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SUMÁRIO MATERIAL PARA O(A) PROFESSOR(A) ...................................................................... pág 01 APRESENTAÇÃO ........................................................................................................... pág 02 BIOLOGIA ........................................................................................................................ pág 03 Planejamento 1: Ecossistemas ....................................................................... pág 03 Planejamento 2: Os desafios ambientais no cotidiano ...................................... pág 10 Planejamento 3: Sucessão ecológica .............................................................. pág 17 Planejamento 4: Sustentabilidade da biosfera ................................................. pág 22 FÍSICA .......................................................................................................... pág 32 Planejamento 1: Definição de temperatura e calor .......................................... pág 32 Planejamento 2: O calor é energia térmica em trânsito .................................... pág 42 Planejamento 3: O calor e sua interação com a matéria .................................. pág 48 QUÍMICA ...................................................................................................... pág 56 Planejamento 1: Aprendendo a reconhecer funções inorgânicas e suas propriedades ................................................................................................ pág 56 Planejamento 2: Química ambiental ............................................................... pág 63 Planejamento 3: Eletroquímica ...................................................................... pág 74 MATERIAL PARA O ESTUDANTE ....................................................................................... pág 82 APRESENTAÇÃO ............................................................................................................... pág 83 BIOLOGIA .......................................................................................................................... pág 84 Atividade 1: O Ecossistema ............................................................................. pág 84 Atividade 2: Os desafios ambientais no cotidiano .............................................. pág 86 Atividade 3: Dinâmica de um ecossistema ........................................................ pág 88 Atividade 4: Sustentabilidade da biosfera ......................................................... pág 92 FÍSICA ............................................................................................................ pág 97 Atividade 1: Definição de temperatura e calor ................................................... pág 97 Atividade 2: O calor como forma de energia ..................................................... pág 102 Atividade 3: O calor e sua interação com a matéria ........................................... pág 105 QUÍMICA ........................................................................................................ pág 112 Atividade 1: Aprendendo a reconhecer funções inorgânicas e suas propriedades .................................................................................................. pág 112 Atividade 2: Experimentando a Química ambiental ............................................ pág 120 Atividade 3: Eletroquímica ............................................................................... pág 126 2 Prezado(a) Professor(a), No intuito de contribuir com o seu trabalho em sala de aula, preparamos este caderno com muito carinho. Por meio dele, você terá a oportunidade de ampliar o trabalho já previsto em seu planejamento. O presente caderno foi construído tendo por base os Planos de Curso 2024, que foram elaborados a partir das competências e habilidades estabelecidas na BNCC e no CRMG a serem desenvolvidas e trabalhadas por todas as unidades escolares da rede pública de Minas Gerais. Aborda os diversos componentes curriculares e para facilitar a leitura e manuseio foi organizado de forma linear. Contudo ao implementá-lo em sala de aula, você poderá recorrer aos planejamentos de forma não sequencial, atendendo às necessidades pedagógicas dos estudantes. É preciso atentar-se, apenas, para os conhecimentos que são pré-requisitos, ou seja, aqueles que foram trabalhados nos planejamentos anteriores e que precisam ser retomados com os estudantes para a construção do novo conhecimento em questão. Como o principal objetivo deste material é o trabalho com o desenvolvimento de habilidades, este caderno vem com o propósito de dialogar com sua prática e com o seu planejamento dentro das habilidades básicas - aquelas que devemos assegurar que todos os nossos estudantes aprendam. Destacamos ainda, que o livro didático continua sendo um instrumento eficiente e necessário, principalmente por não anular o papel do professor de mediador insubstituível dentro dos processos de ensino e de aprendizagem. Coracini1 (1999) nos diz que “o livro didático já se encontra internalizado no professor (...) o professor continua no controle do conteúdo e da forma (...)”, reafirmando que, o que torna o livro didático e o que torna os Cadernos MAPA eficientes, é justamente a maneira como o professor utiliza-os junto aos estudantes. Desejamos a você, professor(a), um bom trabalho! Equipe da Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores 1 CORACINI, Maria José. (Org.) Interpretação, autoria e legitimação do livro didático. São Paulo: Pontes, 1999. 3 REFERÊNCIA 2024 MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS – MAPA COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). " OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Biomas terrestres e aquáticos. (EM13CNT202X) Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, tanto na Terra quanto em outros planetas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT203X) Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT312MG) Relacionar e avaliar as questões sociais, ambientais, políticas, econômicas controversas acerca do extrativismo regional, com argumentos que envolvam os aspectos físicos, químicos e biológicos dos subprodutos da exploração dos recursos naturais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Ecossistemas. A) APRESENTAÇÃO: Olá, educador (a) O presente planejamento busca auxiliá-lo no desenvolvimento das habilidades fundamentais para o estudo dos Biomas Terrestres e Aquáticos. A biosfera é frequentemente referida como uma "região" no sentido de que abrange todos os lugaresda Terra onde a vida é encontrada, mas não é uma região geográfica específica ou limitada. A biosfera é uma camada da Terra que inclui a atmosfera, a água e a litosfera, onde organismos vivos interagem com o meio ambiente. Essa visão ampla da biosfera é crucial para compreender a interconexão dos sistemas vivos em escala planetária. Para haver vida no planeta Terra é relevante a presença da luz, o calor do Sol e água na forma líquida. Esses recursos são fundamentais para a manutenção da vida no planeta, pois Biologia 4 todos os seres que aqui vivem carecem deles. É importante entender como tudo no planeta está conectado e como as atividades humanas podem afetar a vida em escala global. Os biomas, partes da biosfera, são grandes áreas geográficas que compartilham condições climáticas, tipos de vegetação, fauna e outros padrões ambientais semelhantes. Os biomas apresentam a incrível propriedade de executar e conservar as demandas básicas da vida no planeta, dessa forma permitem o crescimento da diversidade biológica, fornecendo recursos vitais, como oxigênio, carbono e matérias-primas como alimentos ou outros recursos. Visando a consolidação das habilidades norteadoras deste planejamento, o educador deve iniciar o trabalho com os estudantes discutido o Conceito de biosfera: a classificação e distribuição dos biomas e ainda outros aspectos relevantes como; a diferença de ecossistemas e biomas; os fatores físicos e biológicos que os mantêm, importância e interação entre os biomas aquáticos e terrestres, relacionar e analisar a diversidade dos biomas brasileiros com as condições de vegetação, clima, relevo, disponibilidade de água, solos encontrados no território e outros que definir como relevante. Selecionar razões sobre a possibilidade de sobrevivência humana fora do planeta Terra, com base nos fatores necessários à vida, nas particularidades dos planetas e nas distâncias e nos tempos envolvidos em viagens interplanetárias. Portanto, para o estudante ter o conhecimento da estrutura de um ecossistema, torna-se crucial para compreender que somos parte de um ecossistema dinâmico, composto por elementos bióticos e abióticos afetados por nossas ações. Dessa forma, há impactos negativos sobre os ecossistemas, os quais podem ter efeitos significativos na biodiversidade, nos processos biogeoquímicos, na qualidade da água e do ar, entre outros aspectos do meio ambiente. É fundamental abordar esses impactos negativos por meio de práticas sustentáveis, conservação, educação ambiental e políticas de gestão eficientes para preservar a saúde dos ecossistemas e garantir a sustentabilidade a longo prazo. Com essa abordagem proposta, espera-se que o estudante obtenha um entendimento crítico da gravidade dessas questões, mas também os capacita com ferramentas para abordar e mitigar tais problemas. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: CONHECIMENTOS ADQUIRIDOS Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro, pincel e outros que jugar necessário. Neste primeiro momento, inicie a aula propondo questões para levantar o conhecimento prévio dos estudantes sobre biomas. O objetivo é recapitular informações e consolidar o entendimento sobre um determinado tópico ou conceito. A seguir, algumas questões norteadoras para este momento. • O que vocês entendem por biosfera? • Vocês sabem em qual biomas nós vivemos? • Por que os biomas apresentam essa distribuição? • Que elementos mantêm um ecossistema? • Que fatores que ameaçam o equilíbrio dos ecossistemas? • Vamos descrever a paisagem que temos à nossa volta? • Qual a importância dos ecossistemas para a manutenção da vida? Enquanto acontece este momento, peça aos estudantes para registrarem no caderno as respostas. Os registros desta aula também irão orientar a aula expositiva; o que precisa ser aprofundado ou as defasagens apresentadas. 5 Educador (a), você poderá também utilizar as videoaulas do, Se Liga Na Educação - Minas Gerais. Sugestão: Aula de Biomas Brasileiros. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1NG8_cy7PbQJ- zIwm8uAtIeKeOercCKF4/view. 2º MOMENTO: APRENDIZAGEM INTERATIVA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso, mapa com a distribuição dos biomas no território, livro didático e outros recursos para complementar. Agora, utilizando a metodologia, aula expositiva dialogada, que tem uma abordagem de ensino em que o educador apresenta informações para os estudantes, mas promove ativamente a participação e o diálogo durante a exposição. Em vez de ser uma transmissão unilateral de conhecimento, por parte do professor. Essa abordagem busca envolver os estudantes em discussões, perguntas e interações durante a apresentação. Também com este método é possível valorizar o conhecimento prévio do estudante, estimular pensamento crítico, entre outras vantagens. Professor (a), neste momento você abordará o conceito de biomas e suas características. É uma continuação da primeira aula, verifique os registros da aula anterior e o conhecimento prévio dos estudantes, para sintetizar as informações mais relevantes. Motive os estudantes a questionarem e interpretarem as informações fornecidas, por você professor. Utilizando as fichas de estudos pode parecer simples, mas é um recurso enriquecedor para o aprimoramento da escrita e entendimento do conteúdo. O professor (a) deve explorar os espaços da escola (fora da sala) e o seu entorno para demonstrar um bioma, como um jardim, um vaso de plantas e uma praça. Os temas estudados do segundo ano do Ensino Médio, dão oportunidade de interatividade do estudante com o meio ambiente. De um jardim de escola a um parque ecológico, têm-se opções maravilhosas para o desenvolvimento da aprendizagem. Professor (a), utilize o texto a seguir para iniciar este momento. O texto aborda a definição de Bioma e Ecossistema. TEXTO: O QUE É UM ECOSSISTEMA E UM BIOMA ( ícone clicável) Professor (a) utilize um mapa demonstrando a distribuição dos biomas brasileiros, no território brasileiro. (Pode usar outros mapas, com ecossistemas aquáticos, com outros dados que considerar relevante mencionar.) Cada estudante deve ter o seu material. MAPA: BIOMAS BRASILEIROS ( ícone clicável) MOMENTO 3: CONTEXTUALIZANDO O APRENDIZADO Organização da turma Grupos pelo menos 6. Recursos e providências Atividades impressas e bobina de papel craft. https://drive.google.com/file/d/1NG8_cy7PbQJ-zIwm8uAtIeKeOercCKF4/view https://drive.google.com/file/d/1NG8_cy7PbQJ-zIwm8uAtIeKeOercCKF4/view 6 Neste momento, o educador deve fazer uma análise do aprendizado. A sugestão é criar um mapa do território nacional. Dividir os estudantes em grupos, eles deverão plotar no mapa as regiões dos biomas estudados. Cada grupo também criará fichas ou uma cartilha digital, com as características específicas dos biomas, como a fauna e a flora dos ambientes, os principais impactos que ameaçam a preservação, os povos originários, se há unidades de conservação, e outras informações que os estudantes julgarem relevantes. O mapa será produzido em tamanho maior, pode usar bolinha de papel craft, fazendo-se um painel. As fichas contendo os dados dos estudos realizados pelos estudantes devem ser anexadas ao mapa, com o objetivo de divulgar os resultados. Essa metodologia visa incentivar os participantes a saberem fazer pesquisa. A pesquisa é uma aliada no processo de ensino-aprendizado, gerando novos conhecimentos tanto para o estudante que a realiza, quanto para os demais participantes do trabalho. Sugestão de sites para realização da tarefa proposta: Biomas – Ministério do Meio Ambiente. Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/biomas.html. Biomas brasileiros – IBGE Educa Jovens. Disponível em: https://educa.ibge.gov.br/jovens/conheca-o-brasil/territorio/18307-biomas-brasileiros.html Biomas brasileiros – Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/brasil/biomas-brasileiros.htm. ATIVIDADE ( ícone clicável) https://antigo.mma.gov.br/biomas.html https://educa.ibge.gov.br/jovens/conheca-o-brasil/territorio/18307-biomas-brasileiros.html https://educa.ibge.gov.br/jovens/conheca-o-brasil/territorio/18307-biomas-brasileiros.html https://brasilescola.uol.com.br/brasil/biomas-brasileiros.htm 7 ANEXO TEXTO: O QUE É UM ECOSSISTEMA E UM BIOMA ( ícone clicável) O que é um Ecossistema e um Bioma Apesar de se confundirem (e se complementarem), esses conceitos fundamentais de ecologia são distintos. Quando se fala em ecossistemas e biomas, tratamos de conjuntos. Embora distintos nos seus elementos e abrangência, podem se sobrepor, interceder e se completar. Um ecossistema é um conjunto formado pelas interações entre componentes bióticos, como os organismos vivos: plantas, animais e micróbios, e os componentes abióticos, elementos químicos e físicos, como o ar, a água, o solo e minerais. Estes componentes interagem através das transferências de energia dos organismos vivos entre si e entre estes e os demais elementos de seu ambiente. Como são definidos pela rede de interações entre organismos, e entre os organismos e seu ambiente, os ecossistemas podem ter qualquer tamanho. Como é difícil determinar os limites de um ecossistema, convenciona-se adotar distinções para a compreensão e possibilidade de investigação científica. Assim, temos, inicialmente, uma separação entre os meios aquáticos e terrestres. Então, os ecossistemas aquáticos serão os lagos, naturais ou artificiais (represas), os mangues, os rios, mares e oceanos. Os ecossistemas terrestres são as florestas, as dunas, os desertos, as tundras, as montanhas, as pradarias e pastagens. O bioma, na definição do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) é o “conjunto de vida (vegetal e animal) definida pelo agrupamento de tipos de vegetação contíguos e identificáveis em escala regional, com condições geoclimáticas similares e história compartilhada de mudanças, resultando em uma diversidade biológica própria”. Em outras palavras, ele pode ser definido como uma grande área de vida formada por um complexo de ecossistemas com características homogêneas. Muitas vezes, o termo “bioma” é utilizado como sinônimo de “ecossistema” mas, diferente do ecossistema, à classificação de bioma interessa mais o meio físico (a fisionomia da área, principalmente da vegetação) que as interações que nele ocorrem. O perfil do local e a dimensão também importam na classificação: um ecossistema qualquer só será considerado um bioma se suas dimensões forem de grande escala. Por exemplo, existe o bioma da Mata Atlântica e, dentro dele, ecossistemas como a floresta ombrófila densa, a mata de araucária, os campos de altitude, a restinga e os manguezais. Um bioma é definido por um tipo principal de vegetação (embora num mesmo bioma podem existir diversos tipos de vegetação) e também de animais típicos, embora estes não influem tanto na definição. Os biomas brasileiros são a Amazônia, o Cerrado, Caatinga, Mata Atlântica, o Pampa e o Pantanal. Fonte: (O ECO, 2014) 8 MAPA: BIOMAS BRASILEIROS ( ícone clicável) Biomas brasileiros F o n te : (S O U S A , 2 0 2 2 ) 9 ATIVIDADE ( ícone clicável) Classificar as imagens a seguir, referente aos biomas brasileiros estudados. Biomas brasileiros A)______________________ B)___________________________ C)__________________________ D)__________________________ E)__________________________ F o n te : (M in is té ri o d o M e io A m b ie n te e M u d a n ça d o C lim a , [2 0 2 3 ]) 10 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Impactos Ambientais nos Ecossistemas. (EM13CNT102XA) Identificar e interpretar sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento. (EM13CNT102XB) Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos. (EM13CNT103X) Conhecer e analisar os tipos de radiação e suas origens, para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia. (EM13CNT104) Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis (EM13CNT105) Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos, para promover ações individuais e/ ou coletivas que minimizem consequências nocivas à vida. (EM13CNT107X) Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre as ações de agentes cujos funcionamentos estão relacionados ao eletromagnetismo (geradores de energia; biodigestores; motores elétricos e seus componentes; bobinas; transformadores; pilhas; baterias; fontes alternativas de energia; bioeletricidade; dispositivos eletrônicos; etc.), com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, para propor ações que visem a sustentabilidade, discutindo acerca dos subprodutos que a tecnologia gera e propondo ações para minimizar seus impactos. 11 (EM13CNT203X) Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT308) Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais. (EM13CNT309) Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais,comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais. (EM13CNT311MG) Investigar e analisar comportamentos específicos dos diversos tipos de ondas, para avaliar suas diferentes aplicações tecnológicas (comunicação, saúde, música, entre outros), identificar e/ou avaliar os impactos individuais, coletivos e socioambientais de tais tecnologias, a fim de promover seu uso seguro e sustentável. (EM13CNT312MG) Relacionar e avaliar as questões sociais, ambientais, políticas e econômicas controversas acerca do extrativismo regional, com argumentos que envolvam os aspectos físicos, químicos e biológicos dos subprodutos da exploração dos recursos naturais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Os desafios ambientais no cotidiano. A) APRESENTAÇÃO: Olá, Educador (a) O presente planejamento busca auxiliá-lo no desenvolvimento das habilidades fundamentais para o estudo sobre impactos ambientais/sociais. Segundo o Artigo 1º da Resolução n.º 001/86 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), Impacto Ambiental é "qualquer alteração das propriedades físicas, químicas, biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que afetem diretamente ou indiretamente: ▪ A saúde, a segurança, e o bem-estar da população. ▪ As atividades sociais e econômicas. ▪ A biota. ▪ As condições estéticas e sanitárias ambientais. ▪ A qualidade dos recursos ambientais. A Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável da Organização das Nações Unidas (ONU) apresenta diversos desafios ambientais. Este plano de ação global adotado em 2015 propõe medidas concretas para atingir, num prazo de dez anos, um mundo mais justo, próspero e ecológico. A ONU diz que estamos atrasados e precisamos tomar medidas urgentes. Após os estudantes explorarem sobre a 12 diversidade de ecossistemas existentes no planeta Terra, deve-se realizar uma discussão sobre os impactos da ação antrópica ao longo da história da humanidade. Com a Revolução Industrial e mais tarde a globalização, a tecnologia possibilitou uma nova forma de viver, apoiada no consumo. Ao mesmo tempo que a tecnologia contribuiu para melhorar a qualidade de vida e favorecer as atividades do cotidiano, gerou impactos ambientais negativos sobre a sociedade. “Contraditoriamente, apesar de a Biologia fazer parte do dia a dia da população, o ensino dessa disciplina encontra-se tão distanciado da realidade que não permite à população perceber o vínculo estreito existente entre o que é estudado na disciplina Biologia e o cotidiano. Essa visão dicotômica impossibilita ao aluno estabelecer relações entre a produção científica e o seu contexto, prejudicando a necessária visão holística que deve pautar o aprendizado sobre a Biologia”. (MEC,2008, p.17). Dessa forma, os estudantes devem, por exemplo, relacionar o aumento da poluição atmosférica à Revolução Industrial. Sugere-se que esse tema deve ser trabalhado de forma interdisciplinar com outros componentes curriculares, como história, geografia e ainda química, aumentando assim a base argumentativa para os estudantes B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: DIALOGANDO SOBRE OS IMPACTOS AMBIENTAIS Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro, pincel e outros que julgar necessários. Neste primeiro momento, professor(a) proponha uma aula dialogada com os estudantes, utilizando questões norteadoras para avaliar o conhecimento prévio sobre o tema. Durante a exposição sobre os conceitos fundamentais e categorias de impactos ambientais, busca-se uma participação ativa dos estudantes. Essa abordagem visa proporcionar a aquisição de novas informações, estimulando-os a serem interativos, a formularem análises críticas que resultem na produção de conhecimento. Abaixo, algumas questões para auxiliar o desenvolvimento desse momento. • O que é impacto ambiental? • Vocês acham que realmente estão ocorrendo mudanças climáticas no planeta Terra? • Quais os principais problemas ambientais podemos observar no entorno da nossa escola e cidade? • Você já ouviu falar no IBAMA? Enquanto acontece este momento, peça aos estudantes para registrarem no caderno as respostas. Sugestão de vídeo para o assunto: que pode ocorrer dentro deste primeiro momento: Consciente Coletivo 07/10 - Impactos do Consumo – Instituto Akatu. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=HVu_d0NZfNc&list=PL66CCA3EE20459CF3&index=7. Educador (a), outra sugestão são as videoaulas do, SE LIGA NA EDUCAÇÃO – Minas Gerais. Aula de Impactos Ambientais. