 07).

Também é possível colocar os corpos tijolo e ferro em contato para

observar o equilíbrio térmico. Ao manipular as possibilidades desta aba os alunos

devem ser questionados sobre o sentido do fluxo de calor em cada passo do

processo.

30

Figura 07: Simulação do equilíbrio térmico entre a água e o ferro.



professor com a colaboração da turma. Deve-se abordar os tópicos: Calor sensível,

Calor latente e equilibro térmico.

Os momentos seguintes: Realização de exercícios e Competição seguem como

descrito na Fase I da sequência didática.

O quadro 14 apresenta duas opções para a primeira Questão da

Competição. O objetivo principal será verificar se os estudantes assimilaram o

conceito de calor.

Quadro 14: Sugestões para a primeira questão da Competição da Fase III.


Identifique, entre as frases abaixo, a(s) errada(s) do ponto de vista físico e depois corrija-a(s).

Está errada a alternativa a. O refrigerante permanece gelado na caixa de isopor, pois esta evita a troca de


(2016) – p.95.

31

a) O refrigerante permanece gelado dentro de uma caixa de isopor, pois ela não deixa o frio escapar. b) A sensação de frio que sentimos ao tocar uma colher se deve à perda de calor de nossa mão para a colher. c) Uma sopa quente esfria com o tempo, pois fornece calor para o meio ambiente.

calor entre o refrigerante e o ambiente externo.

Faça a associação correta entre os itens de a até c com as sentenças de I a III. a) Energia térmica. b) calor c) frio I. É a energia medida pelo grau de agitação das partículas que constituem um corpo. II. Não existe do ponto de vista cientifico. É apenas uma força de expressão utilizada quando o corpo perde calor para o ambiente. III. É energia térmica transferida de um corpo para outro.

a. I b. III c. II

Pietrocola, M. et al. (2016) – p.95. (Adaptada)

O quadro 15 apresenta questões sobre equilíbrio térmico. São sugestões

para a segunda questão da fase III. O objetivo é verificar se os estudantes são

capazes de aplicar os conceitos estudados de maneira correta.

Quadro 15: Sugestões para a segunda questão da Competição da Fase III.


Quando misturamos em uma xícara café quente

O leite. Grangeia e Moura (2018) – p.468

32

com leite frio, qual dos componentes da mistura vai ganhar calor?

Se colocarmos refrigerante e uma pedra de gelo em um copo, qual componente vai perder calor?

O refrigerante. Grangeia e Moura (2018) – p.468

Dois copos de água idênticos, com temperatura de 10ºC e 20ºC, são misturados. A temperatura resultante é 15ºC. Como isso ocorre?

A parte mais quente da água cede energia térmica para a parte mais fria. Assim, a parte mais quente tem sua temperatura diminuída e a parte mais fria, aumentada. Como a energia térmica se distribui homogeneamente por todas as moléculas, a temperatura média da água toma um patamar intermediário.


(2016) – p.95.

Está etapa deve ser concluída com a seguinte indagação aos alunos: “Na

simulação observamos o aquecimento de corpos sólidos, líquidos e também gasosos (o ar

que está no ambiente). O aquecimento ocorre da mesma forma em todas as situações?”.

Deve-se então informar aos estudantes que o encontro seguinte tratará dos

diferentes mecanismos de transferência de calor e orientá-los a realizar uma

pesquisa sobre o assunto assim como a leitura no módulo previsto para a

próximo encontro. A pesquisa prévia será o desafio III.

Fase IV: Mecanismos de transferência de calor


Objetivo principal:

Compreender os diferentes processos de transferência de calor;

33


Associar os conhecimentos de propagação de calor ao funcionamento de

aparelhos;

Identificar os usos dinâmicos dos processos de propagação de calor.

Elemento-chave: Situações problemas

Atividade principal

Para tratar de Mecanismos de transferência de calor todos os momentos

desta etapa farão parte da atividade principal. Os alunos devem se organizar em

grupos já no início do encontro (aula). Os momentos seguintes serão

desenvolvidos a partir de questionamentos feitos aos grupos.

Na Problematização inicial deve-se retomar o questionamento feito no

encerramento da última etapa e os resultados da pesquisa proposta devem ser

apresentados para a Sistematização do conteúdo.

