Conteúdos
Trocas de calor.
Temperatura.
Dilatação térmica.
Objetivos
Este roteiro trata do estudo qualitativo da dilatação térmica. Esperamos que o aluno tenha a oportunidade de compreender, analisar e vivenciar uma situação onde ocorre dilatação térmica.
1ª Etapa: Início de Conversa:
A dilatação térmica é um fenômeno cotidiano e ocorre com todos os materiais sujeitos à variação da temperatura. Embora seja tão comum, a dilatação térmica é geralmente imperceptível, pois nos sólidos e líquidos ela é pouco pronunciada e, no caso dos gases, dificilmente temos a oportunidade de vivenciar essa dilatação no dia a dia.
Nessa atividade vamos estimular o aluno a perceber a dilatação térmica e associá-la ao aumento do estado de agitação das moléculas do corpo (ou da velocidade das moléculas do gás). Esperamos com isso aproximar o aluno do conceito de dilatação térmica e consolidar outras aprendizagens, como o conceito de calor, temperatura e os fenômenos de troca de calor.
Consulte os links sugeridos na aba “Para organizar o seu trabalho e saber mais” e “Material de apoio”, antes de iniciar as atividades com seus alunos
2ª Etapa: Problematização e sensibilização
Nessa etapa o professor deve apresentar o tema de estudo, “Dilatação térmica”, e estimular um debate rápido sobre o que os alunos pensam sobre o tema. Algumas perguntas podem orientar esse debate e ajudar em uma diagnose dos conhecimentos prévios dos alunos. Essas perguntas também servirão para nortear o roteiro de experimentação sugerido.
1. Você sabe o que é “dilatação térmica”?
2. Você já reparou que nos viadutos e nos trilhos de trem são deixados espaços (vãos) a distâncias regulares?
3. Você já percebeu que algo se dilatou quando foi aquecido? Como você percebeu isso?
4. Já ouviu barulhos estranhos, como estalos, na sua geladeira, em armários ou mesmo de fontes não identificadas na sua casa, como se fossem fantasmas brincando de dar sustos?
5. Você saberia dizer o que acontece internamente com um corpo (com suas moléculas) quando ele se dilata?
Talvez alguns alunos tenham as respostas para algumas ou mesmo para todas essas perguntas. Talvez alguns fiquem em dúvida e surjam controvérsias. É importante que nesse momento os alunos tenham a palavra e que as suas dúvidas sejam anotadas e não respondidas. Da mesma forma o professor não deve “corrigir” as respostas dos alunos, de forma que eles possam verificar por si mesmos seus erros e acertos durante a atividade. O objetivo nesse momento inicial é despertar a curiosidade, o interesse e diagnosticar o que os alunos já sabem e o que precisam saber ou aperfeiçoar.
3ª Etapa: Apresentando brevemente o conceito de dilatação térmica.
Nessa etapa o professor deve apresentar o conceito de dilatação térmica e revisar os conceitos de calor, temperatura e trocas de calor.
Se o professor preferir, pode apresentar a videoaula “Telecurso 2000 Calculo Técnico 02 Calculando a dilatação térmica”, disponível na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”, e sugerir que os alunos acessem também a página “Dilatação térmica”, disponível na mesma seção. Nessa página há, inclusive, simulações e exercícios de verificação da aprendizagem. É importante aqui que o aluno conheça, ou revise, os conceitos básicos de calor e temperatura também.
4ª Etapa: Realizando experimentações para comprovar a dilatação linear de sólidos e a dilatação volumétrica de gases
Essa etapa é de prática e deve ser realizada no laboratório (mas também pode ser realizada no ambiente de sala de água, tomadas as devidas precauções). Nela os alunos vão fazer uma experimentação simples que consiste em observar a dilatação linear de um sólido e o professor pode também fazer a demonstração da dilatação volumétrica de um gás.
Embora o experimento de dilatação linear seja simples ele permite observar de fato a dilatação e também ajuda na compreensão do comportamento de lâminas bimetálicas, da erosão por intemperismo e da necessidade do conhecimento da dilatação térmica na engenharia de forma geral.
A experimentação e a demonstração estão disponíveis no “Roteiro de experimentação”, disponível na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”.
5ª Etapa: Finalização.
Para a finalização dessa atividade o professor pode propor aos alunos, ainda em grupo, que discutam e respondam as questões propostas no roteiro de experimentação.
Alternativamente, tanto o vídeo, quanto o link de página de texto do site sugerido, ou os applets disponíveis nesse texto, podem ser propostos como tarefa para casa.
Materiais Relacionados
Assista ao vídeo (1:26), “Curiosa dilatación con papel de aluminio”
Assista ao
vídeo (14:14 ), “Telecurso 2000 Calculo Técnico 02 Calculando a dilatação térmica”
Consulte o ‘Roteiro de experimentação’, disponível na aba Material de apoio
Arquivos anexados
- Dilatação térmica