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1NG8_cy7PbQJ-zIwm8uAtIeKeOercCKF4/view. 13 2º MOMENTO: METODOLOGIA - SEMINÁRIO – IMPACTOS AMBIENTAIS/ SUSTENTABILIDADE Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Projetor multimídia, cartilhas, entre outros. O propósito desta metodologia é apoiar o estudante a realizar uma reflexão profunda sobre um determinado problema, usando textos e a trabalhar em equipe. Um seminário é uma modalidade cuja meta é discutir, apresentar e compartilhar informações. O grande desafio do professor é possibilitar ao estudante desenvolver as habilidades necessárias para a compreensão do papel do homem na natureza (BRASIL, 2008). Então, educador, nesta aula você irá organizar as equipes de produção do seminário sobre os impactos ambientais e sustentabilidade. Professor, forneça diretrizes objetivas para os estudantes. Inicie com uma introdução clara sobre o propósito do seminário e a importância do tema. Compreender os impactos ambientais é crucial para promover práticas sustentáveis, que garantam o equilíbrio entre as necessidades humanas e a preservação dos recursos naturais para as gerações futuras. Apresente brevemente a estrutura do seminário, oriente a divisão dos grupos e determinação dos temas para cada grupo. Liste os principais tópicos que os estudantes devem abordar durante o seminário. Isso pode incluir diferentes categorias de impactos ambientais, como poluição do ar, desmatamento, mudanças climáticas, entre outros. Também, deve orientar quanto às fontes para consulta, pode sugerir artigos científicos, documentos governamentais, organizações ambientais e outras fontes relevantes. Incentive os estudantes a inclusão de exemplos práticos e estudos de caso para ilustrar o impacto estudado. Pode-se solicitar a abordagem das implicações sociais, econômicas e éticas desses impactos. Estimule a apresentação de soluções sustentáveis e práticas para lidar com o problema, levando o estudante a desenvolver o pensamento crítico. Estabeleça limites de tempo para cada apresentação para garantir que todos os tópicos sejam abordados e sugira o uso de recursos visuais, como slides, gráficos, vídeos ou imagens, para enriquecer as apresentações. Sobre avaliação, explique como os estudantes serão avaliados, isso pode incluir critérios como clareza, profundidade de pesquisa, envolvimento de cada membro do grupo, entre outros. Finalize o seminário com um resumo das principais conclusões e desafios apresentados, além de incentivar uma discussão com os estudantes. Essas orientações proporcionarão uma estrutura sólida para o seminário, garantindo que os estudantes forneçam informações relevantes e envolvam efetivamente com o propósito do seminário. Temas sugeridos para o seminário: 1) POPULAÇÃO E A GESTÃO DOS RESÍDUOS: A ONU prevê que a população mundial passe de 8,5 bilhões de pessoas em 2030, obrigando-nos a reduzir consideravelmente a geração de resíduos por meio de atividades de prevenção, redução, reciclagem e reutilização, com o objetivo de diminuir seu impacto na saúde e no meio ambiente. 2) OS PROBLEMAS DE POLUIÇÃO DO AR E DA ÁGUA E SEUS IMPACTOS NA SAÚDE: A Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que 90% da humanidade respira ar poluído e, consequentemente,demanda uma redução da contaminação. A água contaminada também causa problemas importantes de saúde, além de cinco milhões de mortes anuais. 14 3) OS PROBLEMAS DE POLUIÇÃO HÍDRICA E SEU IMPACTO NA SAÚDE: A falta deste recurso, vital para a sobrevivência humana, animal e vegetal, afeta mais de 40% da população mundial e, segundo o Fórum Econômico da Água. Um uso responsável dos recursos hídricos melhora a produção alimentar e energética, além de proteger a biodiversidade dos nossos ecossistemas. 4) IMPACTOS DA MINERAÇÃO: A prática mineradora pode gerar graves impactos ambientais, por vezes irreversíveis – Os problemas ambientais desenvolvidos podem apresentar impactos hídricos, biológicos, além de outros sendo os principais: Remoção da vegetação na área de extração e evasão de animais habitantes da área e contaminação dos solos. 5) A POLUIÇÃO DOS OCEANOS: Os mares se tornaram os grandes aterros de plástico do planeta. Além disso, existem outros graves problemas ecológicos relacionados com os oceanos, como a deterioração dos ecossistemas pelo aquecimento global, os efluentes contaminantes e o derramamento de combustíveis 6) A TRANSIÇÃO ENERGÉTICA E AS ENERGIAS RENOVÁVEIS: A ONU calcula que 13% da humanidade não tem eletricidade e que 3 bilhões de pessoas dependem dos combustíveis fósseis para cozinhar. Esta situação exige uma transição energética para um modelo mais limpo, acessível, eficiente e baseado no uso de fontes renováveis 7) PROTEÇÃO DA BIODIVERSIDADE: 8% das espécies animais conhecidas já desapareceram e 22% estão em perigo de extinção devido especialmente, à destruição de seus habitats naturais, à caça furtiva e à introdução de espécies invasoras. É necessário preservar o nosso patrimônio natural, como é o caso das florestas que estão cada vez mais ameaçadas. 8) O DESENVOLVIMENTO URBANO E A MOBILIDADE SUSTENTÁVEL: O crescimento das cidades, será outro dos grandes desafios ambientais da década. As metrópoles do futuro deverão ser compactas, seguras, ecológicas e eficientes em termos energéticos, com mais áreas verdes e meios de transporte mais sustentáveis. 3º MOMENTO - CONTEXTUALIZANDO O APRENDIZAGEM Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Professor (a), o texto a seguir apresenta dados relevantes sobre a biodiversidade. A leitura e compreensão do texto é uma oportunidade para a discussão sobre impacto ambiental e sustentabilidade com os estudantes. Realize a leitura do texto com os estudantes e, em seguida, eles deverão responder às questões para obter uma melhor compreensão do tema. TEXTO: BIODIVERSIDADE ( ícone clicável) 15 ANEXO TEXTO: BIODIVERSIDADE ( ícone clicável) BIODIVERSIDADE "Conceito de biodiversidade, a expressão “diversidade biológica” é utilizada desde a década de 1980 e, inicialmente, fazia referência apenas ao número de espécies que viviam uma determinada região, ou seja, à quantidade de animais, plantas e micro-organismos de uma área. Seu significado tornou-se, com o tempo, mais complexo, incluindo-se também outros aspectos de diversidade, como a diversidade genética entre os organismos. Em 1986, o entomologista E. O. Wilson utilizou o termo biodiversidade em substituição à referida expressão." "A Convenção sobre diversidade biológica”, criada na ECO-92, trata a respeito do tema biodiversidade. Nesse importante documento, a diversidade biológica é definida da seguinte forma: “Diversidade biológica significa a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, entre outros, os ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquáticos e os complexos ecológicos de que fazem parte; compreendendo ainda a diversidade dentro de espécies, entre espécies e de ecossistemas.” O Ministério do Meio Ambiente ainda frisa que “biodiversidade abrange toda a variedade de espécies de flora, fauna e micro-organismos; as funções ecológicas desempenhadas por estes organismos nos ecossistemas; e as comunidades, habitats e ecossistemas formados por eles”. A riqueza da biodiversidade, muitas espécies de seres vivos são encontradas em diferentes áreas do planeta, outras espécies, no entanto, são encontradas em apenas uma região. Algumas áreas são ricas em biodiversidade, enquanto outras apresentam uma pequena variedade de espécies. Fato é que a biodiversidade do planeta é imensa e pode ser observada em todos os ambientes, desde as profundezas dos oceanos até as mais altas montanhas. De acordo com Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade, o Brasil é o país que detém a maior biodiversidade de flora e fauna do planeta. Ainda de acordo com o instituto, são mais de 103.870 espécies animais e 43.020 espécies vegetais conhecidas pela ciência, e essa variedade de seres vivos e ecossistemas deve-se a fatores como clima e extensão territorial do nosso país. No Brasil, as regiões da Floresta Amazônica e da Mata Atlântica destacam-se nesse sentido. Outras regiões do planeta não apresentam uma biodiversidade tão rica quanto a nossa, sendo esse o caso dos desertos. Uma das razões para que elas apresentem pouca biodiversidade é a baixa quantidade de chuvas. Além dos desertos, outra região que apresenta uma baixa biodiversidade é o bioma Tundra, estando esse resultado relacionado, entre outros fatores, com a baixa temperatura. Importância e necessidade de preservação da biodiversidade, a biodiversidade é importante em diversos aspectos. De acordo com a “Convenção sobre diversidade biológica”, a biodiversidade apresenta valores ecológico, genético, social, econômico, científico, educacional, cultural, recreativo e estético. O desmatamento é responsável pela destruição do habitat de várias espécies. No que diz respeito à importância ecológica, os motivos são claros: cada espécie do planeta apresenta um papel no ecossistema. As plantas, por exemplo, são a base de toda a cadeia alimentar, além de servirem de moradia para algumas espécies e fornecerem oxigênio no processo de fotossíntese. Quando uma espécie entra em extinção, todo o ecossistema local é impactado. 16 A biodiversidade apresenta também importância econômica. Como sabemos, os seres vivos são importante matéria-prima na fabricação de alimentos, medicamentos, cosméticos, vestimentas e até habitação. Preservar é garantir, portanto, que esses recursos não faltem no futuro e que o meio ambiente permaneça em equilíbrio. Apesar de saber da importância da biodiversidade, o ser humano ainda é responsável pela sua destruição. A poluição, o desmatamento e a exploração exagerada são algumas ações responsáveis pela redução da biodiversidade do planeta. Fonte: (Santos, 2013) Questões para pensar sobre a diversidade da natureza. 1. O que é biodiversidade e por que é importante? 2. Quais são os principais tipos de biodiversidade? 3. Como a biodiversidade é medida e monitorada? 4. Quais são as principais ameaças à biodiversidade? 5. Como as mudanças climáticas afetam a biodiversidade? 6. Quais são os principais benefícios que a biodiversidade traz para a humanidade? 7. Quais são as estratégias para proteger a biodiversidade? 8. Como as políticas públicas podem contribuir para a proteção da biodiversidade? 9. Quais são as consequências da perda de biodiversidade? 10. Como a conservação da biodiversidade pode ser integrada ao desenvolvimento econômico? 17 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, daTerra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Sucessão Ecológica. (EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. (EM13CNT202X) Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, tanto na Terra quanto em outros planetas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT206) Discutir a importância da preservação e conservação da biodiversidade, considerando parâmetros qualitativos e quantitativos, e avaliar os efeitos da ação humana e das políticas ambientais para a garantia da sustentabilidade do planeta. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Sucessão ecológica. A) APRESENTAÇÃO: Olá, educador (a) Sucessão ecológica é um conceito fundamental no campo da ecologia, e sua importância pode ser justificada por diversos motivos. Conhecer os processos envolvidos na sucessão ecológica permite que os cientistas e ecologistas compreendam como os ecossistemas se desenvolvem, evoluem e se recuperam temporalmente. Isso é fundamental para entender a dinâmica da vida na Terra; ajuda a prever e entender como os ecossistemas respondem a distúrbios naturais, como incêndios florestais, erupções vulcânicas e inundações. Tudo isso é importante para o planejamento de resposta a desastres e para a recuperação de áreas afetadas pela ação antrópica, além de ajudar a entender como os ecossistemas podem se adaptar e ser resilientes em face das mudanças climáticas, auxiliando na formulação de estratégias de mitigação e adaptação da biodiversidade, incluindo os seres humanos como parte desse contexto. Outro ponto importante é que a pesquisa em sucessão ecológica leva a descobertas científicas valiosas e pode inspirar inovações tecnológicas e práticas sustentáveis em agricultura, silvicultura e conservação. Ainda é possível somar outros fatores relevantes como educação, conscientização e tomada de decisões políticas relacionadas ao meio ambiente e prevenção de impactos ambientais a longo prazo. Sendo assim, os conteúdos de Biologia devem propiciar condições para que o educando compreenda a 18 vida como manifestação de sistemas organizados e integrados, em constante interação com o ambiente físico-químico. Ao ser abordada a sucessão ecológica com os estudantes, permitimos a eles entenderem o funcionamento do mundo natural; promovemos a conscientização ambiental, incentivando-os a valorizarem o meio ambiente e compreenderem a importância da conservação para sua sobrevivência e qualidade de vida. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: DIALOGANDO SOBRE SUCESSÃO ECOLÓGICA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Vídeo e texto. Educador (a) no ensino de sucessão ecológica, é importante estabelecer objetivos claros visando o bom êxito da aprendizagem. Os objetivos devem ser refletidos, dialogados sobre o que se deseja que os estudantes aprendam, sem limitar a curiosidade dos mesmos. A aula não deve ser momento de transmissão de informações. É fundamental que os estudantes façam parte do processo de aprendizagem e não sejam apenas receptores da mensagem. Logo, uma dica é que você trabalhe utilizando outras mídias, como imagem e vídeo para exemplificar os conteúdos. Como o estudo é sucessão ecológica, você poderá explorar o ambiente fora da sala de aula, na própria escola ou ainda programar a visita a um parque ecológico. A seguir, alguns objetivos visando o bom êxito desta aprendizagem: 1. Compreender o conceito de sucessão ecológica: Os estudantes devem ser capazes de definir o processo sucessão ecológica. 2. Explicar como ocorrem as mudanças nas comunidades ecológicas ao longo do tempo - os diferentes tipos de sucessão ecológica. 3. Identificar os principais estágios da sucessão ecológica e as espécies envolvidas em cada etapa da sucessão. 4. Refletir questões a respeito de políticas ambientais na conservação da biodiversidade e sustentabilidade. 5. Incentivar a conscientização ambiental e ações individuais e coletivas na preservação do ecossistema. Desenvolvimento, começar a aula relembrando termos estudados anteriormente, interações ecológicas, ecossistemas e comunidade, enfatizando a relevância desses elementos na manutenção da vida no planeta. Sugestão de um vídeo interessante que explica o processo de sucessão ecológica, São 6 minutos de duração. Vídeo - Sucessão ecológica. Disponível em: https://youtu.be/HWmZYNKoAfk. 19 2º MOMENTO: PRATICANDO A APRENDIZAGEM Organização da turma Formar grupos de estudantes Recursos e providências Saco plástico, potes (sorvete, suco ou leite), sombrite. Atividades práticas de campo e laboratório: Incentive os estudantes a coletar amostras de solo, vegetação e organismos em locais de sucessão ecológica. Eles podem analisar as amostras no laboratório, observar as mudanças e tirar conclusões. ▪ Título da prática: Observando Banco de Sementes. ▪ Justificativa − A denominação "banco de sementes" ou "reservatório de sementes" no solo tem sido usada na literatura internacional para descrever o montante de sementes viáveis e outras estruturas de propagação presentes no solo ou nos restos vegetais (CARMONA,1992). − Os bancos de sementes têm um papel crucial na substituição de plantas eliminadas por causas naturais ou não, como senescência, doenças, movimentos de solo, queimada, estiagem, temperaturas adversas, inundação e consumo animal, incluindo o homem. Dessa forma, os bancos de sementes apresentam um papel ecológico extremamente, importante no suprimento de novos indivíduos para as comunidades vegetais ao longo do tempo. Isso é possível graças ao fenômeno de dormência que ocorre nas sementes. A dormência é um dos principais mecanismos de preservação de espécies em bancos de sementes, distribuindo a germinação ao longo do tempo. Ela pode garantir a sobrevivência de espécies como semente sob condições adversas, mesmo quando a vegetação é completamente eliminada (CARMONA,1992). ▪ Objetivo: Com esse projeto pretende-se estimular o entendimento de sucessão ecológica e desenvolver habilidades como observação, pesquisa e divulgação de resultados. ▪ Materiais necessários: − Ferramentas para coleta do solo. − Vasilhame para recolher o solo. − Caneta, fita – para identificação do material coletado. − Caderno para anotações. − Máquina para fotografar, fazer o registro da área. − Vasilhame para colocar o solo e que será deixado para o repouso e observação na escola. ▪ Desenvolvimento: Inicialmente, na sala de aula divulgue o projeto, defina os grupos de trabalho, dialogue com os estudantes as sugestões de possíveis áreas de visita para coleta do material e observação. Então, é necessário duas áreas para coleta dos materiais: uma com vegetação, de preferência uma área verde que tenha acúmulo de vegetação morta no solo (observa se a área tem uma diversidade de espécies). E outra sem vegetação (solo sem cobertura vegetal) de preferência que esteja nesta condição há mais tempo, considerada área degradada. deixe claro que o projeto está dividido em duas partes, visita da área e coleta do material (solo), manutenção do experimento e observação do material no laboratório (escola). Durante as observações os estudantes deverão registrar(forma escrita e fotos) os dados. E outro em momento será o registro das informações adquiridas com os dados coletados e divulgação final. Programe a data da excursão para observação e coleta do material. 20 Primeira parte - Dia da visita: 1. Educador (a) no momento da incursão na área com cobertura vegetal – preservada – incentive os estudantes a fazerem observações das características do ambiente, os tipos de espécies, os mecanismos de dispersão de sementes, as características morfológicas que possibilitam a disseminação das sementes a longas distâncias (vento, água, animais), disponibilidade água/ou não no local e outras características relevantes. Esses dados são de grande importância numa pesquisa de sucessão ecológica. 2. Faça a distribuição dos grupos para a realização das coletas das amostras de solo, de preferência, no mínimo, de três amostras por grupo – estas amostras serão levadas para escola, e colocadas em vasilhames (tipo bandejas) pode ser potes de sorvete, caixa de leite ou suco aberta longitudinalmente. Ainda, o estudante deve de preferência marcar o local da coleta (na área) e registrar esse dado. 3. Na escola, os estudantes deverão colocar as amostras em local com luminosidade, pode-se usar uma tela sombrite 40% para evitar sol direto, isso evita a perda de umidade rapidamente das amostras. Ainda, evite que os experimentos recebam chuvas, ventos fortes e presença de animais, pois essas ações também podem danificar as amostras. As amostras devem receber água diariamente. Para essa operação utilize garrafa plástica com furos na tampa (para evitar a perda de material). 4. Deve-se fazer observações e registros diariamente, a fim verificar a ocorrência de germinação de alguma semente. Fazer também o registro fotográfico (diário) se possível, essa ação será uma excelente ferramenta no momento da escrita das conclusões e também no ato de divulgação dos resultados. 5. O período de permanência do experimento, mínimo 14 dias (pode deixar por mais tempo). 6. Os dados que devem ser coletados, diariamente: quantidade de sementes germinadas, tipos de plantas, presença cotilédone (um/dois). Antes deve-se relembrar esse conteúdo com os estudantes. 7. Na área sem cobertura vegetal, degradada, proceder como descrito acima, distribuir os grupos e fazer as coletas das amostras. Proceder como descrito a partir do item 3 até o 6. ▪ Conclusão: o educador (a) instrui os estudantes a extrair informações dos resultados alcançados. Questionamentos para compreensão: • Há diferença na quantidade de sementes germinadas entre as amostras da área com vegetação? Explicar. • Há diferença na quantidade de sementes germinadas entre as amostras da área sem a cobertura vegetal? Explicar. • Há diferença na quantidade de sementes germinadas entre as áreas, degradada e preservada? Explicar. • Quais outras informações os estudantes registraram por considerar relevante durante o desenvolvimento do experimento. • Os estudantes devem, ao final, saber analisar e representar os dados adquiridos, analisar e comparar as áreas estudadas com as condições favoráveis e os fatores limitantes para a biodiversidade e, por fim, discutir a relevância da preservação e conservação da biodiversidade. 21 Atenção: educador(a) reflita aos estudantes se ficou claro a importância do banco de sementes para a regeneração – sucessão ecológica - para uma área que sofreu danos. Segunda parte do projeto, os registros dos estudantes em relação ao experimento devem ser incentivados para a elaboração de um relatório com os resultados alcançados e para a criação de apresentações com o objetivo de divulgar as informações obtidas com a prática. Isso estimula a síntese e a comunicação eficientes. Organize um momento para divulgar as informações do projeto, educador. 22 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Biologia da conservação (EM13CNT104) Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis (EM13CNT106) Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais. (EM13CNT107X) Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre as ações de agentes cujos funcionamentos estão relacionados ao eletromagnetismo (geradores de energia; biodigestores; motores elétricos e seus componentes; bobinas; transformadores; pilhas; baterias; fontes alternativas de energia; bioeletricidade; dispositivos eletrônicos; etc.), com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, para propor ações que visem a sustentabilidade, discutindo acerca dos subprodutos que a tecnologia gera e propondo ações para minimizar seus impactos. (EM13CNT203X) Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT206) Discutir a importância da preservação e conservação da biodiversidade, considerando parâmetros qualitativos e quantitativos, e avaliar os efeitos da ação humana e das políticas ambientais para a garantia da sustentabilidade do planeta. (EM13CNT307) Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas, tecnológicas, entre outras) e/ou propor soluções seguras e 23 sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano. (EM13CNT308) Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais. (EM13CNT309) Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.(EM13CNT312MG) Relacionar e avaliar as questões sociais, ambientais, políticas e econômicas controversas acerca do extrativismo regional, com argumentos que envolvam os aspectos físicos, químicos e biológicos dos subprodutos da exploração dos recursos naturais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Sustentabilidade da biosfera. A) APRESENTAÇÃO: Olá, educador (a) O presente planejamento busca auxiliar você no desenvolvimento das habilidades fundamentais para a compreensão do objeto de estudo. Espera-se que, ao final do estudo do tema, os estudantes sejam capazes de reconhecer a importância da biodiversidade para os biomas, além de saber propor estratégias de conservação e preservação dos ecossistemas. No início do bimestre, foi introduzido o conhecimento dos biomas, a definição, as características e a classificação dos diferentes ambientes para, no momento seguinte, deve-se discutir e compreender os impactos negativos sobre os ambientes e como afetam nossa qualidade de vida e sobrevivência. A biologia da conservação é um campo interdisciplinar da biologia que se dedica ao estudo e à preservação da biodiversidade e dos ecossistemas. Seu principal objetivo é compreender as causas da perda de biodiversidade, bem como desenvolver estratégias e ações para mitigar ou reverter esse processo. A biologia da conservação abrange uma série de detalhes e áreas de estudo, incluindo: Monitoramento de espécies, Genética da conservação, Ecologia de paisagens, Restauração de ecossistema, entre outros. Em resumo, a biologia da conservação desempenha um papel crucial na proteção e na gestão sustentável da biodiversidade em nosso planeta, ajudando a preservar a diversidade de vida e os ecossistemas que sustentam a vida na Terra. As habilidades neste planejamento têm como proposta as ações de analisar e discutir alternativas de novas tecnologias e os resíduos produzidos, as melhores soluções no descarte dos mesmos; avaliar e prever efeitos das intervenções humanas nos ecossistemas e seus impactos negativos gerados nestas ações; e também investigar, relacionar e avaliar as questões ambientais atuais e propor soluções. 