A Realização de exercícios será um jogo de perguntas e respostas18. Na

primeira etapa o professor apresentará uma situação problema com alternativas

de resposta ou cuja a resposta seja sucinta, cada grupo escreverá sua resposta e

apresentará simultaneamente quando solicitado pelo professor. Na segunda

etapa cada grupo será convidado a apresentar oralmente a resposta de um

problema discursivo.

Para o momento da Competição os quadros 16 e 17 apresentam sugestões

de questões. O objetivo principal será verificar se os estudantes são capazes de

caracterizar e identificar os diferentes tipos de Mecanismos de transferência de

calor.

Quadro 16: Sugestões para a primeira questão da Competição da Fase IV.


(Uece – CE) O calor se propaga por convecção no (na):

Opção A Pietrocola, M. et al.

(2016) – p.146.

18 Apêndice D

34

a) água b) vácuo c) chumbo d) vidro Identifique o principal mecanismo de transmissão de calor que ocorre nas situações a seguir: a) Quando o Sol aquece a Terra; b) Quando aparelhos de ar condicionado refrigeram um ambiente; c) Quando uma panela de metal é colocada sobre a chama de um fogão.

a) Irradiação b) Convecção c) Condução

Grangeia e Moura (2018) – p.477

Quadro 17: Sugestões para a segunda questão da Competição da Fase IV. Questão Resposta modelo Referência

Nas cidades onde o frio predomina durante o ano, é comum que casas tenham aquecedores. Considere um cômodo de uma residência. Para que esse cômodo se aqueça uniformemente, qual é a melhor posição em que deve ser instalado o aparelho de aquecimento: mais próximo do chão ou mais próximo do teto?

Como o ar quente tende a subir (menor densidade) e o ar frio tende a descer (maior densidade), é melhor que o aquecedor seja posicionado mais próximo ao chão, para que sejam criadas correntes de convecção.

Grangeia e Moura (2018) – p.477

Explique, em termos de propagação de calor, por que usamos agasalhos de lã, flanela ou outros materiais para nos protegermos do frio.

A lã e a flanela são isolantes térmicos, diminuindo a perda de calor do nosso corpo para o meio ambiente.

Ferraro e Soares (2004) –

p. 284.

Em um mesmo ambiente, quando pisamos um chão de ladrilhos, sentimos maior sensação de frio do que quando pisamos um

O ladrilho é melhor condutor do que a madeira e, por isso, o calor de nossos pés transmite-se

Ferraro e Soares (2004) –

p. 284.

35

chão de madeira. Explique essas diferentes sensações.

mais rapidamente para o ladrilho.

2.1.4. Revisão

Fase V: Revisão e Premiações


Objetivo principal:

Revisitar os tópicos de Física Térmica estudados ao longo da sequência

didática.

No desenvolvimento da aula deve-se sintetizar os tópicos estudados ao

longo da sequência didática, resolver exercícios e elucidar eventuais dúvidas

apresentadas pelos alunos.

Na Competição deve-se selecionar as questões nos quadros 10 a 16

priorizando questões já utilizadas nas quais os estudantes apresentaram

dificuldades ou questões ainda não utilizadas.

O final da aula será destinado as Premiações, neste momento o placar final

da gamificação deve ser apresentado a turma para que as conquistas coletivas

sejam resgatadas.

Item 06: Avaliação


Objetivo principal:

Verificar a evolução dos conceitos de Física Térmica


Realizar avaliação escrita do processo avaliativo;

36

Comparar o desempenho na avaliação escrita com o desempenho na

avaliação processual da sequência didática.

Elemento-chave: Avaliação escrita.

Item final: Fase bônus


Objetivo principal:

Realizar um balanço das atividades realizadas ao longo da sequência

didática.


Revisar os conteúdos;

Elucidar eventuais dúvidas;

Elemento-chave: Análise e correção da avaliação escrita.

Nesta fase também poderá ser feita a reaplicação do questionário utilizado

como avaliação diagnóstica (Apêndice A) com a finalidade de uma análise

comparativa individual das concepções dos estudantes sobre conceitos de Física

Térmica.

