Gelo, calor e estados físicos

Disciplina: Ciências
Ciclo: Ensino Fundamental – 5ª a 9ª
Assunto: estados físicos; mudanças de estado; calor como forma de energia
Tipo: Metodologias

Esta atividade tem o propósito de introduzir os assuntos estados físicos e ciclo da água com os alunos. Além disso, pode proporcionar ao professor uma boa avaliação de conhecimentos prévios das crianças relacionados a esses conteúdos, bem como sobre mudanças de estado (em particular a fusão), isolantes térmicos e o papel do calor ou da energia térmica nas mudanças de estado físico.

A idéia básica da atividade é desafiar os alunos a fazer com que uma pedra de gelo dure o maior tempo possível sem derreter, ou seja, sem passar para o estado líquido.

O material necessário para a atividade é: gelo, papel sulfite, papel jornal, papel, alumínio, pano de lã (uma blusa pequena ou um cachecol), flanela, pano de algodão (um pano de prato) e saquinhos de plástico de diferentes tipos.

O ideal é deixar o gelo no congelador até o momento de entregá-lo aos alunos, mas, se isso não for possível, pode-se levar o gelo para a sala de aula em uma caixa de isopor, ou mesmo em uma caixa de papelão forrada com várias camadas de papel jornal.

O professor lança o seguinte desafio para os alunos (organizados em duplas ou trios):

Vocês receberão uma pedra de gelo e poderão utilizar qualquer um desses materiais, ou outros que tenham com vocês, para fazer o gelo permanecer no estado sólido o maior tempo possível.

Lançado o desafio, o professor solicita que cada dupla, ou trio, escolha o material a ser utilizado para evitar que o gelo derreta rapidamente. Em seguida, os alunos registram em seus cadernos que material escolheram e explicam por que fizeram essa escolha.

Uma vez que todas as equipes tenham registrado as opções e argumentos, o professor distribui rapidamente as pedras de gelo e controla a hora, utilizando um relógio que marque os segundos (por exemplo, 10h22min35s).

Enquanto cada equipe cuida de sua pedra de gelo, o professor circula pela classe e registra o que está ocorrendo. Cada vez que um gelo derrete completamente, a equipe passa a acompanhar o que está ocorrendo com outras pedras que ainda não derreteram totalmente. Para cada gelo derretido, o professor registra na lousa o material utilizado pela equipe e, se for necessário, a forma como ele foi utilizado.

Por exemplo, uma equipe pode utilizar papel jornal embrulhando o gelo como um presente, e outra fazer várias bolas de papel envolvendo o gelo completamente. Ao final, os materiais estarão registrados na lousa em ordem, dos piores para os melhores isolantes térmicos.

Terminada a parte experimental da atividade, o professor coordena um debate na classe desafiando os alunos a explicarem as formas mais eficientes de evitar que o gelo derreta. Neste momento, as equipes devem ler quais foram suas previsões e o que a experiência lhes mostrou, avaliando o quanto essas previsões e argumentações estavam corretas.

Provavelmente, vários alunos acham que utilizar um pano de lã não é bom, pois relacionam esse material com calor e aquecimento, mas não consideram o fato de que a lã é um bom isolante térmico, o que importa no caso.

O objetivo dos debates é apresentar a idéia de que o gelo derrete (funde), ou seja, passa do estado sólido para o líquido, porque recebe calor do ambiente. Se o gelo estiver bem isolado, de modo a receber pouco calor, a água permanecerá mais tempo no estado sólido.

Pode-se também trabalhar o conceito de isolante térmico, comentando com os alunos que malhas, cobertores e capotes são bons agasalhos porque são bons isolantes térmicos. No caso de nossos corpos, esses isolantes evitam que o calor do organismo seja perdido para o ambiente muito rapidamente; no caso do gelo, evitam que o calor do ambiente chegue a ele intensamente.

É interessante comentar também que esses materiais contêm bastante ar em seu interior e que o ar é um excelente isolante térmico, o que ocorre também no caso do isopor.

Texto Original: Vinicius Ítalo Signorelli

Edição: Equipe EducaRede

(CC BY-NC Acervo Educarede Brasil)

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