24 B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: SALA DE AULA INVERTIDA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro, livro didático, textos selecionados e recursos multimídia. Educador (a) ao ensinar Biologia da Conservação, é essencial adotar uma metodologia que seja envolvente, prática e interdisciplinar. A sugestão é a sala de aula invertida. Na proposta de sala de aula invertida, os estudantes têm acesso previamente ao material das aulas, fornecido ou indicado pelo professor. Os estudantes aproveitam os momentos na escola para aprofundar seus conhecimentos, esclarecer dúvidas ou realizar outras atividades. Em uma sala de aula invertida, o professor tem a vantagem de identificar necessidades específicas de ensinar e avaliar de forma adequada cada indivíduo. Esta metodologia deve ser elaborada em três etapas: antes, durante e depois. Em primeiro lugar, o professor deve dedicar um tempo para seleção e disponibilização dos recursos didáticos. Os recursos disponíveis incluem livros didáticos, textos previamente selecionados pelo professor, bem como vídeos aulas. O professor solicita que, em casa, realizem as atividades escolhidas (leitura do texto, videoaula e outras) instruindo que registrem por meio de fichas de estudos com as informações relevantes, dúvidas, curiosidades e conteúdos de interesse, para poderem ser compartilhados e esclarecidos no próximo encontro. Além disso, é possível que sejam realizadas atividades, como questionário a fim de verificar se há dúvidas. Na próxima etapa, na escola, organize grupos de estudos e promova um debate. Incentivar a interação entre os estudantes nos grupos para elaboração de um relatório com base no conhecimento adquirido. Nessa abordagem os estudantes resolvem exercícios e, orientados pelo professor, interagem com outros grupos para discutir e identificar as melhores respostas para as dúvidas. Ao término, é necessário que haja o momento de feedback. Inicie, com a introdução e contextualização do tema, explique a importância da conservação da biodiversidade para a saúde do planeta, enfatizando exemplos e casos reais. A conservação da biodiversidade desempenha um papel fundamental na manutenção da saúde do planeta. Sugestão, abaixo texto que o professor poderá fornecer aos estudantes para o estudo. Indicação de sites, outros textos e vídeos. TEXTO 1: O QUE É A BIOLOGIA DA CONSERVAÇÃO ( ícone clicável) Reflexões em Biologia da Conservação. Disponível em: https://ppgca.propesp.ufpa.br/ARQUIVOS/documentos/Reflex%C3%B5es%20em%20Biologia%2 0da%20Conserva%C3%A7%C3%A3o_V1.pdf. eCycle: Biologia da Conservação: o que é e princípios. Disponível em: https://www.ecycle.com.br/biologia-da-conservacao/. Biologia da conservação. Duração 12:02. Disponível em: https://youtu.be/LnXmdAtM4zM. Se liga na Educação Minas Gerais. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1Qm_EXRbmzW6Qx5ZN51_A8Xcs3FhHoyoY/view?usp=drive_link. https://ppgca.propesp.ufpa.br/ARQUIVOS/documentos/Reflex%C3%B5es%20em%20Biologia%20da%20Conserva%C3%A7%C3%A3o_V1.pdf https://ppgca.propesp.ufpa.br/ARQUIVOS/documentos/Reflex%C3%B5es%20em%20Biologia%20da%20Conserva%C3%A7%C3%A3o_V1.pdf https://www.ecycle.com.br/biologia-da-conservacao/ https://youtu.be/LnXmdAtM4zM https://drive.google.com/file/d/1Qm_EXRbmzW6Qx5ZN51_A8Xcs3FhHoyoY/view?usp=drive_link 25 2º MOMENTO: MESA REDONDA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências sala de multimídia, sala de aula, recursos disponíveis na escola. Educador (a), a Mesa Redonda na sala de aula é uma estratégia pedagógica que tem como objetivo promover a discussão, a troca de ideias e o debate entre os participantes sobre um tema específico. Esse formato de discussão tem diversas finalidades, incluindo: promover a participação ativa, desenvolver pensamento crítico, estimular o respeito às opiniões divergentes, incentivar a argumentação colaborativa dos estudantes, dentre outras. “Numa mesa redonda, não necessariamente os integrantes têm pontos de vista opostos. Muitas vezes as suas falas são complementares. Ainda que a oposição seja possível, ela não é essencial para a realização da mesa. O importante é que, pelo diálogo, a mesa possa aprofundar um determinado tema” (Valle apud Moniz, 2017) Há também o desenvolvimento da linguagem oral, que muitas vezes não é contemplada no Ensino Médio. Professor, defina com os estudantes os tópicos que gostariam de discutir - o assunto geral é Biologia da conservação. A mesa redonda deve apresentar os temas bem delimitados e relevantes. É fundamental que todos os participantes tenham conhecimento prévio do assunto em discussão, portanto, programe o período de preparação dos participantes. Após definido os temas e grupos de trabalho é hora dos participantes estudarem o assunto. Incentive os estudantes a discutirem os pontos relevantes que contribuem para o aprofundamento do tema. Instrua os estudantes a fundamentar suas opiniões e procurar fontes de informações confiáveis. Você pode estimular os estudantes a procurarem informações com outros professores e fazer um trabalho multidisciplinar. O professor deve ser o moderador da mesa, deve saber conter os mais exaltados e incentivar a participação dos mais tímidos, garantido a participação de todos os participantes. Vale ressaltar, que a mesa redonda pretende debater, mas pode ser colaborativa para a construção do conhecimento. O feedback, é importante para ouvir os estudantes sobre a sua experiência no trabalho e o retorno do professor para os estudantes é bom para a sua formação. Sugestão de alguns tópicos para aprofundamento: ▪ Equilíbrio ecológico: A biodiversidade contribui paraa estabilidade dos ecossistemas. Quanto maior a diversidade de espécies, mais resilientes e capazes de se adaptarem às mudanças. ▪ Polinização: Muitas plantas dependem de polinizadores, como abelhas, para se reproduzirem. A perda de biodiversidade pode impactar a polinização e a produção de alimentos. ▪ Ciclo de nutrientes: Uma diversidade de espécies ajuda a manter os ciclos de nutrientes, como o carbono e o nitrogênio, essenciais para todos os seres vivos. ▪ Variedade de alimentos: A biodiversidade contribui para a disponibilidade de diferentes alimentos. A perda de espécies pode reduzir a variedade de culturas e a segurança alimentar. ▪ Fonte de medicamentos: Muitos medicamentos são originários de plantas e organismos encontrados na natureza. A perda de biodiversidade pode comprometer e/ou limitar as fontes de novos medicamentos. ▪ Regulação climática: Os ecossistemas desempenham um papel na regulação do clima, ajudando a absorver e armazenar carbono, o que impacta diretamente as mudanças climáticas. ▪ Proteção contra desastres: Ecossistemas, como manguezais e florestas, atuam como barreiras naturais contra desastres, como tempestades e inundações. 26 ▪ Atividades econômicas: Atividades econômicas dependentes da biodiversidade, como o turismo em áreas naturais preservadas. ▪ Subsistência de comunidades: Comunidades locais dependem diretamente dos recursos naturais para sua subsistência. ▪ Ética e valor cultural: A biodiversidade tem um valor intrínseco, independentemente de seu valor para os seres humanos. A diversidade da vida é parte integrante da riqueza cultural e ética. 3º MOMENTO: ATIVIDADE Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Cópias das questões. Professor, após o desenvolvimento dos momentos anteriores, pode ser aplicada a atividade abaixo para consolidar os conhecimentos, sobre os temas abordados. QUESTÕES ( ícone clicável) 27 ANEXO TEXTO 1: O QUE É A BIOLOGIA DA CONSERVAÇÃO ( ícone clicável) O QUE É A BIOLOGIA DA CONSERVAÇÃO Conheça esta ciência multidisciplinar, desenvolvida como resposta ao problema da perda da biodiversidade causada pela extinção de espécies 28 de maio de 2014 O termo Biologia da Conservação foi introduzido pela primeira vez em 1978, como o título de uma conferência realizada na Universidade da Califórnia, em San Diego, Estados Unidos, organizada pelos biólogos Bruce Wilcox e Michael E. Soulé. O motivo do encontro foi a preocupação acerca do desmatamento tropical, desaparecimento de espécies e a erosão da diversidade genética dentro das espécies. A conferência buscou preencher uma lacuna existente na época entre teoria e prática, no que se referia à conservação e, com isso, fez nascer a Biologia da Conservação e o conceito de diversidade biológica (biodiversidade). É uma matéria interdisciplinar que busca recursos em ciências naturais, sociais e na prática de gestão de recursos naturais, definida como o estudo científico da natureza e do estado da biodiversidade do planeta, com o objetivo de proteger espécies, seus habitats e ecossistemas das excessivas taxas de extinção e de erosão das interações entre os seres vivos. Os biólogos da conservação pesquisam e educam sobre as tendências e processos de perda de biodiversidade, extinção de espécies, e o efeito negativo que têm sobre a manutenção do bem-estar da sociedade humana. Nesta tarefa, são guiados por alguns pressupostos básicos: (I) Toda espécie tem o direito de existir, pois são frutos de uma história evolutiva e são adaptadas; (II) Todas as espécies são interdependentes, pois estas interagem de modo complexo no mundo natural, e a perda de uma espécie leva a consequente influência sobre as demais; (III) Os humanos vivem dentro das mesmas limitações que as demais espécies, que são restritas a um desenvolvimento, em razão a capacidade do meio ambiente, e a espécie humana deveria seguir esta regra, para não prejudicar a sua e as outras espécies; (IV) A sociedade tem responsabilidade de proteger a Terra, devendo usar os recursos de modo a não esgotá-los para as próximas gerações; (V) O respeito pela diversidade humana é compatível com o respeito pela diversidade biológica, pois como apreciamos a diversidade cultural humana deveríamos apreciar a diversidade biológica; (VI) A natureza tem um valor estético e espiritual que transcende o seu valor econômico, e isto deve ser mantido independente de qualquer coisa; (VII) A diversidade biológica é necessária para determinar a origem da vida, espécies que vão se extinguindo poderiam ser importantes nas pesquisas sobre a origem da vida (PRIMACK, R. B.; Rodrigues, E. Biologia da conservação. Londrina: Vida, 2001). Além dos pressupostos, a Biologia da Conservação adota três principais diretrizes (Groom, Meffe & Carroll 2006): (I) A evolução é o axioma básico que unifica toda a biologia (papel evolutivo); (II) o mundo ecológico é dinâmico e comumente não está em equilíbrio (O teatro ecológico, ou o contexto ecológico); (III) a presença humana deve ser incluída no planejamento da conservação (humanos são parte do jogo). Uma vez que os campos da Antropologia, da Biogeografia, da Ecologia, dos Estudos Ambientais, da Biologia Evolucionária, da Genética, da Biologia de Populações, Sociologia e da Taxonomia aplicados não são abrangentes o suficiente para tratar das ameaças à diversidade biológica, a Biologia da Conservação se utiliza de todos eles para oferecer novos enfoques e ideias à gestão de recursos ambientais. Esta base multidisciplinar tem levado ao desenvolvimento de várias novas subdisciplinas 28 como a filo-geografia, e genética da conservação, ciências sociais da conservação, comportamento e fisiologia da conservação. A Biologia da Conservação se propõe a responder às questões surgidas no processo, por exemplo, de determinar as melhores estratégias para proteger espécies raras e ameaçadas, de conceber reservas naturais, em programas de reprodução para manter a variação genética de pequenas populações e até na harmonização das preocupações de conservação quando conflitam com as necessidades do povo e governo locais. Ela vem para dar a orientação necessária que os governos, as empresas e o público em geral necessitam quando têm de tomar decisões cruciais. Fonte: (Reuber, 2014) QUESTÕES ( ícone clicável) Questões 1) Qual é a importância da diversidade genética na conservação de espécies? 2) O que são áreas naturais protegidas e qual é o papel delas na conservação? 3) Citar quais são os tipos de áreas protegidas no Brasil? Descreva a função de cada uma. (Nesta questão pode-se incentivar o estudante a plotar no mapa do Brasil ou apenas de Minas Gerais, a localização das áreas protegidas). 4) Explique o conceito de "corredores ecológicos" e como eles podem beneficiar a conservação. Citar exemplos no Brasil. (Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/areas- protegidas/instrumentos-de-gestao/corredores-ecologicos.html. Acesso em: 13 de novembro de 2023). 5) Quais são os desafios socioeconômicos associados ao descarte de lixo eletrônico em países em desenvolvimento? 6) Que práticas sustentáveis que as empresas e os indivíduos podem adotar para reduzir o impacto ambiental provocado pelo lixo? 7) O que são Cidades Sustentáveis? (Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/areas- protegidas/instrumentos-de-gestao/corredores-ecologicos.html. Acesso em: 13 de novembro de 2023). 8) Quais são os riscos à saúde associados à exposição a substâncias tóxicas presentes em resíduos eletrônicos? https://antigo.mma.gov.br/areas-protegidas/instrumentos-de-gestao/corredores-ecologicos.html.%20Acesso%20em%2013.novembro.2023 https://antigo.mma.gov.br/areas-protegidas/instrumentos-de-gestao/corredores-ecologicos.html.%20Acesso%20em%2013.novembro.2023https://antigo.mma.gov.br/areas-protegidas/instrumentos-de-gestao/corredores-ecologicos.html.%20Acesso%20em%2013.novembro.2023 29 REFERÊNCIAS BERKOWITZ, Alan R., Canham, Charles D., Kelly, Vitória R. Competição versus Facilitação do Crescimento e Sobrevivência de Mudas de Árvores em Comunidades de Sucessão Inicial. Ecology – Ecological Society Of America. V. 76, Ed.4, p. 1156-1168, jun de 1995. Disponível em: https://doi.org/10.2307/1940923. Acesso em: 13 nov. 2023. 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Mesa redonda estimula argumentação colaborativa dos alunos. Instituto Claro - artigo de 11 de setembro de 2017. Disponível em: .https://www.institutoclaro.org.br/educacao/nossas-novidades/reportagens/mesa-redonda-estimula- argumentacao-colaborativa-dos-alunos/. Acesso em: 18 dez. 2023. https://www.institutoclaro.org.br/educacao/nossas-novidades/reportagens/mesa-redonda-estimula-argumentacao-colaborativa-dos-alunos/ https://www.institutoclaro.org.br/educacao/nossas-novidades/reportagens/mesa-redonda-estimula-argumentacao-colaborativa-dos-alunos/ 32 2024 REFERÊNCIA MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS – MAPA COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 01: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 02: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 03: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Temperatura e Escalas termométricas. Calor e equilíbrio térmico. (EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. (EM13CNT202X) Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, tanto na Terra quanto em outros planetas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. 33 PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Definição de temperatura e calor. A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), seja bem-vindo(a) ao caderno MAPA, primeiro bimestre do ano letivo de 2024. Com o foco no desenvolvimento das habilidades que compõem as três competências específicas das ciências da natureza, esse material foi elaborado para oferecer um suporte e uma complementação para o seu planejamento bimestral. Foi dividido em três temas que envolvem os objetos de conhecimento que serão abordados nesse primeiro bimestre: ▪ Tema 1 - Definição de temperatura e de calor Objetos de conhecimento: Temperatura e escalas termométricas; calor e equilíbrio térmico. ▪ Tema 2- Calor é energia térmica em trânsito Para que o estudante não trate o conceito de calor intuitivamente, mas compreenda que calor é uma forma de energia que se manifesta em um fluxo e como pode ser transferido devido à diferença de temperatura e em qual sentido ocorre essa transferência. Objetos de conhecimento: Processos de transmissão de calor. ▪ Tema 3- O calor e a sua interação com a matéria Aqui, abordaremos os fenômenos que envolvem a transmissão de calor e seus efeitos na matéria. Objetos de conhecimento: Dilatação térmica dos sólidos e líquidos (linear, superficial e volumétrica); Dilatação anômala da água; Calores específico e latente; Calores específico e latente; mudança de estados físicos. Na estrutura que se segue, apresentamos um planejamento para cada um dos temas, com seus respectivos objetos de conhecimentos, respectivas competências e habilidades a serem desenvolvidas. Para o desenvolvimento desse tema, sugerimos planejar estratégias contextualizadas numa abordagem investigativa. Pesquisas em ensino de ciências têm destacado a importância do uso de atividades experimentais investigativas para o desenvolvimento de habilidades cognitivas. Primeiramente, introduza o objeto de conhecimento “Temperatura e escalas termométricas”, faça perguntas para sondar o conhecimento prévio dos estudantes acerca do conceito de temperatura. Veja que eles já tiveram contato com esse objeto no ensino fundamental, portanto no ensino médio, o tratamento desse tema será com o objetivo de aprofundamento. Em seguida, trabalhe com as escalas termométricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Explique a necessidade de se conhecer cada uma dessas escalas e apresente as equações que permitem realizar as conversões entre elas. Na sequência, aborde o equilíbrio térmico e o conceito de calor. Para a consolidação desses objetos de conhecimento, os estudantes deverão compreender que a temperatura está associada à energia de agitação das partes internas da matéria (átomos e moléculas) e que o calor é a energia térmica que flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura. Para esse aprofundamento, propomos sugestões de atividades com foco no desenvolvimento das habilidades relacionadas ao estudo da temperatura e escalas termométricas e calor e equilíbrio térmico, conforme apresentadas no quadro inicial desse planejamento, além de sugestões de metodologias ativas e atividades práticas experimentais. 34 B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: SENSIBILIZAÇÃO ACERCA DO CONCEITO DE TEMPERATURA Organização da turma Roda de conversa: os estudantes sentam-se em círculo. Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia. Professor(a), nesse primeiro momento, o objetivo será a sondagem do conceito de temperatura que os estudantes trouxeram do ensino fundamental e de suas vivências do cotidiano. Para essa sensibilização, você pode, por exemplo, recorrer a um “brainstorming” que é uma metodologia que permite aos estudantes exporem suas ideias e perspectivas sobre o tema proposto. Aqui nesse tópico, o tema proposto é o conceito e a importância do estudo da temperatura. Para saber mais sobre a metodologia do brainstorming acesse o link abaixo: Tempestade de ideias no ensino (brainstorming). Disponível em: https://educador.brasilescola.uol.com.br/orientacoes/tempestade-ideias-no- ensino-brainstorming.htm. Durante a roda de conversa com seus estudantes, faça algumas perguntas. É aconselhável que você tenha essas perguntas anotadas em um bloco de notas físico ou digital. Faça também as anotaçõesdas respostas dos estudantes. Isso o auxiliará nas elaborações dos planejamentos e atividades futuras, pois terá como base as respostas deles o que te permitirá fazer reflexões acerca das suas necessidades. Nessa atividade estará em foco o desenvolvimento das seguintes habilidades: (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT202X) Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, tanto na Terra quanto em outros planetas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. Sugestões de perguntas iniciais: A) A temperatura é uma grandeza física? B) O que a temperatura mede? C) Quem consegue estimar o valor da temperatura ambiente, aqui na sala agora? D) Qual a temperatura na superfície do Sol? E) Qual o instrumento apropriado de medida de temperatura? F) A temperatura pode ser medida em quais unidades de medidas? G) Como a temperatura pode afetar as condições de vida no planeta? H) De que maneira a temperatura pode impactar o meio ambiente? I) Por que nos polos do planeta as temperaturas são baixas? Para melhor desenvolvimento da atividade e das habilidades em questão, solicite aos estudantes que façam anotações nos cadernos. Eles deverão anotar as perguntas e as respostas que eles mesmos elaboraram. Essas anotações poderão ser utilizadas posteriormente para que consigam elaborar suas hipóteses, fazer questionamentos e reelaborar suas respostas. https://educador.brasilescola.uol.com.br/orientacoes/tempestade-ideias-no-ensino-brainstorming.htm https://educador.brasilescola.uol.com.br/orientacoes/tempestade-ideias-no-ensino-brainstorming.htm 35 2º MOMENTO: FORMALIZAÇÃO TEÓRICA A RESPEITO DO CONCEITO DE TEMPERATURA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia. Professor(a), a partir desse momento, os estudantes deverão ser capazes de compreender que a temperatura é uma grandeza física que está associada ao grau de agitação térmica das partes internas à essa estrutura, ou seja, o grau de agitação das moléculas ou átomos que constituem o corpo em questão. Eles deverão saber como os termômetros funcionam, como fazer medidas em diferentes tipos de termômetros e realizar os cálculos das conversões das escalas termométricas. Assim, você fará a abordagem do tema com o foco no desenvolvimento das seguintes habilidades: (EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. Para atingir a conceituação de temperatura, parta dos conhecimentos prévios dos estudantes que englobam a sua medição e, assim, faça a abordagem das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin e as relações matemáticas para as conversões. Para abordar as escalas termométricas, desenvolva uma atividade que apresente uma situação- problema, cujo objetivo é levar os estudantes a conhecerem as escalas termométricas, como fazer a conversão de uma para outra e, principalmente, o motivo pelo qual precisamos conhecê-las. Sugestão de atividade: Professor(a), essa proposta de atividade para resolução da situação problema envolve os seguintes passos: • Proposta do problema. • Levantamento de hipóteses, análise dos dados, cálculos e conclusão. Você pode anotar no quadro ou fazer uma projeção de slide. 