37

3. Considerações Finais

A estrutura de gamificação utilizada nesta sequência didática está alinhada

ao trabalho do professor Lee Sheldon, autor da obra intitulada The Multiplayer

Classroom: Designing Coursework as a Game publicada em 2012 pela editora

Cengage Learning. Na proposta de Sheldon a pontuação obtida é

automaticamente convertida na média dos estudantes.

Entendendo que realizar uma conversão similar em turmas da educação

básica brasileira pode se tornar inviável na maioria das escolas, tendo em vista

que os regimentos escolares rotineiramente elencam instrumentos avaliativos

que deverão ser aplicados por todos os professores, as Premiações foram

concebidas como uma forma de viabilizar a gamificação sem prejuízo aos

instrumentos avaliativos normatizados pelos sistemas de Ensino.

Ainda neste sentido compreende-se que as atividades utilizadas nesta

sequência didática como desafios, tais como trabalho, teste e simulado, podem

não existir em outros sistemas de ensino e se este for o caso bastará que o docente

as substitua mantendo a lógica das pontuações.

38

4. Referências

BRASILEIRO, C.; BRASILEIRO, A. A. Profissionais em construção: entre o ideal e a realidade. Niterói: Laboratório de novas tecnologias de ensino (LANTE) – Universidade Federal Fluminense (UFF), 2017. FADEL, L. M; et al. Gamificação na educação. São Paulo: Pimenta Cultural, 2014. Disponível em:<http://www2.dbd.pucrio.br/pergamum/Docdigital/PimentaCultural /gamificacao_na_educacao.pdf>. Acesso em: 08 de Março 2018. FERRARO, N. G.; SOARES, P.A. de T. Física Básica – volume único. 2ª ed. São Paulo: Atual, 2004. - Unidade IV.

GRANGEIA, D.F.; MOURA. F. C. de A. PH: Ensino Fundamental 2: Física: 9° ano: caderno 04: Professor. 1ªed. São Paulo: SOMOS Sistema de Ensino, 2018. 71 p.

PIETROCOLA, M. et al. Física em contextos, 2: Ensino Médio: Manual do

Professor. 1 ed. São Paulo: Editora do Brasil, 2016. – Unidade 2

SHELDON, L. The Multiplayer Classroom: Designing Coursework as a Game. USA, Boston: Cengage Learning, 2012.

STUDART, N. Simulações, games e gamificação no Ensino de Física. In: I WORKSHOP DO MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA, 2015, Brasília. Anais Eletrônicos…Brasília: UnB, 2015. Disponível em: < mnpef.ararangua.ufsc.br/files/2015/05/Workshop-UnB_2015.pdf>. Acesso em: 06 de fevereiro de 2018.

39

5. Apêndice A – Avaliação diagnóstica

Procure responder as questões com o máximo de detalhes

01. O que é temperatura? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 02. O que é escala de temperatura? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 03. Diga o nome de um instrumento utilizado para medir a temperatura. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 04. Como devemos proceder para aumentar a temperatura de um corpo? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 05. Como devemos proceder para diminuir a temperatura de um corpo? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 06. Quais são os possíveis efeitos do aquecimento de um corpo? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 07. O que é calor? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 08. Calor e temperatura são grandezas físicas equivalentes? Justifique. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Logo

Da Instituição

Nome da Instituição

Estudante: Turma:

Disciplina: Física Professor(a): Data: ___/____/20___

QUESTIONÁRIO

40

6. Apêndice B – Construção de uma escala termométrica arbitrária

Como vimos as escalas termométricas são construções humanas elaboradas para traduzir em valores numéricas a grandeza física temperatura, seria possível então criar outras escalas termométricas?

01. Crie uma escala arbitrária de temperatura:

Estabeleça valores numéricos para os pontos de fusão e ebulição da água;

Dê um nome a escala e crie uma unidade de medida. Crie um símbolo para uma temperatura qualquer nesta escala;

Logo

Da Instituição


Estudantes: Turma:


ATIVIDADE

Ponto de fusão da água

Ponto de ebulição da água

Temperatura qualquer

41

02. Estabeleça a relação entre esta nova escala e a escala Celsius.

03. Estabeleça a relação esta nova escala e a escala Kelvin.

04. Calcule o valor referente ao zero absoluto nesta nova escala.

42

7. Apêndice C – Experimento sobre Dilatação dos sólidos

A dilatação térmica é um dos possíveis efeitos do aquecimento de um corpo.

