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)

Construção de terrário

Disciplina: Ciências
Ciclo: Ensino Fundamental – 5ª a 9ª
Assunto: Ciclo da água
Tipo: Metodologias

Nas aulas sobre o ciclo da água, é interessante que os alunos observem uma simulação do ambiente natural, para compreender o processo de condensação da água causado pela evaporação.

A construção de um terrário é uma ótima alternativa para essa finalidade. O professor pode dividir a classe em grupos e solicitar aos alunos que tragam um vidro incolor de boca larga e com tampa. Deve colocar no interior do recipiente uma camada de pedregulho (pedrinhas de aquário) e outra de terra vegetal (usada para vaso de planta). Depois é preciso umedecer a terra com água e plantar vários tipos de folhagens pequenas ou flores, como a violeta e a maria-sem-vergonha. Por fim, acrescentar um pequeno tronco com folhas em broto. O vidro deve estar limpo e ser bem tampado, para posterior observação.

É importante desenvolver um processo de observação por, aproximadamente, quatro semanas. Os alunos irão perceber que a evaporação é visível quando a água estiver condensada em gotas nas laterais e na parte superior do vidro. As gotas, com o peso, cairão, simulando a chuva e umedecendo novamente a terra. Completa-se o ciclo da água.

A atividade pode ser realizada em grupo e cada um deve registrar sua observação em cartaz com data, descrição do observado e conclusão do grupo. Cada grupo socializa as suas conclusões e o professor coordena a síntese coletiva, ampliando a experiência para a dimensão do ecossistema planetário.

No fim da atividade, os terrários podem ser expostos em eventos escolares, como Feira de Ciências ou Semana Cultural.

Texto original: Vera Lúcia Moreira
Edição: Equipe EducaRede

(CC BY-NC Acervo Educarede Brasil)

As propriedades da água no estado líquido

Disciplina: Ciências
Ciclo: EJA
Assunto: Experimentação
Tipo: Metodologias

Objetivo geral
O objetivo desta atividade é iniciar com alunos de Educação de Jovens e Adultos (EJA) o estudo das características do estado líquido, a partir da experimentação, ou seja, relacionando-as com aplicações práticas. Para tanto, serão observadas e discutidas as características da água nesse estado. Veremos também como uma dessas características pode ser utilizada na construção civil, no instrumento chamado nível horizontal.

Materiais utilizados
– Recipientes de plástico e vidro
– Esponja
– Tubos de plástico
– Sacos plásticos

O professor pode iniciar essa atividade fazendo um levantamento do que os alunos sabem sobre o tema. Para isso, ele deve propor ao grupo algumas reflexões:

  • Como conhecemos a água?
  • Em que estado físico bebemos a água?
  • O que é estado físico?
  • Quais são os outros estados físicos da água? (Podem não aparecer gás ou vapor e, se isso acontecer, não comente ainda sobre esse estado).
  • Será que só a água se encontra nesses estados físicos?
  • Quais outros materiais do dia-a-dia vocês citariam e quais seus estados físicos?

Durante esse levantamento, solicite aos alunos que procurem no dicionário o significado da palavra estado. Na seqüência, explique que serão realizadas algumas experimentações para que, ao final, sejam respondidas as seguintes questões:

  1. Quais são as características da água no estado líquido? Será que essas características podem ser estendidas a todos os líquidos? (Ao discutir essa questão, você estará fazendo uma generalização).
  2. Existe alguma aplicação prática a partir dos estudos da aula de hoje? Se sim, qual é e como se usa?


Parte experimental

Sugere-se que o professor divida a classe em grupos de quatro pessoas e distribua vários recipientes, esponja, tubos de plástico e sacos plásticos, para que os estudantes possam investigar as características da água no estado líquido. A proposta é que eles mexam à vontade nesses materiais, experimentando como a água fica em cada um deles.