36 Conclusão: Desenvolvendo os cálculos por meio da aplicação da equação, os estudantes encontrarão o valor de 88º F convertido em Celsius. O valor encontrado será de, aproximadamente, 31ºC, o que condiz com a temperatura de verão no Brasil e nunca atingida na cidade onde Joe mora. Apresente para a turma uma lista de problemas contextualizados para que ao resolvê-los, consigam compreender como se faz a conversão das escalas e a importância desse conhecimento. Exemplo: 1- Proposta de situação problema: “ Joe Scott é estadunidense e mora em uma região onde a escala adotada é a Fahrenheit. A temperatura lá não ultrapassa os 25ºC. No dia 23 de janeiro de 2023, ele chegou ao Brasil pela primeira vez. Essa era a sua primeira viagem internacional e assustou-se ao ver que o termômetro do seu telefone agora marcava a temperatura de 88º F.” A) Por quais motivos Joe assustou-se ao ler aquele valor de temperatura? B) No Brasil, adotamos a escala Celsius. Qual é o valor dessa temperatura na escala Celsius? Professor(a), após apresentar a situação-problema, deixe que os estudantes façam suas reflexões e interajam com a turma apresentando as hipóteses. Na resposta da pergunta A, eles poderão, por exemplo, levantar as seguintes hipóteses (esperadas): “Ele assustou-se pois nunca havia registrado uma temperatura tão alta”; “Era verão no Brasil e os termômetros mostravam temperaturas mais altas”; “88º F é uma temperatura muito alta”, etc. Aqui, notamos o aparecimento de termos chaves como “temperaturas altas” associadas ao clima. Após o levantamento das hipóteses, é momento de partir para a resolução do problema. Explique que aqui no Brasil, a escala termométrica adotada é a Celsius, mas há escalas diversas adotadas em outros países, como a Fahrenheit nos Estados Unidos e Inglaterra, por exemplo. Apresente as equações que os permitirão fazer a conversão e encontrar o resultado solicitado na pergunta B. Ao longo da História, existiram diversas escalas termométricas, mas, atualmente, apenas três são utilizadas, sendo elas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Essas escalas utilizam como padrão os pontos de fusão e ebulição da água. Como essas escalas são utilizadas em lugares diferentes, é importante saber a forma de converter uma em outra. Para isso, basta utilizar a seguinte relação: A) A conversão de Celsius em Fahrenheit / Fahrenheit em Celsius 𝑻𝑪 𝟓 = 𝑻𝑭 − 𝟑𝟐 𝟗 Tc = Temperatura em graus Celsius Tf = Temperatura em graus Fahrenheit B) Conversão Celsius em Kelvin/ Kelvin em Celsius 𝑇𝑘 = 𝑇𝑐 + 273 Tc= Temperatura Celsius Tk = Temperatura em Kelvin 37 Eles encontrarão também algumas atividades no caderno MAPA do Estudante 2024. ▪ Sugestão de leitura: A sugestão de tema a seguir envolve o conceito e uma aplicação tecnológica da temperatura. Criogenia A criogenia estuda tecnologias que permitem a geração de temperaturas muito baixas e o comportamento dos materiais submetidos a essas temperaturas. De acordo com o Laboratório de Criogenia do Departamento de Física da Unesp, “a criogenia é um ramo da Físico-Química que estuda tecnologiaspara a produção de temperaturas muito baixas e o comportamento de materiais abaixo de -150 °C (123 K), principalmente até a temperatura de ebulição do nitrogênio líquido ou ainda temperaturas mais baixas”. Aplicações da criogenia A criogenia apresenta uma série de aplicações, sendo utilizada na indústria e até mesmo na Medicina. No que diz respeito à indústria, a criogenia é usada para submeter certos materiais a temperaturas extremamente baixas, fazendo com que se tornem supercondutores. Supercondutores são capazes de conduzir corrente elétrica sem resistências. Na Medicina, a criogenia é utilizada, por exemplo, na preservação de gametas e embriões, os quais podem ser utilizados anos depois. A criogenia pode ser utilizada também em células-tronco do sangue do cordão umbilical, tornando possível a utilização dessas células para tratamentos de doenças como linfomas e aplasia de medula. Além do congelamento de óvulos, embriões e células-tronco, a criogenia pode ser usada no congelamento de alimentos e na preservação de sêmen de gado. No que diz respeito ao uso na indústria alimentícia, devemos destacar que o rápido resfriamento de alimentos evita a proliferação de micro-organismos e também propicia uma menor formação de cristais de água no produto, garantindo maior qualidade e manutenção das propriedades dos alimentos." Fonte: SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Criogenia"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm. PARA SABER MAIS: Laboratório de vácuo e criogenia do Instituto de Física Gleb Wataghin, da Unicamp. Disponível em: https://sites.ifi.unicamp.br/labvacrio/criogenia/ Criogenia. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm. 3º MOMENTO: INVESTIGAÇÃO - INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA Organização da turma Em grupos de 4 estudantes Recursos e providências Termômetros diversos: de álcool, digital, de infravermelho A habilidade em foco neste momento é a (EM13CNT301), construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações problema sob uma perspectiva científica. https://sites.ifi.unicamp.br/labvacrio/criogenia/ https://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm 38 • Investigação: Como funcionam os termômetros? Professor(a), é importante que os estudantes tenham o conhecimento de como os termômetros funcionam e nessa abordagem podem se destacar algumas propriedades dos materiais e a aplicação dos circuitos elétricos no funcionamento dos termômetros digitais, ainda que de maneira mais conceitual, sem o aprofundamento teórico. Pois essas habilidades serão desenvolvidas mais adiante. Professor(a), leve os estudantes a conhecerem alguns tipos de termômetros, suas propriedades e como utilizá-los. Dessa maneira, você estará estimulando-os à curiosidade para aprender, que é uma competência essencial para a aprendizagem em ciências. Uma sugestão de atividade prática para esse desenvolvimento seria levar para a sala de aula os termômetros de álcool, o digital e o de infravermelho. Após explicar sobre o modo de leitura de cada tipo de termômetro e sob sua supervisão, os estudantes, em grupos, fazem medições de temperaturas: ● Do corpo humano: com os três tipos de termômetro; ● de uma amostra de gelo: com o termômetro de álcool (de laboratório); ● de uma amostra de água quente: com o termômetro de laboratório e de infravermelho, etc. Cada medição, com o termômetro adequado. Assim, eles aprenderão a manusear corretamente cada tipo de termômetro e compreenderão os modos de fazer medições, além de vivenciarem, na prática, as medições de diferentes valores de temperatura. Peça-os sempre que realizem, em seus cadernos, os registros das atividades. Sugestão de atividade para aprofundamento: Pesquisa: Como forma de desenvolver essa habilidade, demande aos estudantes uma pesquisa, que poderá ser realizada extraclasse, utilizando fontes confiáveis da internet. A sugestão é que eles façam leituras e procurem saber como cada tipo de termômetro consegue aferir a temperatura dos corpos. As perguntas que os guiarão nesta pesquisa podem ser, por exemplo: A) Como funciona o termômetro de laboratório? (de álcool) B) Como funciona o termômetro clínico digital? C) Como funciona o termômetro de infravermelho? Para realizar essa atividade de pesquisa os estudantes deverão elaborar respostas completas para essas perguntas, tendo como base as leituras de textos científicos. Sugestão de vídeo sobre o assunto: Termômetros como funcionam. Disponível https://drive.google.com/file/d/1_DqQbB9wZ2tKrJZhwjMfmfB_FpHJ9jbK/view. Vídeo aula do programa “Se liga na Educação.” Nessa aula, a professora faz uma demonstração de como utilizar corretamente os termômetros e como eles funcionam. A seguir, apresentamos uma sugestão de atividade prática que você pode levar para a sala de aula e demonstrar para seus estudantes ou solicitar que eles mesmos a desenvolvam. 39 Atividade prática: Construir um termômetro de álcool. Materiais: − Frasco de vidro com tampa bem vedada. − Um canudinho de plástico fino (Tubo de caneta pode ser usado). − Uma placa e plástico mais rígido onde será marcada a escala (pode ser uma régua branca de − plástico). − Álcool comum em quantidade suficiente para encher o frasco totalmente. − Corante. Procedimentos: 1. Misture um pouco de corante ao álcool e encha completamente o frasco. 2. Fazer um buraquinho na tampa o suficiente para passar o canudinho, sem que haja vazamento (OBS: quanto mais rígido for o canudinho, melhor será a sua vedação junto a tampa do frasco). 3. Para graduar o termômetro é necessário definir aleatoriamente dois pontos conhecidos e atribuir a eles dois valores de temperatura. Dividir o intervalo em valores a sua escolha que permitam a leitura. 4º MOMENTO: CONCLUSÃO DO CONCEITO DE TEMPERATURA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia. Desenvolvendo a habilidade EM13CNT101: conceito de temperatura Professor(a), para abordar o conceito de temperatura, sugerimos recorrer ao “modelo de partículas”, pois definimos a temperatura como sendo o grau de agitação das “partículas” que constituem o corpo, e nesse caso, consideramos os átomos ou moléculas como sendo essas partículas (a melhor definição é: menores estruturas da matéria) que estão em constante vibração, agitação. Quanto maior essa agitação, maior a temperatura. Procure mostrar aos estudantes que essa agitação está associada a uma energia: energia térmica. Uma atividade que proporcionará a visualização dessa estrutura interna dos corpos e sua vibração associada à temperatura, é uma simulação encontrada no simulador virtual Phet: PhET. Disponível em: https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of- matter-basics_all.html?locale=pt_BR. Com essa simulação é possível mostrar que o aumento da energia (por meio do aquecimento) produz aumento da agitação e também o aumento da temperatura. Da mesma forma, a diminuição da energia (resfriamento) produz diminuição da temperatura. Explique a escala absoluta e a condição da temperatura zero absoluto, cujo grau de agitação seria nulo. https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_all.html?locale=pt_BR https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_all.html?locale=pt_BR 40 5º MOMENTO: O CONCEITO DE CALOR E O EQUILÍBRIO TÉRMICO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia, computadorcom acesso à internet. Desenvolvendo as habilidades EM13CNT101 e EM13CNT301 Professor(a), a habilidade EM13CNT101 sugere analisar e representar as transformações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas. Para definir o conceito de calor, represente o modelo de partículas como um sistema que envolve quantidade de energia térmica, que está relacionada à energia de vibração (ou translação) dessas partículas e, assim, analisar as transformações que ocorrem devido à propagação dessa energia (fluxo de calor) através da própria propagação das vibrações. Essas transformações consistem no aumento ou diminuição do grau de agitação das partículas e, portanto, no aumento ou diminuição da temperatura do sistema, dependendo se o sistema está absorvendo ou cedendo energia térmica. Assim, chega-se ao conceito de energia térmica em trânsito, ou seja, o calor como uma forma de energia que é transferida. É importante ressaltar o fato de que o calor flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura. Para melhor compreensão do conceito de calor, recorra a simulações virtuais educacionais. Desse modo, a visualização do modelo pode ser melhor explorada e estará de acordo com a habilidade EM13CNT301 que desenvolve a capacidade de representar e interpretar modelos explicativos. Na simulação a seguir, demonstre a energia térmica transferida do fogo para as substâncias disponíveis e delas para o ar. Acione o símbolo de energia. Imagem 1: Formas de energia Fonte: (Phet Interactive Simulations, 2023) Professor(a), nessa simulação, os estudantes poderão visualizar a transferência de energia térmica, o calor, em situações de aquecimento e de resfriamento de diversas substâncias, bem como a variação da temperatura decorrente dessas transferências. Formas de Energia e Transformações. Disponível em: https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms- and-changes/latest/energy-forms-and- changes_all.html?locale=pt_BR. Equilíbrio térmico Partindo da concepção de que o calor flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura (quente) para outro de menor temperatura (frio), chegaremos à condição de equilíbrio térmico e, aqui, é preciso ressaltar que o fluxo de calor cessa-se quando os corpos atingem a mesma temperatura. Professor(a), cite exemplos do cotidiano em que se verifica a condição de equilíbrio térmico. Os estudantes identificarão essas ocorrências nas suas vivências. Sugestão: uma colher de metal, em contato com um alimento quente, atinge a mesma temperatura do alimento. Por isso é muito comum as pessoas queimarem a mão ao tocarem na colher. https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/latest/energy-forms-and-changes_all.html?locale=pt_BR https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/latest/energy-forms-and-changes_all.html?locale=pt_BR https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/latest/energy-forms-and-changes_all.html?locale=pt_BR 41 Professor(a), aborde a lei zero da termodinâmica e cite outros exemplos para ilustrá-la. Termodinâmica A termodinâmica é o ramo da Física que estuda as transferências de energia entre sistemas, quando essa energia é em forma de calor ou trabalho. As leis da termodinâmica estabelecem como ocorrem as trocas de energia e consideram os estados macroscópicos da matéria. Lei zero da Termodinâmica A Lei zero da termodinâmica diz que: "Se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, estarão em equilíbrio térmico entre si." Sugestão de vídeos: O vídeo a seguir está disponível no Youtube e poderá ser indicado como forma de enriquecer a aula. Transferência de calor e equilíbrio térmico. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=YP8_Cmkqg48. Importante: Professor, convidamos você para conhecer o programa Se Liga na Educação: Se Liga na Educação ▪ O canal do Youtube da TV Rede Minas oferece aulas produzidas e gravadas pelos nossos professores. Disponível em: https://seliga.educacao.mg.gov.br/se-liga-na-educa%C3%A7%C3%A3o-2024. E ainda oferece conteúdos como: ▪ "Se Liga Rapidin" - são conteúdos, ou seja, cortes das aulas baseados em nichos de temas e nas editorias “Você sabia?”, “O que é?”, “Como fazer?” e “Resolvendo problemas”. Exibido no canal do Youtube todas as quartas-feiras. ▪ "Minuto Se liga" - trata-se de pílulas de conhecimentos e curiosidades para diferentes públicos que vão ao ar nos intervalos da programação da TV, além das mídias sociais da Rede Minas. Com linguagem rápida e concisa, os conteúdos são informativos e diversificados: datas comemorativas, dicas de ENEM, fatos curiosos, variedades, informações, macetes de matemática, dentre outros. 42 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 01: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 03: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Processos de trans- missão de calor. (EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. (EM13CNT307X) Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas, tecnológicas, entre outras) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: O calor é energia térmica em trânsito. A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), no estudo da termodinâmica, o enunciado de Clausius diz que “o calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para um outro corpo de temperatura mais alta”, assim como a lei zero, tratam do fluxo de calor. Como já definimos, o calor é energia térmica em trânsito e, a partir daqui, apresente aos estudantes como ocorrem os fluxos de calor através de um corpo e de um corpo para outro. Ou seja, os processos que compreendem as transmissões do calor, as propriedades dos materiais envolvidas e as aplicações abrangentes. Professor(a), por se tratar da aprendizagem de conceitos abstratos como o de energia e calor, dê especial atenção às concepções espontâneas dos estudantes e às limitações de senso comum. Procure permear esse estudo com exemplos, demonstrações, experimentos e tenha o cuidado para que eles não confundam calor com os conceitos de temperatura e de energia interna. B) DESENVOLVIMENTO Desenvolvendo as habilidades EM13CNT101 e EM13CNT307X no estudo dos processos de transmissão de calor: As habilidades em foco agora, sugerem que os estudantes sejam capazes de: ▪ Analisar quais são as condições para que ocorra a transferência do calor, as variáveis envolvidas no processo, os efeitos desse fenômeno na matéria, no meio ambiente, na natureza em geral.43 ▪ Representar o fenômeno por meio de modelos científicos. ▪ Identificar o fenômeno em situações cotidianas, bem como conhecer as aplicabilidades no dia a dia e nas tecnologias existentes. 1º MOMENTO: SENSIBILIZAÇÃO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco, pincéis para quadro branco ou projetor multimídia ou xícara de café com café ou chá ou água quente, lata de suco gelada ou copo com água gelada. Para introdução do tema transferência de calor, comece fazendo algumas perguntas que instiguem a curiosidade dos estudantes. Nas aulas anteriores, falou-se sobre o fluxo de calor. Mas, é preciso estar atento, pois muitos estudantes entendem o calor como uma substância fluida que passa de um corpo para outro. Ainda que o conceito de energia seja um dos mais importantes para a ciência de modo geral, ele é muito abstrato. Portanto, agora é o momento de os estudantes serem despertados para a curiosidade de aprender como ocorre o fluxo (através de um mesmo corpo) e a transferência (fluxo entre corpos diferentes) de energia térmica: de que maneira? Qual ou quais são os processos e o que predispõe o fluxo da energia térmica? Situação: ▪ Uma xícara de café quente é deixada sobre a mesa em uma sala. Com o passar do tempo, o café inevitavelmente irá esfriar; por outro lado, uma latinha de alumínio, contendo suco gelado, deixada sobre a mesma mesa, com o transcorrer do tempo vai se aquecer. Para ilustrar essa situação, você pode recorrer ao uso de imagens ou, se preferir, leve esses materiais para sua sala de aula e os coloque sobre uma mesa. Mas, se não for possível projetar as imagens ou levar os materiais, utilize o quadro branco e escreva e ilustre a situação descrita acima. Em seguida, exponha as seguintes perguntas sobre essa situação: ▪ Por que o café esfria e o suco esquenta? ▪ Se forem deixados sobre essa mesa no mesmo instante, ambos atingirão a mesma temperatura, com o passar do tempo? ▪ Será que ambos alcançarão a temperatura final em um mesmo intervalo, ou seja, ao mesmo tempo? Deixe que os estudantes levantem hipóteses e procurem elaborar suas respostas, com base nas habilidades já desenvolvidas nos conceitos de calor e equilíbrio térmico. Peça a eles que registrem no caderno essa atividade. Os registros são úteis para o resgate de memórias. 44 2º MOMENTO: FORMALIZAÇÃO TEÓRICA Organização da turma Separe os estudantes em grupos Recursos e providências Utilize o laboratório, mas se não for possível, forme diferentes bancadas dentro da sala de aula juntando as mesas. Três bacias (recipientes) para cada bancada; ebulidor; água. Os processos de transferência do calor: Professor(a), com relação aos processos de transferência de calor, sugerimos que você priorize uma abordagem com exemplos do cotidiano e aplicabilidades tecnológicas. Retomada do conceito de calor: “Na Física, o termo calor sempre se refere a uma transferência de energia de um corpo ou sistema para outro, em virtude de uma diferença de temperatura existente entre eles, nunca indica a quantidade de energia contida em um sistema particular. Podemos alterar a temperatura de um corpo fornecendo ou retirando calor dele, ou retirando ou fornecendo outras formas de energia [...]” (YOUNG e FREEDMAN, 2008, p.190). Para o enriquecimento de suas explicações sobre o tema, apresentamos sugestões de simulações, experimentos simples e vídeos: A) Condução térmica: Simulador Vascak: Essa simulação mostra a transferência de calor por condução térmica. Você poderá explorar as propriedades dos materiais como o calor específico e a condutividade térmica, pois mostra a condução em dois metais diferentes. Disponível em: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mf_vedeni_energie&l=pt. B) Convecção térmica: Experimento simples para demonstração da convecção térmica: uma sugestão de demonstração da transferência de calor por convecção que utiliza materiais de baixo custo como um copo de vidro transparente, uma vela e um pouco de leite. Nela, é possível visualizar as correntes de convecção e explorar as propriedades dos materiais como a densidade, bem como abordar, superficialmente, a variação da densidade em função da variação da temperatura. Disponível em: https://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/fte06.htm#:~:text=Acenda%20a%20vela%20e %20a,aquece%20e%20veja%20o%20resultado. Simulador Vascak para demonstração da transferência de calor por convecção. Disponível em: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mf_proudeni_energie&l=pt. Vídeo aula do Programa Se Liga na Educação. Nessa aula, a professora realizou simulações e alguns experimentos para demonstrar a transferência de calor por condução e convecção em materiais diferentes. Transferência de calor. Acessível em: https://drive.google.com/file/d/1HEgxYnYkqzxBaEHElA0mPrTaNkIJAaBV/view. https://d.docs.live.net/391ea0e20eea9d8c/Documentos/MAPA%201%20BIMESTRE/MAPA%202024/2%20ANO%20EM/%20https:/www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mf_proudeni_energie&l=pt https://d.docs.live.net/391ea0e20eea9d8c/Documentos/MAPA%201%20BIMESTRE/MAPA%202024/2%20ANO%20EM/%20https:/www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mf_proudeni_energie&l=pt 45 C) Radiação térmica: A radiação térmica pode ser facilmente percebida quando aproximamos as mãos da chama de uma vela, por exemplo. Atenção: para experimentos que utilizam fogo, fósforos e chamas de vela ou lamparinas, nunca deixe que os estudantes os realizem sem a sua supervisão. Sugestão de experimento: Professor(a), realize esse experimento com seus estudantes. Esta atividade prática os permitirá vivenciar a transferência de calor e desenvolver as habilidades que implicam o reconhecimento do fenômeno no cotidiano, como sugerem as habilidades em foco desse objeto de conhecimento. Atividade experimental: “Sentindo na pele” a transferência de calor Professor(a), até então, já foram desenvolvidas as habilidades que permitiram os estudantes a compreenderem que o calor é uma forma de energia que passa de um corpo para outro, devido à diferença de temperatura entre eles. Essa atividade os permitirá compreender melhor a diferença entre calor e temperatura. ➢ 1ª - Parte: − Coloque água em três recipientes diferentes: no 1º água gelada, no 2º água morna (entre 40 oC e 45 oC) e no 3º, água à temperatura ambiente. ➢ 2ª - Parte: − Os estudantes são convidados a colocar suas duas mãos nos recipientes: uma no recipiente com água morna (entre 40 ºC e 45 ºC) e a outra no recipiente com água fria. Assim que se acostumarem com as temperaturas, eles são novamente convidados a colocar ambas as mãos no outro recipiente contendo água à temperatura ambiente. − Peça que eles descrevam as impressões que suas mãos direita e esquerda tiveram ao serem mergulhadas na água à temperatura ambiente. − Incentive os estudantes a levantarem as hipóteses que os orientarão na elaboração de questões para a justificativa acerca das sensações térmicas vivenciadas. O esperado é que eles consigam reconhecer a situação em que houve liberação de calor e a situação em que houve absorção de calor. 3º MOMENTO: A EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA Organização da turma Divida os estudantes em grupos de no máximo 4 pessoas. Recursos e providências Folha impressa com lista de questões sobre a equação da calorimetria. Professor(a), é importante que os estudantes compreendam que a transferência de calor ocorre de acordo com uma relação matemática entre as grandezas envolvidas no processo: A equação fundamental da calorimetria A equação fundamental da calorimetria define a quantidade de calor Q que um corpo de massa m e calor específico c absorve ou libera para variar sua temperatura emcerto valor ΔT. Essas grandezas se relacionam de acordo com a seguinte expressão: Q = m.c.