Experimento Chave e Cadeado

Materiais necessários

Cadeado com chave;

Alicate;

Fonte de calor (maçarico, vela, chama de fogão a gás).

Recipiente com água.

Procedimento

Verifique se a chave abre o cadeado;

Tranque a cadeado;

Segure a chave com o alicate e aqueça a chave utilizando a fonte de calor;

Tente abrir o cadeado com a chave aquecida;

Coloque a chave no recipiente com água e aguarde alguns minutos;

Torne a tentar abrir o cadeado com a chave.

Questionário

Sabemos que todos os corpos (substâncias) são formados por moléculas. O que acontece com estas moléculas quando a temperatura do corpo aumenta? E quando a temperatura do corpo diminui?

Logo Da

Instituição


Estudantes: Turma:


43

8. Apêndice D – Perguntas e Respostas

Perguntas e Respostas

Tema: Transferência de calor

Primeira fase

01. Quantos mecanismos de transferência de calor existem?

02. Qual é o mecanismo de transferência de calor que ocorre nos sólidos?

03. Qual é o mecanismo de transferência calor propiciado por ondas

eletromagnéticas?

04. Qual é o mecanismo de transferência de calor em que ocorre movimento de

matéria em conjunto com a energia?

05. Complete a sentença: Numa garrafa térmica, é mantido vácuo entre as

paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por

___________________.

06. Complete a sentença: As prateleiras de uma geladeira doméstica podem ser

grades vazadas para facilitar a ida da energia térmica até o congelador por

________________.

07. Complete a sentença: A ___________________ é um processo de propagação

de energia que ocorre no vácuo.

08. Sobre o conceito de calor é correto afirmar-se que:

a) o maior corpo sempre terá mais calor.

44

b) o corpo de maior temperatura sempre terá mais calor.

c) calor é um tipo de energia que flui naturalmente em função de diferenças de

temperatura.

d) é impossível fazer fluir calor de um corpo a temperatura menor para outro a

temperatura maior.

09. Complete a sentença: A ________________ ocorre principalmente nos sólidos.

10. Complete a sentença: Nos líquidos e gases o calor se propaga principalmente

por ________________.

11. A transmissão de calor por convecção só é possível:

a) no vácuo

b) nos sólidos

c) nos fluidos em geral (gases e líquidos).

d) nos gases

e) nos líquidos

12.Complete a sentença: O único processo de transmissão de calor que pode

ocorrer no vácuo é a ________________ .

13. Assinale a alternativa que define corretamente calor.

a) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema.

b) É uma forma de energia contida nos sistemas.

c) É uma energia de trânsito, de um sistema a outro, devido à diferença de

temperatura entre eles.

d) É uma forma de energia em trânsito, do corpo mais frio para o corpo mais

quente.

45

14. O café com leite possui uma temperatura uniforme embora, seja uma mistura

de café quente com leite frio. O nome dado ao processo físico que explica este

fato é:

a) Equilíbrio frio

b) Equilíbrio térmico

c) Equilíbrio quente

d) conversão de temperatura

e) desequilíbrio de temperatura

15. Complete a sentença: Durante o aquecimento de uma substância fluida (gás

ou líquido) a porção mais densa ________________ .

Segunda fase

16. Por que, em temperatura ambiente, um café quente fica menos quente e um

refrigerante gelado acaba se aquecendo?

17. Considere a frase: “Feche a porta, pois está entrando frio”.

É fisicamente correto dizer que o frio entra em um ambiente? Justifique sua

resposta.

18. Nas geladeiras as saídas de ar frio estão posicionadas na parte superior. Qual

é o tipo de transferência de calor mais evidente nesta situação? Explique como tal

processo ocorre.

19. Qual é o sentido da brisa na praia durante o dia? Explique seu funcionamento.

20. Qual é o sentido da brisa na praia durante a noite? Explique seu

funcionamento.

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