Discussão final
Depois de distribuir o material e acompanhar os trabalhos dos grupos, sempre instigando à investigação, o professor poderá fazer perguntas que possibilitem a descrição do estado líquido.

Os alunos poderão descrever propriedades da água comuns a todos os estados, como por exemplo, a propriedade de a água ser incolor. Nesse caso, o professor mostra que o foco é definir o estado físico e, portanto, pretende-se mostrar a situação do líquido que o diferencia do sólido e do gás (isso se eles tiverem mencionado gás).

O professor então pode solicitar aos alunos que utilizem adjetivos para definir o estado. Muitas vezes, usa-se o adjetivo mole (“a água é mole, pois não conseguimos pegá-la”). Nesse caso, fale sobre a gelatina, que também é mole, e não é líquida. Portanto, mole não é o melhor adjetivo para caracterizar o estado líquido.

Pergunte o que eles perceberam com relação à forma da água líquida. Que forma ela tem? Para ajudá-los a criar essa frase, lembre o que ocorre com a forma da água líquida no frasco cúbico.

Em tempo: As características da água no estado líquido são: a água toma a forma do recipiente ou do frasco em que está e tem a superfície lisa e horizontal.

A palavra horizontal é importante e raramente aparece na discussão. Aparecem as palavras plana, reta e lisa, mas horizontal, dificilmente. É importante chamar a atenção para a questão da horizontalidade, pois é justamente essa a característica utilizada na construção civil que será trabalhada aqui.

Ser reta ou plana não necessariamente é estar na horizontal; ser reta ou plana pode ser em plano diagonal.

É bom lembrar que horizontal vem de horizonte, isso ajudará na apropriação do conceito de horizontalidade.

A segunda questão não necessariamente será respondida. Só será se eles se lembrarem da existência do nível e se tiverem essa curiosidade. Então, fale da construção civil. Pergunte como fazemos para construir um muro reto. Proponha então outro experimento. Eles podem verificar com um nível (tubo de borracha encontrado em casa de construção) se a lousa está em nível, se a carteira está em nível, e assim observar que se utiliza essa propriedade da água para medir o nível horizontal em construções civis.

Texto Original: Sandra Regina Mutarelli Setúbal

Edição: Equipe EducaRede

(CC BY-NC Acervo Educarede Brasil)

O estudo da água

Disciplina: Ciências
Ciclo: Ensino Fundamental – 1ª a 4ª
Assunto: Água
Tipo: Texto
Se você estiver trabalhando o tema água nas suas aulas, aproveite o livro “Aventuras de uma Gota d’Água”, de Samuel M. Branco. Esse texto conta a história de Carolina, que tenta saber se a água do mar é viva ou não.

A menina coloca um pouco de água em um vidro e, chegando em casa, percebe uma gota aflita se mexendo. Ao abrir a tampa, ela e a gota conversam. Falam sobre as nuvens, evaporação, infiltração, córregos, rios e mares. Discutem a ingratidão dos homens por poluírem as águas. No fim, as duas se despedem e Carolina descobre que a água é viva, não por se mexer, mas por conter vida.

O professor pode pedir aos alunos que façam uma leitura em grupo e, em seguida, discutam os capítulos do livro a partir de questões que provoquem a busca de informações e conhecimentos, por exemplo: Carolina sabia que iria faltar água. Encheu um latão com água, deixando-o no sol. Qual fenômeno ocorreu com a água? (processo de evaporação)

Como há seis capítulos, é possível dividir essa tarefa entre grupos. Cada um expõe uma parte do texto e abre-se a discussão para toda a classe.

É importante enfatizar o respeito pela saúde da água, evitando o seu desperdício e considerando as perspectivas do seu valor neste século.

Referência bibliográfica:
BRANCO, Samuel M. Aventuras de uma Gota d’Água. São Paulo: Moderna, 1992.

Texto original: Vera Lúcia Moreira
Edição: Equipe EducaRede

(CC BY-NC Acervo Educarede Brasil)