ΔT. 46 O calor específico e a capacidade térmica Nesse tópico, enfatize que o calor específico é uma propriedade dos materiais, enquanto a capacidade térmica é uma propriedade dos corpos. ● Atividades para fixação da equação fundamental da calorimetria. Professor(a), para esse tópico, sugerimos uma atividade com resolução de exercícios de fixação para que o estudante consiga compreender as relações entre as grandezas envolvidas no cálculo do calor transferido Q. Desenvolvendo a habilidade EM13CNT101: Essa é uma sugestão de atividade que utiliza a aprendizagem em grupo. Elabore uma lista com um número de questões suficientes para serem resolvidas em uma aula. É recomendável que as questões a serem resolvidas por eles, em grupo, envolvam o desenvolvimento de cálculos conforme a equação, mas que não deixem de ser contextualizadas, com aplicações do cotidiano e processos tecnológicos. Assim, se possibilita o desenvolvimento da habilidade em foco, a qual sugere que o estudante seja capaz de analisar as transformações que ocorrem em sistemas que envolvam quantidade de energia. Nesse caso, trata-se da quantidade de energia térmica, a sua transferência e as transformações a nível de energia interna e variação de temperatura. Distribua para cada grupo a lista de exercícios. Deixe que os estudantes interajam entre eles, que consultem as suas próprias anotações, elaborem suas questões, pois para que cheguem a uma aprendizagem mais significativa, o estudante deve protagonizar seu próprio conhecimento enquanto você, professor(a), atua como o mediador(a) dessa aprendizagem. 4º MOMENTO: INVESTIGAÇÃO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia, computador com acesso à internet. Uma proposta de investigação em calorimetria: O trabalho desenvolvido por três professores em uma escola de ensino médio do Rio de Janeiro, cujo título é “Aquecimento e resfriamento da água aproximados à forma real”, traz uma proposta de investigação em calorimetria a ser realizada com base em observações, em sala de aula, sobre o uso de um ebulidor para aquecimento da água. O objetivo deste trabalho é mostrar que quando não fazemos muitas simplificações em uma demonstração experimental de calorimetria, podemos levantar, em sala de aula, questões interessantes. Se aquecermos, com um ebulidor de imersão, uma porção não muito grande de água, observaremos que a temperatura da água continuará aumentando mesmo depois do desligamento da fonte térmica. Se desligamos o ebulidor, que é a fonte de energia térmica deste sistema, como pode a temperatura da água continuar subindo? 47 Saiba mais sobre essa proposta de investigação. Aquecimento e resfriamento da água, aproximados à forma real. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175- 7941.2016v33n1p306. 5º MOMENTO: APLICAÇÕES TECNOLÓGICAS DA CALORIMETRIA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia, computador com acesso à internet. Professor(a), trazemos agora para o foco a habilidade (EM13CNT307X), a qual propõe que os estudantes sejam capazes de analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas, tecnológicas, entre outras) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano. Um dos exemplos práticos de aplicação da calorimetria é o uso de painéis coletores solares para o aquecimento da água em residências, hotéis, hospitais, etc. Mostre para os estudantes como funciona o coletor solar de tubos a vácuo e o coletor solar plano. Utilize imagens projetadas, gráficos e tabelas com valores comparativos. Por exemplo: Imagem 1 - Coletor solar plano Imagem 2 - Coletor solar de tubos à vácuo Fonte: (Mundo Educação, 2018) Fonte: (Wikipédia, 2023) Discuta com eles as diferenças em termos de vantagens e as limitações possíveis de cada um desses equipamentos. Para saber mais, sobre os processos de transferências de calor nos coletores solares, acesse o artigo: Estudo comparativo da utilização de coletores solares planos e tubulares para aquecimento de água. Disponível em: https://rbens.emnuvens.com.br/rbens/article/view/100/100. https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175-7941.2016v33n1p306 https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175-7941.2016v33n1p306 https://rbens.emnuvens.com.br/rbens/article/view/100/100 48 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Dilatação térmica dos sólidos e líquidos (linear, superficial e volumétrica). Dilatação anômala da água. Calores específico e latente. Mudança de estados físicos. (EM13CNT302) Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental. (EM13CNT306X) Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos, conhecer as normas de segurança, o tratamento de resíduos e reconhecer os equipamentos de proteção individual e coletivo, inclusive a tecnologia aplicada nos mesmos. (EM13CNT307) Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas, tecnológicas, entre outras) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano. (EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. (EM13CNT102XB) Realizar previsões, avaliar intervenções e/ouconstruir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos. 49 (EM13CNT203X) Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: O calor e a sua interação com a matéria. A) APRESENTAÇÃO Um dos eixos temáticos do Currículo Referência de Minas Gerais, envolve a interação entre a matéria e a energia. A partir de agora, serão analisados os efeitos da interação entre a energia térmica e a matéria, em decorrência dos fenômenos tais como: a dilatação térmica e as mudanças de estados físicos, que ocorrem a nível da estrutura interna dos materiais. Os estudantes deverão compreender como a energia térmica interfere no arranjo dos átomos e moléculas das substâncias. Professor(a), procure sempre trazer exemplos de aplicações práticas e situações contextualizadas para que os estudantes sejam capazes de identificá-las, analisá-las e fazer avaliações sobre os riscos envolvidos nas atividades cotidianas. • Dilatação térmica 1º MOMENTO: SENSIBILIZAÇÃO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia, computador com acesso à internet. Desenvolvendo a habilidade (EM13CNT302) O objeto de conhecimento em questão permitirá ao estudante compreender o fenômeno da dilatação por meio da análise de resultados experimentais e interpretação das equações que relacionam as grandezas envolvidas. Mas, é importante que ele consiga associá-lo a aplicações tecnológicas, reconhecendo sua relevância para tratamento de questões ambientais. Para enriquecimento da aula, listamos abaixo algumas sugestões de vídeos e simulações virtuais: Dilatação linear: Nessa simulação, haverá o aquecimento de dois tubos de materiais diferentes. Será possível perceber que as dilatações desses tubos não serão iguais. Dilatação térmica. Disponível em: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=mf_roztaznost1&l=pt. Na simulação a seguir, acionando o botão amarelo, a chama de uma lamparina aquecerá uma lâmina bimetálica. Será possível perceber a curvatura do bimetal. Bimetal. Disponível em: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=mf_bimetal&l=pt. https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=mf_roztaznost1&l=pt https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=mf_bimetal&l=pt 50 Vídeo aula do Programa Se Liga na Educação: Dilatação térmica. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1Xyv7xg8sh-ut7jjO6Ob8OPcqYTOVOWET/view. Sugestão de experimento: Um experimento bem simples de ser montado é o aro e a bolinha. ▪ Utilize para montar o experimento 50 cm de fio de cobre maciço 12 mm e desencapado; uma esfera de aço (quanto maior melhor), um maçarico (chama) e um alicate. ▪ Molde, na extremidade do fio, um aro, de tal forma que a esfera passe por ele bem justa, esse molde pode ser feito utilizando a esfera como gabarito. ▪ Depois de feito o aro, mostre aos estudantes que a esfera passa por ele tranquilamente. Veja a figura a seguir: Imagem 1 - Aro e esfera Fonte: (Mundo Educação, 2020) Agora, acenda a chama do maçarico e aqueça a esfera por, aproximadamente, três minutos, segurando- a com o alicate. Imagem 2 - Esfera sendo aquecida pela chama do maçarico Fonte: (Mundo Educação, 2020) Tente passar novamente a bolinha pelo aro feito com o fio de cobre e mostre aos estudantes que a bolinha não passará em razão da dilatação sofrida por ela. Desenvolvendo as habilidades EM13CNT306X e EM13CNT307: os coeficientes de dilatação Professor(a), no tratamento das dilatações, para que o estudante consiga avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, na construção civil, em meios de transporte e locomoção, dentre outros exemplos de aplicação do objeto de conhecimento, o conceito de coeficiente de dilatação linear é fundamental para a compreensão da propriedade dos materiais, que determinará o uso de recursos adequados e comportamentos de segurança em atividades humanas, visando a integridade física, individual e coletiva e socioambiental. Como exemplo, nas construções de pontes, prédios, ferrovias, as https://drive.google.com/file/d/1Xyv7xg8sh-ut7jjO6Ob8OPcqYTOVOWET/view 51 vigas de dilatação têm papel fundamental na segurança coletiva, bem como a aplicação dos materiais mais adequados. O estudante deverá reconhecer que cada material possui seu coeficiente de dilatação linear específico. Sendo assim, deverá também, reconhecer que essa grandeza é uma propriedade característica de cada material existente na natureza, bem como saber analisá-las para avaliar a adequação de seu uso e aplicabilidades. 2º MOMENTO: FORMALIZAÇÃO TEÓRICA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia, computador com acesso à internet. Procure levar os estudantes a compreenderem, que a dilatação térmica é um fenômeno em que ocorre a expansão da matéria de acordo com a variação da temperatura e o coeficiente de dilatação. Isso acontece em gases, líquidos e sólidos. Mas, esse fenômeno ocorre obedecendo uma lei matemática expressa por uma relação de proporcionalidade. Apresente aos estudantes a equação da dilatação linear, dilatação superficial e volumétrica, bem como seus respectivos coeficientes de dilatação (𝛼, 𝛽, 𝛾). Tenha o cuidado para que eles saibam diferenciar 𝛥𝑙, 𝛥𝐴, 𝛥𝑉 de L0, (comprimento inicial), L (comprimento final), A0 (área inicial), A (área final) e V0 (volume inicial) e V (volume final). Dilatação Linear Num sólido, de comprimento inicial L0 , a variação ΔL ocorrerá devido ao aumento de temperatura e é proporcional a L0. Essa variação do comprimento também é proporcional à variação de temperatura ΔT. Logo, a proporcionalidade entre essas variáveis fica: 𝛥L = Lo .𝛼. 𝛥𝑇 O coeficiente de dilatação linear compreende precisamente como a constante de proporcionalidade entre as grandezas que estão relacionadas. Nos usos dessa equação, são desprezadas as variações que 𝛼 pode ter com a temperatura. Dilatação superficial a variação ΔA ocorrerá devido ao aumento de temperatura e é proporcional a A0. Essa variação da área da superfície de um sólido também é proporcional à variação de temperatura ΔT. Logo, a proporcionalidade entre essas variáveis fica: 𝛥A= Ao . 𝛽. 𝛥𝑇 O coeficiente de dilatação superficial compreende precisamente como a constante de proporcionalidade entre as grandezas que estão relacionadas e corresponde a duas vezes o valor do coeficiente de dilatação linear 𝛼. Nos usos dessa equação, são desprezadas as variações que 𝛼 pode ter com a temperatura. 52 Dilatação volumétrica A variação ΔV ocorrerá devido ao aumento de temperatura e é proporcional a V0. Essa variação do volume área de um sólido também é proporcional à variação de temperatura ΔT. Logo, a proporcionalidade entre essas variáveis fica: 𝛥V= Vo . 𝛾. 𝛥𝑇 O coeficiente de dilatação volumétrica 𝛾 compreende precisamente como a constante de proporcionalidade entre as grandezas que estão relacionadas e corresponde a três vezes o valor do coeficiente de dilatação linear 𝛼. Nos usos dessa equação, são desprezadas as variações que 𝛼 pode ter com a temperatura. 3º MOMENTO: PROBLEMATIZAÇÃO Organizaçãoda turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Quadro branco e pincéis ou projetor multimídia, computador com acesso à internet. Professor(a), para abordar a dilatação anômala da água, introduza algumas perguntas, que irão instigar a curiosidade dos estudantes. Por exemplo: • Na natureza, todos os líquidos tendem a aumentar de volume quando aquecidos? • Em alguns filmes, documentários ou mesmo desenhos animados é comum vermos imagens de pessoas pescando em buracos feitos nas camadas de gelo de rios ou lagos. Como isso é possível? O objetivo dessa abordagem é possibilitar que os estudantes compreendam que, quando a água sofre uma variação de temperatura entre 4 ºC e 0 ºC, há um fenômeno inverso daquele natural esperado e consigam explicar a dilatação anômala da água utilizando argumentos sobre a sua organização molecular. Na sequência, exponha os conceitos de calor sensível e calor latente. A habilidade EM13CNT307 propõe que os estudantes sejam capazes de fazer análises e, neste caso, serão analisadas as propriedades dos materiais calor sensível e latente. Para melhor compreensão das mudanças de estado físicos, recorra à utilização de simuladores virtuais. O simulador Phet, muito sugerido para o ensino de ciências, traz algumas simulações que ajudarão o estudante a entender o rearranjo da estrutura interna das substâncias em uma mudança de fase. 4º MOMENTO: ABORDAGEM TEÓRICA - SUGESTÕES DE SIMULAÇÕES VIRTUAIS Organização da turma A escolha do professor Recursos e providências Projetor multimídia, computador e acesso à internet. Para desenvolvimento da habilidade (EM13CNT101), analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus 53 comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. E seguida, discuta com os estudantes as representações das transformações que ocorrem, a nível de estrutura interna da matéria, numa mudança de fase. Para alcançar tal objetivo, projete na tela, no quadro branco ou mesmo na parede da sala de aula, a simulação sugerida a seguir, na qual é possível visualizar os átomos e moléculas de alguns gases e, também da água, em processos de mudanças de fase. Observa-se o maior ou menor grau de agitação das suas moléculas, o afastamento ou aproximação entre as mesmas, quando se fornece ou retira calor, bem como os diagramas de fases. Estados da Matéria: Básico. Disponível em: https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of- matter-basics_all.html?locale=pt_BR. Há outra sugestão de simulação que demonstra o arranjo das moléculas de água nos estados físicos sólido, líquido e vapor. Estados físicos da matéria – água. Disponível em: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=mf_voda&l=pt. https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_all.html?locale=pt_BR https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_all.html?locale=pt_BR https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=mf_voda&l=pt 54 REFERÊNCIAS ALMEIDA, Frederico B. de. Experimento- Dilatação térmica. Mundo Educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/experimentodilatacao-termica.htm Acesso: 18 nov. 2023. AMARAL, E. M. R. do, & Mortimer, E. F. (2011). Uma proposta de perfil conceitual para o conceito de calor. Revista Brasileira De Pesquisa Em Educação Em Ciências, 1(3). Disponível em: https://periodicos.ufmg.br/index.php/rbpec/article/view/4154 Acesso em: 15 dez. 2023. COLETOR solar de tubos à vácuo. In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2023. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Aquecimento_solar. Acesso em: 16 dez. 2023 COLETOR solar plano. In: Mundo Educação. Coletor solar. [S. l.], [2023]. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/coletor-solar.htm Acesso em: 16 dez. 2023. DA ROSA, F. N.; MANEA, T. F.; KRENZINGER, A. Estudo comparativo da utilização de coletores solares planos e tubulares para aquecimento de água. Revista Brasileira de Energia Solar, [S. l.], v. 4, n. 2, 2016. DOI: 10.59627/rbens.2013v4i2.100. 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Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2024. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. OLIVEIRA JR., L. de; JR., . A.BARBOSA. H. Aquecimento e resfriamento da água, aproximados à forma real. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, [S. l.], v. 33, n. 1, p. 306–319, 2016. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175-7941.2016v33n1p306. Acesso em: 17 dez. 2023. PHET Interactive Simulations. Estados físicos da matéria. University of Colorado. Disponível em: https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter- basics_all.html?locale=pt_BR. Acesso em: 03 nov. 2023. PhET Interactive Simulations. University of Colorado. Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt/simulations/filter?subjects=physics. Acesso em: 03 nov. 2023. PHYSICS AT SCHOOL - HTML5, (Physics Animations/Simulations). 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Acesso em: 16 dez. 2023. https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/experimentodilatacao-termica.htm https://periodicos.ufmg.br/index.php/rbpec/article/view/4154 https://pt.wikipedia.org/wiki/Aquecimento_solar https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/coletor-solar.htm https://rbens.emnuvens.com.br/rbens/article/view/100 https://sites.ifi.unicamp.br/labvacrio/criogenia https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175-7941.2016v33n1p306 https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_all.html?locale=pt_BR https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_all.html?locale=pt_BR https://phet.colorado.edu/pt/simulations/filter?subjects=physics https://www.vascak.cz/physicsanimations.phphttps://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm http://hdl.handle.net/10737/1718 55 TERMÔMETROS: como funcionam? Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: 09_03_23_BL02_EM2_FIS_TERMOMETROS_COMO_FUNCIONAM.mp4. Acesso em: 12 dez. 2023. TRANSFERÊNCIA calor Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: 05_05_22_BL03_EM2_FISI_TRANFERENCIA_DE_CALOR_corri_1.mp4 Google Drive. Acesso em: 12 dez. 2023. TRANSFERÊNCIA de calor e equilíbrio térmico [S. l.: s. n.], 16 nov. 2021 vídeo (4 min). Publicado pelo canal Khan Academy. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=YP8_Cmkqg48. Acesso em: 12 dez. 2023. VASCAK, Vladmir. Física na escola. Transferência de energia por condução, 2023. Disponível em: Transferência de energia por condução Acesso em: 18 dez 2023. VASCAK, Vladmir. Física na escola. Estados físicos da matéria, 2023. Disponível em: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=mf_voda&l=pt. Acesso em: 18 dez. 2023. VILANCULO, Jossias Arnaldo. MUTIMUCUIO, Inocente Vasco. SILVA, Carlos Santos. Metodologias ativas para ensino e aprendizagem da física: Caso de estudo da formulação dos conceitos de calor e temperatura. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 05, Ed. 09, Vol. 07, pp. 84-107. Setembro de 2020. Acesso em: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/educacao/calor-e- temperatura. Acesso em: 31 out. 2023. YOUNG, H.; FREEDMAN I. Física II: Termodinâmica e Ondas. 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Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Funções inorgânicas. (EM13CNT104) Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis. (EM13CNT204X) Elaborar explicações, previsões e realizar cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT306) Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Aprendendo a reconhecer funções inorgânicas e suas propriedades A) APRESENTAÇÃO: A química é uma área da ciência que trata do estudo da constituição da matéria, suas propriedades, transformações e as leis que as regem, portanto é de extrema importância que algumas habilidades sejam desenvolvidas. Dentre elas, podemos citar a capacidade de avaliar os benefícios e riscos à saúde e ao ambiente envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza para justificar o uso de equipamentos e recursos, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, bem como o nível de exposição a eles, conforme previsto nas habilidades EM13CNT104 e EM13CNT306. 57 Dentro deste objeto de conhecimento, essa habilidade refere-se ao conhecimento sobre as funções inorgânicas que são grupos de substâncias em que se classificam os compostos que não contém carbono. Estão organizadas em quatro categorias: ácidos, bases, sais e óxidos. Encontram-se presentes em nosso dia a dia em alimentos, medicamentos, materiais de higiene e limpeza e demais produtos de utilidades em geral. Nesse planejamento serão apresentados e explorados os conceitos e aplicações envolvendo as funções inorgânicas. Para isso, serão desenvolvidas estratégias para aulas de leitura de textos e uso de jogos. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: IMPORTÂNCIA DA QUÍMICA INORGÂNICA NO TRATAMENTO DE DOENÇAS Organização da turma Grupos Recursos e providências Textos impressos. Esta fase do planejamento será dedicada à introdução do assunto por meio de textos que apresentam alguns usos dos compostos inorgânicos no tratamento de algumas doenças. Esses textos devem ser previamente estudados e no momento da aula, os estudantes terão a oportunidade de discutir os assuntos por eles abordados e apresentar para toda a turma em formato de vídeos, podcasts, blogs, storytelling ou outra estratégia que o grupo considere interessante. Sempre que necessário, o docente poderá ajudar no esclarecimento de alguma dúvida. Abaixo estão listados alguns links com os textos sugeridos. A química inorgânica na terapia do câncer. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a05.pdf Contribuições da Química Inorgânica para a Química Medicinal. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a03.pdf A química inorgânica no planejamento de fármacos usados no controle da hipertensão. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a06.pdf Suplementação de elementos-traços. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a04.pdf 2º MOMENTO: ADQUIRINDO CONHECIMENTOS Organização da turma À escolha do professor. Recursos e providências Livro didático, aulas gravadas. Esta fase do planejamento é dedicada à abordagem das funções inorgânicas propriamente, ácidos, bases, óxidos e sais, é o momento do enfoque nas principais características, propriedades e métodos de reconhecimento, tais como indicadores ácido-base. Isso pode ser feito pela utilização do livro didático adotado ou de algum outro material que julgar adequado. Para ajudar na memorização dos diversos tipos de funções inorgânicas o “Jogo da Memória Químico” será de grande ajuda. Se julgar necessário, reveja conceitos de reações químicas e propriedades periódicas, previamente estudados. O estudo http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a05.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a03.pdfhttp://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a06.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/06/a04.pdf 58 dessas funções inorgânicas será de grande importância para a compreensão dos próximos objetos de conhecimento, especialmente no que se refere à Química Ambiental e Eletroquímica. Como material de apoio, pode ser feita a utilização de vídeo aulas do Se Liga na Educação ofertadas pela Secretaria de Educação. O link a seguir contém vídeo aulas expositivas sobre os assuntos discutidos até aqui. Funções Inorgânicas. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1XO08lTHxfqcwK3hSqJWgd3--0ZVgUKMt/view. Uma forma rápida e eficaz de demonstrar o reconhecimento de ácidos e bases é por meio do uso de indicadores. O vídeo a seguir explica facilmente isso: Como funcionam os indicadores ácido-base? - experimento de química!!! Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=_pz3eJiiMX0&ab_channel=ProfessorBoaro. ▪ Definição e propriedades Mecanismos de dissociação e ionização. ▪ Ácidos e Bases: Ácidos e bases de Arrhenius, fórmulas, nomenclatura e solubilidade em água. Ácidos e bases importantes: ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, hidróxido de sódio, hidróxido de cálcio e hidróxido de amônio. ▪ Sais: Conceitos, fórmulas, nomenclatura, reações de neutralização total e parcial. Sais importantes: características e obtenção: cloreto de sódio, carbonato de sódio, hipoclorito de sódio, carbonato de sódio. ▪ Óxidos: Definição e fórmula geral. Óxidos básicos, ácidos e anfóteros. Óxidos importantes: óxido de cálcio e dióxido de carbono. 3º MOMENTO: PRATICANDO O CONHECIMENTO Organização da turma Atividade em grupos de 2 a 4 estudantes Recursos e providências Jogo Memória Química – Funções Inorgânicas. Jogo Memória Química O jogo Memória Química – Funções Inorgânicas tem como objetivo educativo trabalhar a nomenclatura de compostos inorgânicos pertencentes às funções ácido, base, sais e óxidos. A atividade segue as regras tradicionais de um jogo de memória, entretanto, em vez do estudante correlacionar duas imagens iguais, ele deverá fazer a associação da fórmula de uma substância inorgânica (primeira carta do par) com o seu nome (segunda carta do par). https://www.youtube.com/watch?v=_pz3eJiiMX0&ab_channel=ProfessorBoaro 59 O jogo Memória Química é composto por 24 cartas (formando 12 pares), um encarte de regras e um encarte de consulta ao conteúdo. É recomendável no máximo 4 estudantes alunos por grupo e, portanto, para uma turma de 40 estudantes é necessária a preparação de 10 conjuntos do jogo. Uma jogada de Memória Química tem duração, em média, de 15 minutos, o que possibilita durante o tempo de uma aula, jogar mais de uma partida. Materiais − Encarte de regras: O jogo Memória Química – Funções Inorgânicas necessita de um encarte de regras, que ficará com a equipe. − Cartas: São apresentadas 24 cartas − Encarte de consulta ao conteúdo: É apresentado um quadro com informações necessárias sobre o conteúdo de funções inorgânicas, para que os estudantes possam consultar durante a atividade. Recomendamos um encarte de consulta ao conteúdo para cada conjunto do jogo. Regras − As cartas devem ser embaralhadas e dispostas sobre a mesa com a face para baixo, de maneira que os jogadores não possam visualizar o conteúdo das cartas. − Deve-se definir a ordem de jogada no “par ou ímpar”. Cada jogador, na sua vez, deverá virar duas cartas para tentar encontrar o respectivo par. No caso do jogo Memória Química, o par não é representado por duas cartas iguais, mas sim por uma carta contendo a fórmula química e a outra carta contendo o nome correto da substância em questão. Caso o jogador consiga associar ambas as cartas, deve reter o par consigo, jogando novamente até errar. Caso não encontre o respectivo par, as cartas devem ser mantidas sobre a mesa, com a face para baixo, na mesma posição, passando a vez para o próximo jogador. − O jogo termina quando as cartas sobre a mesa terminarem. O vencedor é aquele que conseguir um maior número de pares. Cartas 60 61 (Fonte: Caldeira, 2023) 62 Encarte de consulta ao conteúdo Fonte: (Caldeira, 2023) 63 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Química Ambiental. (EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. (EM13CNT102XA) Identificar e interpretar sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento. (EM13CNT104) Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis. (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. (EM13CNT206) Discutir a importância da preservação e conservação da biodiversidade, considerando parâmetros qualitativos e quantitativos, e avaliar os efeitos da ação humana e das políticas ambientais para a garantia da sustentabilidade do planeta. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Química ambiental. A) APRESENTAÇÃO: Os problemas ambientais têm sido amplamente discutidos nos últimos tempos pelos diversos segmentos da sociedade. A interferência humana vem causando sérios impactos ao meio ambiente, fazendo com que a poluição da água, do solo e da atmosfera seja discutida na comunidade acadêmica, sobretudo na educação básica. Dessa forma, a realização de aulas experimentais utilizadas na educação básica, de modo demonstrativo ou com roteiros preestabelecido, pode ser uma estratégia eficiente na contextualização do ensino. Potencialmente, elas favorecem o desenvolvimento de um discente estimulado e preocupado com a sociedade, desde que, o conteúdo da disciplina seja abordado de modo interdisciplinar, enfatizando os conceitos fundamentais para a inserção da educação ambiental no cotidiano dos discentes. 64 Considerando esses aspectos e com o objetivo de desenvolver as habilidades esperadas com a utilização deste objeto de conhecimento, propõe-se inicialmente a condução de aulas discursivas por meio da leitura de diversos textos sobre a temática ambiental. Entre a educação ambiental e a química, existe uma relação intrínseca, visto que, para entender a problemática ambiental e propor soluções, precisam-se investigar as causas e a química pode ser utilizada na explicação dos danos provocados ao meio ambiente e nas tentativas de solucioná-los, considerando o ambienteda sala de aula um espaço favorável a essa conscientização. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso ou projetor multimídia. Esta fase do planejamento será dedicada à introdução do assunto, por meio de textos que apresentam alguns temas de importância na discussão dos assuntos ambientais. Esses textos devem ser previamente estudados e no momento da aula, os estudantes terão a oportunidade de discutir os assuntos por eles abordados e apresentar para toda a turma em formato de vídeos, podcasts, blogs, storytelling ou outra estratégia que o grupo considere interessante. Sempre que necessário, o docente poderá ajudar no esclarecimento de alguma dúvida. Abaixo estão listados alguns links com os textos sugeridos. A evolução da atmosfera terrestre. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/evolucao.pdf. A química no efeito estufa. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc08/quimsoc.pdf. As águas do planeta Terra. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/aguas.pdf. Introdução à química ambiental. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/introd.pdf. Lixo: desafios e compromissos. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/lixo.pdf. Tratando nossos esgotos: processos que imitam a natureza. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/esgotos.pdf. Gases ácidos na atmosfera: fontes, transporte, deposição e suas consequências para o ambiente. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc42_4/12-EEQ-64-19.pdf. Ciclos Globais de Carbono, Nitrogênio e Enxofre: a importância da química na atmosfera. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/05/quimica_da_atmosfera.pdf. http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/evolucao.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc08/quimsoc.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/aguas.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/introd.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/lixo.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/esgotos.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc42_4/12-EEQ-64-19.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/05/quimica_da_atmosfera.pdf 65 2º MOMENTO: EXPERIMENTANDO A QUÍMICA AMBIENTAL Organização da turma Grupos de 4 a 6 estudantes. Recursos e providências Os materiais necessários estão detalhados em cada um dos experimentos Esta fase do planejamento está dedicada à experimentação. Estão propostos quatro experimentos simples, utilizando materiais de fácil acesso e que abordam os temas água e ar. Ao final de cada experimento os estudantes são estimulados a discutirem os resultados e relacioná-los pontualmente aos assuntos mais relevantes, dentro de cada um dos temas discutidos. Experimento 01 - Determinação simples de oxigênio dissolvido em água Química nova na escola. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a10.pdf. A concentração de oxigênio dissolvido em água, conhecida por “COD”, é um parâmetro importante para se analisar as características químicas e biológicas das águas potáveis e de rios e lagos. O oxigênio dissolvido (OD) em água pode ter origem tanto na fotossíntese da biota aquática como no processo de difusão que ocorre na interface ar-água e sua concentração pode variar em função da temperatura, salinidade e pressão. No geral, a solubilidade dos gases aumenta com o decréscimo de salinidade e temperatura. Assim, pode-se dizer que águas mais frias retêm mais oxigênio e que a água do mar contém menos OD que outras águas. O oxigênio é essencial à vida de vários organismos aquáticos. Alguns desses organismos usam oxigênio para quebrar moléculas orgânicas de cadeia longa em moléculas ou íons menores e mais simples, como dióxido de carbono, água, fosfato e nitrato. Nesses processos, o oxigênio é removido do sistema aquático e pode ser reposto vindo da interface ar-água. O excesso de matéria orgânica nos sistemas aquáticos pode provocar uma séria diminuição do nível de OD e, consequentemente, a morte de peixes e outras espécies. Alguns métodos de determinação do teor de oxigênio no ar têm sido relatados na literatura, inclusive com a utilização de materiais simples, como a palha-de-aço de uso doméstico. Este método consiste em utilizar pequenas porções de palha-de-aço de uso doméstico, garrafas PET e diferentes amostras de água (potável, rios, piscinas etc.). Materiais e reagentes • 3 garrafas PET de refrigerante de 2 L • 3 pedaços de lã-de-aço usada em limpeza doméstica (Bombril® ou Assolan®) • Água de torneira • Papel de filtro (usado para coar café) • Acetona comercial • Bastão de vidro • Estufa ou forno de fogão doméstico • Balança de supermercado (com precisão de ±0,01 g). Procedimentos Para a execução do experimento, deve-se pesar três pedaços de lã de aço de aproximadamente 1,5 g cada. Com o auxílio de um bastão de vidro, cada um dos três pedaços já pesados deve ser introduzido em uma garrafa PET devidamente identificada. Em seguida, abre-se a torneira de onde será coletada água, de forma que o fluxo de água que saia desta seja bem pequeno. As garrafas http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a10.pdf 66 devem ser inclinadas (~30°) com relação à torneira. O fluxo de água deve escoar pelas paredes da garrafa, de forma a evitar uma oxigenação da água nesta etapa. Após a coleta das amostras, as garrafas devem permanecer abertas por 15 minutos e depois fechadas e observadas por cinco dias. Passado este tempo, as garrafas devem ser abertas e o sólido marrom avermelhado (ferrugem) nelas contido deve ser recolhido por filtração. O papel de filtro deve ser previamente seco (110 °C, 1 h), esfriado à temperatura ambiente e pesado. O sólido deve ser lavado com acetona, a fim de facilitar a secagem. O sistema (papel + sólido) deve ser seco em estufa (110 °C, 1 h) e depois transferido para um dessecador. Caso se utilize forno caseiro em substituição à estufa, não use acetona em hipótese alguma. Determina-se a massa do sólido vermelho formado utilizando balança. O sistema (papel + ferrugem) à temperatura ambiente deve ser pesado e a massa de ferrugem determinada pela subtração da massa do papel filtro. Por meio da estequiometria da reação de formação da ferrugem, é possível calcular a concentração de oxigênio dissolvido na água das garrafas. Os resultados devem ser expressos nas unidades mg L-1. Resultados e discussão A formação de ferrugem ocorre em meio aeróbico e o ferro contido na palha-de-aço pode ser completamente convertido em óxido de ferro hidratado (chamado de ferrugem). Embora sua fórmula seja indefinida, pode ser escrita como Fe2O3 .nH2O, onde n depende das condições de formação do óxido. Antes das garrafas serem fechadas, a água estava totalmente transparente. Após oito horas, a água tornou-se amarela, evidenciando que a corrosão tinha se iniciado e o Fe(0) da palha-de-aço estava sendo oxidado a Fe(II), que difundiu-se na solução. Depois de cinco dias, observou-se a presença de um sólido marrom avermelhado nas garrafas. A reação global do processo é: 2Fe(s) + 3/2O2 (g) + nH2 O(l) → Fe2 O3.nH2O(s) (Equação 1) A concentração de oxigênio dissolvido (COD) pode ser determinada através da massa de Fe2O3.nH2O formada. Supondo-se que as águas de hidratação (nH2O) foram eliminadas no processo de secagem, realizado em estufa, a 110 °C por 1 h, pode-se calcular a COD a partir da massa de Fe2O3 obtido usando-se a Equação 1. 2Fe(s) + 3/2O2 (g) → Fe2O3 (s) (3/2) . 32,00 g — 159,69 g x — massa de Fe2O3 g O volume da garrafa PET é 2,10 L. Então, havia essa massa calculada em mg de OD em 2,10 L de água, finalmente pode-se expressar o resultado como COD em mg L-1. Com os dados obtidos, sugere-se pesquisar valores considerados normais paraos diversos tipos de cursos d’água e comparar com os resultados encontrados nos experimentos. Para enriquecer a discussão, fazer uma pesquisa sobre as principais causas de alteração do teor de oxigênio dissolvido nos cursos d’água. 67 Experimento 2 – Efeito Estufa usando material alternativo Química nova na escola. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc37_2/12-EEQ-167-12.pdf O tema aquecimento global pode se caracterizar como motivação para a discussão de conceitos que podem ser apresentados na perspectiva de maior aprofundamento acerca do fenômeno em discussão. Inclusive as controvérsias acerca do tema devem permear a discussão. No contexto da química, o efeito estufa é um processo físico-químico complexo, que envolve a absorção de radiações ultravioleta e visível, com transições eletrônicas e emissão de radiação infravermelha e aumento de energia cinética (movimento translacional, que provoca aumento de temperatura). Esse trabalho apresenta uma alternativa de construção de experimento sobre o efeito estufa, utilizando materiais de baixo custo. Materiais e reagentes · 2 garrafas de refrigerante (PET) de 250 ml; · 2 garrafas de refrigerante (PET) de 2000 ml; · 1 garrafa pet de 600 ml; · 0,5 metro de mangueira látex; · Cola de silicone; · Dois termômetros com precisão mínima de 1 ºC (com qualquer faixa de medição que abranja a temperatura do ambiente até 50 ºC, podendo ser a álcool ou digital do tipo espeto); · 200 g de bicarbonato de sódio; · 500 ml de vinagre; · 1 cronômetro; · 1 ferro de soldar ou qualquer ferramenta para perfurar as garrafas. Observação: cuidados e riscos É importante ressaltar que, para perfurar as garrafas, pode ser utilizado um ferro quente (tipo ferro de soldar) ou qualquer material perfurocortante, mas estes podem machucar o estudante. Para minimizar o risco, é indispensável que os estudantes sejam acompanhados na execução. Procedimentos para montagem Numere as garrafas de refrigerante de 250 ml com 1 e 2 e as garrafas de dois litros com 3 e 4. Para montar os sistemas 1 e 2 (Figura 1), perfure as tampas das garrafas 1, 2, 3 e 4 apenas o suficiente para a entrada do termômetro e da mangueira de látex (garrafas 1 e 2) e, em seguida, passe cola de silicone unindo termômetro e as mangueiras às tampas. Assegure que não haja vazamento de gás (principalmente no sistema 1) e que a cola de silicone ou a tampa da garrafa não atrapalhem a leitura da temperatura nos termômetros a álcool (caso utilize o termômetro digital do tipo espeto, esse problema não ocorre). Além disso, o bulbo do termômetro deve ficar interno às garrafas. É necessário furar as garrafas 2 e 3 e interligá-las com uma mangueira de látex que conduzirá o gás carbônico produzido pela reação entre o bicarbonato de sódio e o vinagre (conforme Figura 1). http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc37_2/12-EEQ-167-12.pdf 68 Figura 1 - Esquema do experimento Fonte: (Guimarães e Dorn, 2015) Procedimentos para executar o experimento. Retire o máximo que puder o ar da garrafa 3 (Figura 2). Coloque 200g de bicarbonato de sódio na garrafa 2 e acrescente vinagre na garrafa 1. Vire a garrafa 1 e pressione lentamente para que o vinagre entre em contato com o bicarbonato de sódio e produza o gás carbônico. Execute esse procedimento até que a garrafa 3 fique completamente preenchida por CO2. A garrafa 4 (Figura 3) ficará preenchida com ar atmosférico à pressão ambiente a qual servirá de parâmetro de comparação da variação de temperatura nos dois sistemas (Figura 3). Observe se a garrafa 4 está com água líquida no fundo ou com gotas nas paredes. Caso exista, poderá haver um aumento anômalo da temperatura nesse sistema, pois a água. Coloque o sistema sob a luz do sol e acione o cronômetro. Uma lâmpada incandescente pode substituir o sol e os melhores resultados são obtidos com uma potência igual ou superior a 100 W e com mesma distância entre as garrafas 3 e 4 (dispostas entre as garrafas com distância aproximada de 1 cm de cada uma). Faça medidas da temperatura dos dois sistemas a cada minuto, lance os dados obtidos numa tabela e, em seguida, num gráfico para comparar a variação de temperatura em cada um dos sistemas. Os mesmos resultados não podem ser obtidos utilizando lâmpadas fluorescentes, isso porque os picos característicos do comprimento de onda dessas lâmpadas não coincidem com os comprimentos de absorção do CO2. Figura 2 - Sistema 1, garrafa amassada Fonte: (Guimarães e Dorn, 2015) Figura 3 - Sistema montado Fonte: (Guimarães e Dorn, 2015) 69 Resultados e discussão Os dados coletados pelo(a) professor(a) e pelos estudantes servirão para discutir a retenção de energia solar pelos gases atmosféricos. Grande parte da radiação emitida pelo sol se encontra na faixa espectral em torno de 0,5 µm, enquanto a radiação terrestre se concentra na faixa de 10 µm. Por essa razão, a radiação solar é denominada radiação de ondas curtas (OC), e a radiação terrestre, de ondas longas (OL). Os gases nitrogênio e oxigênio (presentes na atmosfera) não absorvem a radiação em OL emitida pela superfície da Terra, ao passo que H2O, CO2, NO2, O3, CH4 e gases da família do CFCs absorvem uma fração significativa de radiação em OL. Ao executar o experimento com os estudantes, é importante destacar que os resultados obtidos podem não ser os esperados. Isso pode conduzir o grupo a pensar que o experimento não deu certo. Trata-se de um experimento de investigação, portanto, os estudantes podem se deparar com erros imprevisíveis aos quais o educador deve conduzir para transformá-los numa situação de aprendizagem significativa. Nessa situação, é fundamental explorar didaticamente a oportunidade, pois um experimento com resultados não esperados pode ser, muitas vezes, mais construtivo do que quando o grupo obtém aquilo que é esperado pelo professor. É imprescindível que o docente discuta os resultados (posteriormente) sob a ótica da teoria do efeito estufa e incentive os estudantes a lançar suas hipóteses e testar suas próprias interpretações. Experimento 3 – Uma Proposta de Aula Experimental de Química para o Ensino Básico Utilizando Bioensaios com Grãos de Feijão (Phaseolos vulgaris) Importante: os experimentos devem ser realizados na presença do professor. Química nova na escola. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc38_1/13-EEQ-64-14.pdf. O experimento proposto é um bioensaio utilizando grãos de feijão (Phaseolos vulgaris) como organismo- teste, e a sugestão é avaliar os efeitos tóxicos causados a estes quando expostos a soluções de detergente em diferentes concentrações. Dessa forma, utilizar situações para análise dos impactos ambientais é uma característica da interdisciplinaridade da educação ambiental, contribuindo para o ensino e despertando nos discentes a consciência da importância da química. Contaminantes ou poluidores emergentes são substâncias tóxicas cujos resultados ou a presença no ambiente são ainda pouco conhecidos. Os possíveis contaminantes emergentes abarcam um grande número de produtos utilizados no cotidiano da sociedade, seja de aplicação doméstica ou industrial. Estudos recentes apontam preocupação para alguns tipos de contaminantes, tais como: detergentes perfluorados e produtos farmacêuticos. Os detergentes domésticos são surfactantes tensoativos, os quais são compostos que apresentam comportamento anfifílico, isto é, têm duas áreas, hidrofóbica e hidrofílica. A área hidrofóbica é formada por cadeias alquílicas ou alquilfenílicas, contendo de 10 a 18 átomos de carbono. A parte hidrofílica é composta por grupos iônicos ou não iônicos ligados à cadeia carbônica. Diante dos problemas ambientais, os tensoativos aniônicos vêm sendo um componente monitorado, principalmente o alquilbenzeno sulfonato linear (LAS), devido ao seu elevado consumomundial. Para analisar os possíveis danos, são realizados ensaios de toxicidade que são testes laboratoriais que analisam, sob condições específicas e controladas, os efeitos causados aos organismos-teste por meio da exposição destes às várias concentrações da substância potencialmente tóxica. Os testes de toxicidade podem ser http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc38_1/13-EEQ-64-14.pdf 70 classificados em dois tipos: agudo ou crônico e fundamentam-se na exposição de organismos-teste, por certo tempo, a substâncias em diversas concentrações, objetivando analisar as implicações sobre comportamento, crescimento, bem como mutações ou morte. O resultado dos ensaios depende da qualidade do organismo-teste, por isso, é indicado selecionar os mais sensíveis, dentro dos grupos de organismos biológicos, dentre os quais as plantas têm mostrado ótimos resultados devido à sua sensibilidade. A utilização dos grãos de feijão fundamenta-se em estudos, que destacam vantagens em utilizar as plantas como organismo-teste para bioensaios como, por exemplo, a viabilidade econômica, por serem testes de baixo custo; a facilidade de perceber como os organismos reagem aos efeitos tóxicos; e por apresentarem conexão com os bioensaios que têm animais como organismo-teste, sendo possível fundamentar os resultados de ensaios com plantas para outros seres vivos. O experimento desenvolvido devido à simplicidade na execução torna-se uma ferramenta útil para um ensino de química interdisciplinar, considerando que a germinação do feijão está presente no cotidiano do estudante e pode ser estudada correlacionando conceitos da química e da biologia, entre outras áreas do saber. Materiais e Reagentes Detergente comum; recipiente de medida com volume de 500 mL; seringa sem agulha; copos plásticos descartáveis; garrafas plásticas descartáveis; grãos de feijão (Phaseolos vulgaris); algodão; água. Montagem do experimento Preparar as soluções aquosas por dissolução de detergente comum em água da torneira em cinco concentrações diferentes: 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0% (v/v). Transferir o detergente com o auxílio de uma seringa para um copo de medida e completar com água até o volume necessário à concentração desejada para solução. Acondicionar as soluções preparadas em temperatura ambiente em recipientes plásticos (garrafas plásticas descartáveis). Como solução controle negativo, utilizar água da torneira. Rotular os copos plásticos descartáveis com a concentração da solução de detergente; colocar um chumaço de algodão comercial em cada copo; posteriormente umedecer com 3 mL da solução-teste; e semear com um grão de feijão (Phaseolos vulgaris). Realizar os testes em triplicata para cada concentração da solução-teste e para a solução controle negativo (água da torneira). Manter os recipientes com grãos de feijão em local arejado, expostos à luz solar, durante um período de sete dias. Nesse período, acompanhar o desenvolvimento da germinação dos grãos e, quando necessário, umedecer o algodão com a solução-teste de forma que esteja sempre úmido e ter cuidado para não encharcá-lo. Em cada copo plástico descartável utilizado, colocar apenas um grão para evitar competição entre os grãos, já que o espaço dentro do copo é reduzido. Resultados e discussão Nessa etapa do experimento, os estudantes deverão reportar o resultado dos experimentos comparando com a amostra germinada em água limpa. Observar as características das raízes, caule, casca em todos os grãos estudados e relacionar os resultados obtidos com as condições de germinação. • Como a presença do detergente impacta no desenvolvimento desses seres vivos? 71 • Qual a relação entre a contaminação da água e do solo? • Quais medidas devem ser tomadas para evitar a contaminação dos cursos d’água? • Quais são as principais fontes poluidoras no que se refere a sabões e detergentes? • Quais as responsabilidades individuais, comunitárias e governamentais para diminuir e evitar que novos cursos sejam contaminados? Experimento 4 – Aplicação de princípios de Química Verde em experimentos didáticos: um reagente de baixo custo e ambientalmente seguro para detecção de íons ferro em água Importante: os experimentos devem ser realizados na presença do professor. Química nova na escola. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc43_2/10-EEQ-37-20.pdf . No Brasil, a população tem vivenciado problemas relacionados à contaminação química e biológica das águas naturais e de uso humano. Um exemplo foi o ocorrido em janeiro de 2019 ocasião em que ocorreu a contaminação do rio Paraopeba por rejeitos de mineração devido ao rompimento de uma barragem no município de Brumadinho-MG. Tais acontecimentos expõem os desafios que a sociedade e a gestão pública têm que enfrentar, para irem ao encontro do uso sustentável dos mananciais de águas doces, assim como da efetiva implementação de um sistema de extrativismo mineral seguro para as populações e para a Natureza. O presente experimento apresenta o percurso experimental para detectar qualitativamente íons Fe+3 em água. Figura 4ª - lavagem e maceração do sulfato ferroso Figura 4B -oxidação do Fe2+ a Fe3+ http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc43_2/10-EEQ-37-20.pdf 72 figura 4C - hidrólise alcalina do ácido acetilsalicílico Fig 4D - formação do complexo Ferro-salicilato Fig 4E - formação do complexo Ferro-salicilato Fonte: (Ventapane e Santos, 2021) Materiais e reagentes ● Comprimidos de sulfato ferroso, Papel de filtro (café), comprimidos de aspirina (500mg), solução de bicarbonato de sódio 1 mol/L, chapa aquecedora, béquer 500 mL Procedimentos 1. Obtenção da solução de Fe3+ Usar 5 comprimidos comerciais de sulfato ferroso, cerca de 1,6 g. Remover cuidadosamente o corante vermelho da superfície dos comprimidos em água corrente. Em seguida, macerar os comprimidos e dissolvê-los em água até o volume de 100 mL. Filtrar a mistura resultante e nomeá-la como solução A. Para a conversão de Fe+2 em Fe+3, utilizar 10 mL da solução A e foram adicionar 5 mL de água oxigenada comercial 10 volumes, resultando na solução B. Essa conversão é chamada de reação de Fenton. 2. Solução de íons salicilato - reagente detector de Fe+3 Dissolver o comprimido de aspirina em um pouco de água e adicionar 20 ml da solução de bicarbonato de sódio 1 mol/L e levar essa mistura a chapa aquecedora por 10 minutos. Após resfriar, adicionar água até 500 mL. 73 3. Teste com os íons Fe3+ A reação de complexação entre os íons Fe3+ e os íons salicilato foram testadas adicionando algumas gotas de solução de íons salicilato à 2 mL de solução aquosa de íons Fe3+. Resultados e discussão Após realizados os experimentos, discutir a importância da química no controle de áreas contaminadas por meio de análises. Pesquisar as concentrações máximas permitidas de ferro e metais tais como cobre, cádmio, manganês e zinco na água de rios e lagos. Pesquisar a importância de íons metálicos tais como ferro, cobre, manganês e zinco na água de rios e lagos. Discutir os impactos da alta concentração de íons ferro, cobre, cádmio, manganês e zinco na água, fora dos limites de concentração máximos permitidos. Como material de apoio, pode ser feita a utilização de vídeo aulas do Se Liga na Educação ofertadas pela Secretaria de Educação. A seguir contém uma videoaula expositiva sobre os assuntos discutidos até aqui. Química Ambiental. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1mF02tzfJLibDrvX2mKQUp1R93jaQyfYB/view. 74 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem ascondições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Eletroquímica. (EM13CNT107X) Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre as ações de agentes cujos funcionamentos estão relacionados ao eletromagnetismo (geradores de energia; biogestores; motores elétricos e seus componentes; bobinas; transformadores; pilhas; baterias; fontes alternativas de energia; bioeletricidade; dispositivos eletrônicos; etc.), com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, para propor ações que visem a sustentabilidade, discutindo acerca dos subprodutos que a tecnologia gera e propondo ações para minimizar seus impactos. (EM13CNT210MG) Reconhecer as leis da natureza, identificar suas ocorrências, avaliar suas aplicações em processos tecnológicos e elaborar hipóteses de procedimentos para a exploração do Cosmos e do planeta Terra. (EM13CNT308) Investigar e analisar funcionamento de e/ou elétricos de eletrônicos e sistemas automação para compreender as contemporâneas e tecnologias avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Eletroquímica. A) APRESENTAÇÃO: O tópico pilhas faz parte de conteúdo programático das disciplinas de química ministradas nas escolas do ensino médio. Esse conteúdo é bastante rico e por meio dele podem ser explorados assuntos diversos, tais como reações químicas, tópicos de química ambiental, química de extração de novos metais e um assunto bastante discutido na atualidade que é a obtenção de eletricidade a partir de uma reação química. O desenvolvimento desses assuntos coaduna com as orientações pedagógicas no que diz respeito ao desenvolvimento das habilidades a serem desenvolvidas no estudo desse objeto de conhecimento – eletroquímica. De modo a alcançar os objetivos esperados no processo de desenvolvimento das habilidades, este planejamento contempla atividades que visam apresentar brevemente a história do desenvolvimento da tecnologia envolvendo pilhas e obtenção de energia, seguido de um experimento no qual será possível estudar as clássicas pilhas de Daniell e uma pilha por empilhamento e finalmente uma discussão sobre a 75 importância da procura por materiais mais eficientes para obtenção de energia elétrica por meio de reações químicas. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: É POSSÍVEL OBTER ELETRICIDADE A PARTIR DE UMA REAÇÃO QUÍMICA? Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso ou projetor multimídia. O objetivo deste primeiro momento do planejamento é obter informações históricas do início da utilização da eletricidade, a partir das reações químicas. Para esse fim sugere-se a leitura dos textos abaixo descritos. Esses textos devem ser previamente estudados e no momento da aula, os estudantes terão a oportunidade de discutir os assuntos por eles abordados e apresentar para toda a turma em formato de vídeos, podcasts, blogs, storytelling ou outra estratégia que o grupo considere interessante. Sempre que necessário, o docente poderá ajudar no esclarecimento de alguma dúvida. Abaixo estão listados alguns links com os textos sugeridos. Como material de apoio, pode ser feita a utilização de vídeo aulas do Se Liga na Educação ofertadas pela Secretaria de Educação. O QR Code a seguir contém vídeo aulas expositivas sobre os assuntos discutidos até aqui. Eletroquímica. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1GWn2QPW9N9KWjPlCdx_J6r1tPpKZij7M/view. O bicentenário da invenção da pilha elétrica. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a08.pdf. Pilhas e baterias: funcionamento e impacto ambiental. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf. A eletricidade e a química. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc12/v12a08.pdf. 2º MOMENTO: EXPERIMENTANDO A ELETROQUÍMICA Organização da turma Grupos de até 6 estudantes. Recursos e providências Os materiais necessários estão detalhados no experimento. Experimento 01 - Experimentos sobre pilhas e a composição dos solos Química nova na escola. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc08/exper1.pdf. A sociedade moderna é muito dependente da energia elétrica, que tem inúmeras aplicações: iluminação, aquecimento, comunicação etc. A transformação no modo de vida da nossa sociedade foi fruto da tecnologia desenvolvida a partir das inúmeras pesquisas que contribuíram para a compreensão da http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a08.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc12/v12a08.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc08/exper1.pdf 76 natureza da eletricidade. A manifestação da energia, no entanto, pode acontecer associada a diversos fenômenos concretos, levando a assumir variados significados, como calor, luz, trabalho, movimento, eletricidade etc. Entre as inúmeras formas de energia, o calor e a eletricidade foram, certamente, de grande importância para o desenvolvimento técnico-científico ao longo dos tempos. Neste experimento sugere-se a construção de duas pilhas eletroquímicas, a partir de materiais de fácil acesso e que permitem acender lâmpadas de pequeno consumo por intervalo de tempo razoável. A primeira delas é uma adaptação da ‘pilha de Daniell’ e a segunda uma modificação da ‘pilha seca’ ou de ‘empilhamento’, que envolve o mesmo conjunto de reações da primeira. Materiais empregados Pilha 1 – Pilha de Daniell ▪ 1 membrana de casca de salsicha (de celulose regenerada) ou casca de lingüiça (tripa seca bovina), ambas existentes em casas frigoríficas, de 13 cm de comprimento. ▪ Fio de náilon (linha de pesca). ▪ 1 placa de cobre e 1 de zinco (lixadas), de aproximadamente 10 cm x 2 cm x 0,1 cm. ▪ 1 L de solução saturada de NaCl em água (sal de cozinha). ▪ Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O), 1 mol/L (12,5 g em 50 mL de água), encontrado em lojas de artigos de jardinagem e casas agropecuárias. ▪ Lâmpada de 1,5 V (farolete pequeno) com os pólos ligados a fios. ▪ 1 garrafa plástica descartável de refrigerante 2 L. ▪ 1 placa de madeira ou isopor, com dois orifícios (3,5 cm de diâmetro) separados por 1,5 cm (essa peça serve somente para suporte). ▪ Fita adesiva. ▪ Elástico. ▪ Multímetro (opcional). Pilha 2 – Empilhamento ▪ 2 placas de cobre e 2 de zinco (lixadas). ▪ 4 tiras de feltro (tecido). ▪ 2 tiras de papelão (usado em confeitarias na embalagem de bolos), todas as tiras medindo 10 cm x 2 cm. ▪ Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O), 1 mol/L (aproximadamente 6,2 g em 25 mL de água). ▪ Aproximadamente 100 mL de solução saturada de NaCl em água (sal de cozinha). ▪ Fita adesiva. ▪ Lâmpada de 1,5 V com os pólos ligados a fios. Procedimentos Pilha 01 - Daniell A compartimentalização da semicélula de cobre é feita na casca, que é uma membrana porosa e permite o fluxo de íons. Lave muito bem a membrana com água e detergente; corte a garrafa plástica a uma altura de 15 cm da base (formando um recipiente) e corte o bocal, conectando uma das extremidades da cascaa este, conforme mostra a Figura 1. 77 Figura 1: Ilustração da sequência de adaptação da casca (membrana) ao bocal de garrafa. Fonte: (Hioka, 1998) Apoie o bocal de garrafa (com a membrana) no suporte de madeira/isopor. Adicione, pelo bocal, a solução de CuSO4. Introduza o conjunto no recipiente plástico contendo a solução de NaCl saturado. A seguir coloque a placa de cobre na solução de sulfato de cobre e a placa de zinco diretamente na solução de NaCl (use o outro orifício do suporte); conecte os fios da lâmpada às placas metálicas com fita adesiva, conforme mostrado na Figura 2. Figura 2: Ilustração da Pilha de Daniell modificada. Fonte: (Hioka, 1998) Pilha 02 – Empilhamento Monte a pilha com a seguinte seqüência de empilhamento: placa de cobre, feltro encharcado com a solução de sulfato de cobre; papelão encharcado com a solução de NaCl; feltro encharcado com a solução de NaCl; placa de zinco (Figura 3); continua-se o empilhamento repetindo-se a mesma seqüência. Conecte os fios da lâmpada às placas laterais (de cobre e de zinco). Observe. 78 Figura 3: Ilustração de parte da pilha de empilhamento Resultados e discussão Observar o acendimento da lâmpada e discutir as seguintes questões: 1. A tensão da pilha depende da superfície de contato entre placa e solução? 2. Sugere-se alterar a área de contato fazendo emergir/imergir parcialmente as placas metálicas da pilha 1 e medindo-se, durante esse procedimento, a tensão (lembre-se de medir sem a lâmpada). 3. Nas pilhas apresentadas, realmente é a corrente o fator limitante para o acendimento da lâmpada? Sugere-se emergir/imergir as placas metálicas da pilha 1 e observar a intensidade luminosa. 4. Nas pilhas propostas, em vez de soluções contendo íons Zn2+ utilizaram-se soluções de NaCl. Tal fato gera tensões ligeiramente diferentes de 1,1 V. Por que os resultados qualitativos são os mesmos? 5. Na pilha 1, após uma hora de funcionamento e conhecendo-se a corrente gerada pela mesma, calcule: i) a quantidade de elétrons que circulou pela lâmpada e ii) a massa de cobre depositada no eletrodo de cobre. Compare com o valor experimental, determinando a massa da placa de cobre antes e depois do experimento. 3º MOMENTO: Perspectivas para novas pilhas Organização da turma Grupos. Recursos e providências Textos impressos, projetor multimídia. Nesta etapa do planejamento pretende-se discutir as novidades sobre as formas mais eficientes de obter energia elétrica por meio de baterias. Para isso sugere-se a leitura e discussão de textos sobre o assunto. Esses textos devem ser previamente estudados e no momento da aula, os estudantes terão a oportunidade de discutir os assuntos por eles abordados e apresentar para toda a turma em formato de vídeos, podcasts, blogs, storytelling ou outra estratégia que o grupo considere interessante. Sempre que necessário, o docente poderá ajudar no esclarecimento de alguma dúvida. Abaixo estão listados alguns 79 links com os textos sugeridos. turma Lítio. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/elemento.pdf. Prêmio Nobel de Química de 2019 Láurea pelo Desenvolvimento das Baterias de Íons Lítio. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc41_4/03-AQ-76-19.pdf. Células a combustível: Energia limpa a partir de fontes renováveis. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc15/v15a06.pdf . http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/elemento.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc41_4/03-AQ-76-19.pdf http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc15/v15a06.pdf 80 REFERÊNCIAS BARAN, Enrique J. Suplementação de elementos traço. Química Nova na Escola, [s. l.], ed. 6, p. 7-12, 2005. BERALDO, Heloisa. Contribuições da Química Inorgânica para a química medicinal. Química Nova na Escola, [s. l.], v. 1, ed. 6, p. 4-6, 2005. BOCCHI, N. et al. Pilhas e baterias: funcionamento e impacto ambiental. Química Nova na Escola, São Paulo, p. 3-9, 2000. BOCCHI, Nerilso et al. Prêmio Nobel de Química de 2019 Láurea pelo Desenvolvimento das Baterias de Íons Lítio. Química Nova na Escola, São Paulo, v. 41, ed. 4, p. 320-326, 2019. CALDEIRA, Felipe Peralta. Ludoteca de química para o ensino médio. Essentia Editora. Disponível em: < http://projetoseeduc.cecierj.edu.br/eja/recurso-multimidia- professor/quimica/novaeja/m2u13/Mem%C3%B3ria%20Qu%C3%ADmica%20- %20Fun%C3%A7%C3%B5es%20Inorg%C3%A2nicas.pdf >Acesso em: 19 nov. 2023. CARDOSO, R. K. O. A. et al. Gases ácidos na atmosfera: fontes, transporte, deposição e suas consequências para o ambiente. Química Nova na Escola, [s. l.], v. 42, ed. 4, p. 382-385, 2020. Como funcionam os indicadores ÁCIDO - BASE? - EXPERIMENTO DE QUÍMICA!!! [S.l.: s.n.], 2019. 1 vídeo (5min 52s). Publicado pelo canal Professor Boaro. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=_pz3eJiiMX0&ab_channel=ProfessorBoaro . Acesso em: 18 dez. 2023. ELETROQUÍMICA. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. 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TOLENTINO, Mario; ROCHA-FILHO, Romeu C. O bicentenário da invenção da pilha elétrica. Química Nova na Escola, São Paulo, p. 35-39, 2000. VENTAPANE, Ana Lúcia de S.; SANTOS, Paula M. L. dos. Aplicação de princípios de Química Verde em experimentos didáticos:: um reagente de baixo custo e ambientalmente seguro para detecção de íons ferro em água. Química Nova na Escola, São Paulo, v. 43, ed. 2, p. 201-205, 2021. VILLULLAS, H. Mercedes et al. Células a combustível: Energia limpa a partir de fontes renováveis. Química Nova na Escola, São Paulo, ed. 15, p. 28-34, 2002. https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/ https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg https://www.youtube.com/watch?v=nmtmazVU7Bw&ab_channel=RedeMinas 82 83 Olá, estudante! Convidamos você a conhecer e utilizar os Cadernos MAPA. Esse material foi elaborado com todo carinho para que você possa realizar atividades interessantes e desafiadoras na sala de aula ou em casa. As atividades propostas estimulam as competências como: organização, empatia, foco, interesse artístico, imaginação criativa, entre outras, para que possa seguir aprendendo e atuando como estudante protagonista. Significa proporcionar uma base sólida para que você mobilize, articule e coloque em prática conhecimentos, valores, atitudes e habilidades importantes na relação com os outros e consigo mesmo(a) para o enfrentamento de desafios, de maneira criativa e construtiva. Ficou curioso(a) para saber que convite é esse que estamos fazendo para você? Então não perca tempo e comece agora mesmo a realizar essa aventura pedagógica pelas atividades. Bons estudos! 84 O ECOSSISTEMA Olá, estudantes após as aulas sobre biomas, apresentamos aqui algumas atividades que poderão auxiliá- los na consolidação do aprendizado sobre o tema abordado. Realize as atividades com dedicação e aproveite para esclarecer eventuais dúvidas, além de poder ampliar para novas informações. Inicie esse momento fazendo a leitura do texto a seguir, que aborda sobre um grave problema que ocorre no Brasil, as queimadas. Após lerem o texto responda às questões a seguir. NOTÍCIAS Mais de 9 milhões de hectares já queimaram no Brasil em 2023 Somente em setembro a área queimada no país chegou a 4 milhões de hectares. Dos dez estados que mais queimaram, oito estão na Amazônia Durante o mês de setembro, quase 4 milhões de hectares foram queimados no Brasil. Esse número fez a cifra anual disparar: nos dez primeiros meses de 2023, 9 milhões de hectares foram atingidos pelas chamas no país. Os números são do MapBiomas e foram divulgados nesta quarta-feira (11). Segundo a organização, a cifra anual representa uma redução de 22% em relação ao mesmo período do ano anterior. De janeiro a setembro de 2022, 11,6 milhões de hectares foram queimados. Entre os biomas, a Amazônia foi a mais afetada pelo fogo em setembro deste ano. No mês, 1,9 milhão de hectares foram queimados na floresta, o que representa 49,6% do total registrado no país. O Cerrado foi o segundo bioma que mais queimou no período, com 1,7 milhão de hectares atingidos pelo fogo, ou 44,6% do total computado no Brasil. Entre os dez estados que mais queimaram em setembro, oito estão dentro dos limites da Amazônia Legal: Pará, Mato Grosso, Maranhão, Tocantins, Amazonas, Rondônia, Amapá e Roraima. O Pará aparece como campeão do ranking, com 691 mil hectares queimados no mês, 18% do total registrado no país. Neste estado, os municípios de Altamira, São Felix do Xingu e Óbidos encabeçam a lista dos que mais foram atingidos pelo fogo. O segundo estado que mais queimou foi o Mato Grosso, com 626 mil hectares, 16,5% do total registrado no país. Dentre os tipos de áreas queimadas, as pastagens aparecem em primeiro lugar do ranking, com 53,7% do total no mês, seguido pelas formações campestres (15,1%) e florestas (13,7%). Fonte: (Prizibisczki, 2023) BIOLOGIA 85 ATIVIDADES 1 – O que o autor está relatando no texto? 2 – O texto faz referência a dois biomas estudados, quais são? 3 – Apresente fatores que caracterizam os biomas citados. 4 – Aponte no mapa os seis biomas estudados. (Pode ser desenho livre). 5 – Que impacto ambiental é apresentado no texto? 6 – Quais são as consequências para os ecossistemas afetados pelo impacto mencionado na pergunta anterior? 7 – Cite exemplos da fauna e flora afetados pelo impacto gerado. 8 – O problema de incêndio no território brasileiro, em especial na região da Amazônia e no Cerrado, é recorrente. Proponha uma ou mais soluções para se evitar esse problema. 86 OS DESAFIOS AMBIENTAIS NO COTIDIANO Olá, Estudantes! O estudo dos impactos ambientais é de relevância por várias razões. Veja algumas destas razões, a seguir: • Conservação e Preservação: Ao compreender os impactos ambientais, podemos tomar medidas para conservar e preservar os ecossistemas naturais e a biodiversidade. Isso é fundamental para manter a saúde do planeta a longo prazo. • Desenvolvimento Sustentável: Ao compreender impactos ambientais ajuda a promover o desenvolvimento sustentável, garantindo que o crescimento econômico seja equilibrado com a conservação ambiental e o bem-estar social. • Saúde Humana: Muitos impactos ambientais têm implicações diretas na saúde humana, como poluição do ar e da água. Compreender esses impactos é fundamental para proteger a saúde das populações. • Educação e Conscientização: O estudo dos impactos ambientais contribui para a conscientização pública sobre a importância da conservação ambiental e a adoção de práticas mais sustentáveis. • Responsabilidade Social e Corporativa: Empresas e organizações têm a responsabilidade de entender e mitigar os impactos ambientais de suas operações. A sustentabilidade se tornou uma parte fundamental da responsabilidade social corporativa. • Segurança Alimentar: A produção de alimentos está ligada aos impactos ambientais, como o uso de pesticidas e a perda de biodiversidade. Compreenderesses impactos é essencial para garantir a segurança alimentar. • Inovação e Tecnologia: O estudo dos impactos ambientais impulsiona a pesquisa e a inovação em tecnologias mais limpas e sustentáveis, abrindo oportunidades para o desenvolvimento de soluções ambientalmente amigáveis. Fonte: (O Eco, 2014) As minhas atividades diárias também provocam impactos ambientais? A resposta para essa pergunta é sim. Nossas atividades, mesmo que pequenas, causam impactos no planeta. O desperdício de água e a não separação do nosso lixo são atitudes comuns que podem contribuir, por exemplo, para o desabastecimento de água e para o aumento da poluição do planeta (Santos,2023) Portanto, estudar os impactos nos ecossistemas não é apenas uma questão de preservação do meio ambiente, mas também de promover a sustentabilidade, proteger a saúde humana e garantir um futuro melhor para as gerações futuras. 87 ATIVIDADES 1 – Estudante, faça a leitura do texto a seguir e depois responda as questões para reflexão. *Uma situação problema fictícia referente a impacto ambiental em uma cidade chamada "Horizonte Verde". Cenário de Impacto Ambiental em Horizonte Verde Horizonte Verde, uma cidade fictícia conhecida por sua beleza natural, ar puro de águas cristalinas e compromisso com a sustentabilidade, enfrenta um sério problema ambiental. Recentemente, uma grande fábrica de produtos químicos, a "Chloro Química Ltda.", decidiu abrir uma unidade de produção nas proximidades da cidade. Embora tenha prometido seguir todas as regulamentações ambientais, do CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente - os impactos negativos começaram a se tornar aparentes: ▪ Poluição do Ar: A fábrica emite uma quantidade significativa de poluentes atmosféricos, incluindo dióxido de enxofre e partículas finas. Os ventos predominantes levam esses poluentes em direção a Horizonte Verde, afetando a qualidade do ar e prejudicando a saúde dos habitantes. ▪ Contaminação da Água: A produção da fábrica resultou em vazamentos de produtos químicos tóxicos para um rio próximo. Isso está causando a morte de peixes e afetando negativamente o abastecimento de água potável da cidade, que depende em grande parte desse rio. Também as águas cristalinas do rio são utilizadas para recreação. ▪ Perda de Biodiversidade: A fábrica ocupou uma área que antes era um importante habitat natural. Muitas espécies de plantas e animais que habitavam a região estão agora ameaçadas de extinção devido à destruição de seu ambiente natural. ▪ Tensões na Comunidade: A instalação da fábrica causou divisões na comunidade Horizonte Verde. Enquanto alguns residentes acreditam que a fábrica trará empregos e desenvolvimento econômico, outros estão preocupados com os impactos negativos no meio ambiente e consequentemente para a saúde humana. ▪ Horizonte Verde, agora enfrenta um dilema, tendo que equilibrar seu compromisso com a sustentabilidade e o bem-estar de seus habitantes com os impactos econômicos e ambientais da fábrica. A cidade deve tomar decisões importantes para lidar com essa situação e buscar soluções que minimizem os danos ambientais. A) Quais são os principais poluentes atmosféricos emitidos pela fábrica " Chloro Química Ltda." em Horizonte Verde? B) Como a qualidade do ar em Horizonte Verde tem sido afetada pela operação da fábrica? C) Quais são os impactos da contaminação da água causada pela fábrica na cidade? D) Como a vida aquática no rio próximo está sendo afetada pela contaminação? E) Qual é a principal fonte de abastecimento de água potável para Horizonte Verde e como está sendo afetada? F) Que tipo de impacto a instalação da fábrica teve na biodiversidade local? G) Quais são os principais argumentos dos residentes que apoiam a fábrica em termos de empregos e desenvolvimento econômico? H) Quais são as preocupações dos residentes que se opõem à fábrica em relação ao meio ambiente e à saúde humana? I) Que ações a cidade de Horizonte Verde poderia tomar para abordar esse dilema e minimizar os danos ambientais causados pela fábrica? 88 DINÂMICA DE UM ECOSSISTEMA Olá, estudante! Sucessão Ecológica é o processo ordenado de mudanças no ecossistema, resultante da modificação do ambiente físico pela comunidade biológica, culminando em um tipo de ecossistema persistente – o clímax. Este processo tem sido um dos assuntos mais estudado em ecologia. Os pesquisadores de sucessão ecológica, descrevem que há modelos que explicam como acontece a dinâmica do processo de desenvolvimento de novos nichos ecológicos dentro dos ecossistemas. Segundo, Miranda (2009) o modelo de facilitação parte do princípio de que as espécies pioneiras da sucessão possam alterar as condições e/ou a disponibilidade de recursos em um habitat de maneira que favoreça a entrada e o desenvolvimento de novas espécies. Cada estágio da sucessão proporciona os meios para o desenvolvimento do estágio seguinte, concedendo condições para que outras espécies se estabeleçam. Esse mecanismo é um importante componente da sucessão primária, na colonização de um novo substrato, onde as condições não são favoráveis. As espécies de clímax inibem as espécies de estágios iniciais. As plantas pioneiras não podem invadir as comunidades clímax, exceto após uma perturbação. Nesse modelo, a sucessão após o estabelecimento de uma espécie por outra ocorre somente através da morte ou substituição das espécies. Assim, a mudança sucessional leva ao predomínio das espécies de vida mais longa (Miranda,2009). ATIVIDADES 1 – Estudante, a seguir há imagem representando os estágios de desenvolvimento de sucessão ecológica. As figuras não estão ordenadas. Você deve ordená-las conforme ocorre a sucessão ecológica. Também descrever cada figura conforme os estudos realizados sobre o assunto. Representação hipotético de uma sucessão primária: Substrato original: depressão em superfície rochosa, preenchida pela água da chuva 89 Estágios da sucessão ecológica de uma lagoa 2 – Faça a leitura do texto a seguir que trata de aspectos sobre Sucessão ecológica e depois faça o que se pede. F o n te : (a d a p ta d o d e U S P , 2 0 1 3 ) 90 Sucessão ecológica A sucessão ecológica é uma sequência de alterações graduais e progressivas na comunidade de um ecossistema, as quais podem ocorrer após uma perturbação ou após o surgimento de um novo habitat. Em uma sucessão ecológica, observamos progressivamente a mudança na composição e na estrutura das comunidades, até que ocorra o estabelecimento da comunidade clímax, ou seja, de uma comunidade estável. A sucessão ecológica pode ocorrer em ambientes nunca ocupados por outros organismos, como em lava vulcânica recém solidificada Sucessão ecológica primária Sucessão ecológica pode ocorrer em ambientes nunca ocupados por outros organismos, como em lava vulcânica recém solidificada A sucessão ecológica primária acontece em ambientes que anteriormente não haviam sido ocupados por outros organismos, ou seja, em áreas praticamente sem vida. Essa situação ocorre, por exemplo, em afloramentos rochosos, superfície de areia com exposição recente e lava vulcânica recém solidificada. Imagine, por exemplo, a sucessão ecológica em um afloramento rochoso. Inicialmente o que observamos é a presença de organismos como bactérias e protozoários, e, posteriormente, o desenvolvimento de outros seres. De uma maneira geral, os primeiros organismos fotossintetizantes a fixarem-se no ambiente são os líquens e os musgos, sendo essas espécies chamadas de pioneiras. Na medida em que esses organismos se fixam e a ação do vento e do sol ocorre sobre o ambiente, vemos a formação do solo. O solo então se desenvolve e a matéria orgânica acumula-se no local. Inicia-se, após esse momento, a colonização poroutras espécies, como plantas herbáceas, arbustos e árvores. Essa substituição de espécies ocorre até que seja observada uma comunidade estável (comunidade clímax), um processo que pode demorar décadas. Em 1883 o vulcão Cracatoa entrou em erupção e foi responsável pela destruição da ilha de mesmo nome. A vida no local foi exterminada, e os fragmentos da ilha tornaram-se importantes para o estudo da sucessão ecológica primária. Inicialmente, nessa ilha, observou-se o surgimento de gramíneas e samambaias, e, com o tempo, uma verdadeira floresta formou-se. Em 1920, várias espécies pioneiras já haviam desaparecido e uma floresta fechada havia se desenvolvido em grande parte da ilha. 91 Sucessão ecológica secundária A sucessão secundária leva à recuperação de áreas desmatadas A sucessão ecológica secundária acontece em áreas que já apresentaram uma comunidade. Nesse caso o que se observa é que aquela área sofreu algum tipo de distúrbio, o que causou a destruição de sua comunidade original. A sucessão secundária leva à recuperação de áreas desmatadas. A sucessão ecológica secundária pode ser observada, por exemplo, em áreas desmatadas, regiões atingidas por furacões e clareiras. Nesses locais podem ser encontrados vestígios de alguns organismos, como sementes e raízes, e, devido a esse fator, essa sucessão ocorre de maneira mais rápida do que a primária. Além disso, pelo fato de que naquela área já havia uma comunidade, temos um território mais propício ao desenvolvimento de espécies. Fonte: (Santos, 2023) A) Estudante, define o conceito de Sucessão Ecológica. B) Explique o que ocorre nos estágios Inicial e Clímax do fenômeno da Sucessão Ecológica. C) Defina, o que são espécies pioneiras e espécies clímax? D) Cite os grupos dos primeiros seres vivos a colonizar um ambiente como o proposto na questão de número 1. E) Por que as sementes de espécies pioneiras não germinam no estágio clímax e as secundárias não germinam no estágio inicial? (Elencar os fatores que interferem nestes processos) 92 SUSTENTABILIDADE DA BIOSFERA Olá, estudante, você aprendeu com a Biologia da Conservação, a importância de cada espécie dentro do processo da dinâmica em um ecossistema. Para Moraes, 2019 - A palavra-chave é “interações”. Quando um animal extinto de um local, isso significa muito mais do que apenas a perda daquela espécie. Como as espécies interagem entre si e com processos como a polinização de plantas ou a dispersão das suas sementes, assim como interferem na composição do solo com seus excrementos e carcaças, a extinção de uma espécie animal em uma floresta significa a perda de todos esses processos dos quais ela participava. Sendo assim, a preservação da biodiversidade é crucial para a saúde do planeta, a estabilidade, e o equilíbrio dos ecossistemas, e é indispensável para a sobrevivência humana e a preservação da natureza. A atividade a seguir busca proporcionar aos estudantes um melhor entendimento sobre as consequências dos impactos no ecossistema. O texto relaciona o meio ambiente e a saúde coletiva. Após a leitura do texto, responda às questões propostas. ATIVIDADES O QUE A SUA SAÚDE TEM A VER COM A NATUREZA? [ … ] O meio ambiente e a saúde coletiva A relação intrínseca entre o meio ambiente e a saúde humana tem sido cada vez mais evidente e uma preocupação em todo o mundo. Muito tem se observado que o estado de nosso planeta e a qualidade do meio ambiente têm um impacto direto na saúde das pessoas. A degradação ambiental, impulsionada pelas atividades humanas insustentáveis, tem demonstrado efeitos significativos na saúde das populações ao redor do mundo. De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), aproximadamente 24% da carga global de doenças e 23% das mortes prematuras podem ser atribuídas a fatores ambientais modificáveis. A degradação ambiental tem um impacto negativo em diversos aspectos da saúde humana, incluindo doenças respiratórias, cardiovasculares, infecciosas e mentais. A poluição atmosférica, por exemplo, é responsável por milhões de mortes prematuras a cada ano, sendo associada a doenças respiratórias crônicas, como asma e doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), além de aumentar o risco de câncer de pulmão. A perda de biodiversidade também desempenha um papel fundamental na saúde humana. A redução da diversidade de espécies pode aumentar a propagação de doenças infecciosas. Quando há um declínio na diversidade de animais, como pássaros e morcegos, por exemplo, os patógenos que normalmente infectam essas espécies encontram menos barreiras e podem se espalhar para os seres humanos com mais facilidade. Um exemplo recente é o surgimento da Covid- 19, que é causada por um vírus que provavelmente se originou em morcegos e foi transmitido aos seres humanos por meio de um hospedeiro intermediário. A destruição de habitats naturais, como florestas tropicais, também pode aumentar o risco de doenças emergentes. A expansão das atividades humanas, como o desmatamento para a agricultura ou a exploração madeireira, pode levar à exposição de seres humanos a animais selvagens e a novos patógenos. O contato próximo com animais selvagens em mercados de animais vivos também aumenta o risco de transmissão de doenças zoonóticas. Além disso, as mudanças climáticas estão exacerbando os problemas de saúde relacionados ao meio 93 ambiente. O aumento da temperatura média global e as alterações nos padrões de precipitação afetam a distribuição geográfica de vetores de doenças, como mosquitos e carrapatos, que transmitem doenças como malária, dengue e doença de Lyme. As mudanças climáticas também podem influenciar a segurança alimentar, a disponibilidade de água potável e a saúde mental das pessoas. O que fazer para mudar este cenário? Uma vez que compreendamos que a nossa própria saúde está diretamente ligada à saúde do planeta, é fundamental adotar ações concretas para mudar este preocupante cenário de degradação ambiental. Algumas medidas que podem fazer a diferença para a nossa e as próximas gerações são: ▪ Adotar práticas sustentáveis: É essencial promover uma mudança de mentalidade em relação ao consumo e ao desperdício. Optar por fontes de energia renovável, reduzir o consumo de água e eletricidade, fazer escolhas conscientes na compra de produtos e reduzir o desperdício são passos importantes para diminuir a pressão sobre o meio ambiente e proteger a saúde humana. ▪ Preservar e restaurar ecossistemas: É crucial proteger e restaurar os ecossistemas naturais, como florestas, rios e oceanos. Esses ambientes desempenham um papel vital na manutenção do equilíbrio ecológico, na purificação do ar e da água, além de abrigar uma grande diversidade de espécies. Essa conservação e restauração contribuem para a saúde humana, reduzindo a exposição a doenças e promovendo a resiliência aos impactos das mudanças climáticas. ▪ Investir em pesquisa e monitoramento: É necessário investir em pesquisa científica e monitoramento contínuo para entender melhor as interações entre meio ambiente e saúde. Estudos epidemiológicos, monitoramento de qualidade do ar e da água, vigilância de doenças e pesquisas sobre as mudanças climáticas são fundamentais para embasar políticas de saúde e meio ambiente baseadas em evidências, permitindo uma resposta eficaz aos desafios. ▪ Promover a cooperação global: A abordagem colaborativa é essencial para abordar os desafios ambientais e de saúde em escala global. Governos, organizações internacionais, setor privado e sociedade civil devem unir forças para implementar políticas sustentáveis, compartilhar conhecimento e recursos, e promover ações coordenadas. A cooperação global também é fundamental para enfrentar problemas transfronteiriços, como a poluição do ar e a disseminação de doenças. Essas ações, quando combinadas,podem contribuir significativamente para reverter o cenário atual e promover um futuro mais saudável e sustentável. A conscientização de que a saúde do meio ambiente também reflete na nossa saúde é primordial para garantir o engajamento de todos, governos e populações. Só assim poderemos, juntos, promover as mudanças necessárias para garantir a sobrevivência, por ainda muitos milênios, desse planeta que chamamos de lar. Fonte: (Christ, 2023) 94 1 – Quais são os efeitos significativos da degradação ambiental na saúde humana, conforme destacado no texto? 2 – Qual é a porcentagem da carga global de doenças e das mortes prematuras que a Organização Mundial de Saúde atribui a fatores ambientais modificáveis? 3 – Como a poluição atmosférica está associada a doenças respiratórias crônicas e contribui para milhões de mortes prematuras anualmente? 4 – De que maneira a perda de biodiversidade afeta a propagação de doenças infecciosas? 5 – Por que a redução da diversidade de espécies, como pássaros e morcegos, pode facilitar a transmissão de patógenos aos seres humanos? 6 – Como a destruição de habitats naturais, como florestas tropicais, aumenta o risco de doenças emergentes? 7 – Qual é o exemplo mencionado no texto sobre a relação entre a destruição de habitats naturais e o surgimento de doenças, como no caso da Covid-19? 8 – Por que a mudança de mentalidade em relação ao consumo e ao desperdício é considerada essencial para promover práticas sustentáveis? 9 – Quais são os passos importantes sugeridos para diminuir a pressão sobre o meio ambiente e proteger a saúde humana em relação ao consumo de água e eletricidade? 10 – Qual é a importância do investimento em pesquisa científica e monitoramento contínuo para entender as interações entre meio ambiente e saúde, conforme mencionado no texto? 95 REFERÊNCIAS BRASIL, Ministério da Educação, Secretaria de Educação Básica. Orientações Curriculares para o Ensino Médio: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: Ministério da Educação, 2008. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/book_volume_02_internet.pdf. Acesso em: 16 nov. 2023. BRASIL, Ministério do Meio Ambiente e Mudança do Clima. Convenção Sobre Diversidade Biológica. ECO/92. Rio de Janeiro – Brasil. Disponível em: https://www.gov.br/mma/pt- br/assuntos/biodiversidade/convencao-sobre-diversidade-biologica/convencao-sobre-diversidade- biologica. Acesso em: 16 nov. 2023. BRASÍLIA, DF: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa: Serviços Ambientais/ Agricultura e Serviços Ecossistêmicos. Parque Estação Biológica - PqEB, s/nº, Brasília, DF. 2010. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, [s. l.], 2022. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1AGHthVfJj1PWsqGZj1Sq-y56dxXc_cwE/view Acesso em: 17 nov. 2023. CHRIST, THAIS. O QUE A SUA SAÚDE TEM A VER COM A NATUREZA? Notícias e Artigos: Fiocruz - Fundação Oswaldo Cruz. 05 de junho de 2023. Disponível em: https://www.bio.fiocruz.br/index.php/en/noticias/3227-o-que-a-sua-saude-tem-a-ver-com-a- natureza#:~:text=Muito%20tem%20se%20observado%20que,popula%C3%A7%C3%B5es%20ao%20r edor%20do%20mundo. Acesso em: 16 dez. 2023. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Currículo Referência de Minas Gerais: Ensino Médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, [s. l.], 2022. Disponível em: https://www2.educacao.mg.gov.br/images/documentos/Curr%C3%ADculo%20Refer%C3%AAncia%20d o%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 25 out. 2023. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, [s. l.], 2022. 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[s.l.]. 2023. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/sucessoes-ecologica.htm. Acesso em: 06 nov. 2023. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Impactos ambientais"; Brasil Escola. [s. l.] 2023 Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/impactos-ambientais.htm. Acesso em: 20 nov. 2023. USP. Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Sucessão Ecológica. 08. sep. 2023. Disponível em: https://web.archive.org/web/20130908041717/http://www.ib.usp.br:80/ecologia/sucessao_ecologica_pri nt.htm. Acesso em: 11 nov. 2023. https://web.archive.org/web/20130908041717/http:/www.ib.usp.br:80/ecologia/sucessao_ecologica_print.htm https://web.archive.org/web/20130908041717/http:/www.ib.usp.br:80/ecologia/sucessao_ecologica_print.htm 97 DEFINIÇÃO DE CALOR E TEMPERATURA Estudante, este é o seu material de apoio pedagógico para aprendizagens. Ele tem o propósito de te conduzir no seu processo de desenvolvimento e da sua aprendizagem. Você sabe o que é protagonismo estudantil? Ser um estudante protagonista significa ser mais autônomo e, também, o corresponsável no seu processo de construção do conhecimento. Ou seja, você será colocado em uma posição ativa e, por meios próprios,participará no seu desenvolvimento da aprendizagem. Isso te ajudará a ser mais criativo e mais apto na solução de problemas que encontrará ao longo da vida. Seja na esfera pessoal ou profissional. Mas, não se preocupe. Nesse processo, seus professores te orientarão, te ajudarão dando todo o suporte necessário para que você avance. Nesse primeiro tema, abordaremos a definição de calor e temperatura. Com o desenvolvimento deste estudo, você será capaz de fazer análises e previsões sobre os fenômenos que envolvem a propagação de calor e valores de temperaturas numa perspectiva científica e interdisciplinar, representar modelos científicos, interpretar textos de divulgação científica que abordam o tema, questionar, buscar soluções para problemas que envolvam essa temática, etc. Recomendamos que você faça muitas leituras para buscar informações e tenha sempre um caderno para registrá-las. Então, vamos lá? Mãos à obra! Para começarmos, vamos fazer um exercício de reflexão. Tente elaborar respostas para as seguintes perguntas: • Você sabe o que é temperatura no ponto de vista da Física? • Você sabe o que é calor e qual a importância desse estudo no ponto de vista tecnológico e no cotidiano? Provavelmente, você conseguiu responder às duas perguntas anteriores com base nos seus conhecimentos. A partir de agora, você será guiado pelo aprofundamento do tema. Conhecerá algumas das importantes aplicações desse conhecimento e como ele pode ajudar no desenvolvimento social, científico e tecnológico. FÍSICA 98 Temperatura e escalas termométricas Caro estudante, você já deve saber que há pelo menos três escalas termométricas e que essas são adotadas em diversos países. Por exemplo, nos Estados Unidos e Inglaterra a escala de temperatura adotada é a escala Fahrenheit. Já no Brasil, adotou-se a escala Celsius e pelo Sistema Internacional, a escala adotada é a Kelvin. Por essa diversidade, se dá a necessidade de se conhecer cada uma e saber como converter os valores de uma em outra. Afinal, um dia você poderá viajar para um país onde a escala adotada não seja a que você está acostumado no seu cotidiano. Agora, propomos a você uma atividade de pesquisa. Ao final da atividade, você conhecerá cada uma das três escalas de medidas de temperatura adotadas em nosso estudo: a escala Celsius, a Fahrenheit e a escala Kelvin. Além disso, você também saberá explicar como cada uma dessas escalas foi construída. Para realizá-la você poderá recorrer ao livro didático ou a sites confiáveis. Ao longo da História, existiram diversas escalas termométricas, mas, atualmente, apenas três são utilizadas, sendo elas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Essas escalas utilizam como padrão os pontos de fusão e ebulição da água. Como essas escalas são utilizadas em lugares diferentes, é importante saber a forma de converter uma em outra. Para isso, basta utilizar a seguinte relação: • A conversão de Celsius em Fahrenheit / Fahrenheit em Celsius 𝑻𝑪 𝟓 = 𝑻𝑭 − 𝟑𝟐 𝟗 Tc = Temperatura em graus Celsius Tf = Temperatura em graus Fahrenheit • Conversão Celsius em Kelvin/ Kelvin em Celsius 𝑇𝑘 = 𝑇𝑐 + 273 Tc= Temperatura Celsius Tk = Temperatura em Kelvin Sugestão de leitura: Texto: Escalas termométricas. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/escalas-termometricas. Essa pesquisa pode ser realizada por você, estudante, por meio do acesso a livros técnicos e didáticos, artigos, sites e blogs especializados, entre outros materiais. Espera-se a realização de leituras e elaboração de respostas para as seguintes perguntas: 1. Quando e por qual cientista foi desenvolvida a escala Celsius? 2. Quais são os pontos de referência estabelecidos para a divisão dos graus na escala Celsius? 3. Quando e qual foi o cientista que desenvolveu a escala Fahrenheit? 4. Quais são os pontos de referência para a elaboração da escala Fahrenheit? 5. Qual o ponto de referência para a elaboração da escala Kelvin? Ao realizar essa pesquisa, registre as informações e respostas em seu caderno. https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/escalas-termometricas 99 Temperatura e equilíbrio térmico Relembrando os conceitos de temperatura e calor. − Conceito de temperatura: é a grandeza física que mede o grau de agitação térmica das partículas que compõem um corpo. − Conceito de calor: energia térmica que flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura. O que é equilíbrio térmico? Para que haja fluxo de calor, é necessário que haja diferença de temperatura. O corpo mais quente transmite o calor para o corpo mais frio. Sendo assim, o corpo que fornece o calor diminui a temperatura enquanto o que recebe tem a sua temperatura aumentada. Mas, em determinado momento, as temperaturas se igualam e, portanto, cessa-se o fluxo de calor. Nesse momento em que se atinge a mesma temperatura, os corpos entram em equilíbrio térmico. ATIVIDADES 1 – O texto a seguir foi retirado do site unicef.org. Após a leitura, procure fazer uma reflexão crítica e elabore suas próprias respostas para as perguntas que se seguem. Recomendamos que você recorra a outras leituras, por meio de pesquisas em sites da internet, por exemplo, que possam te ajudar na apropriação de novos conhecimentos para implementar a elaboração das respostas. Tenha o seu caderno de anotações para fazer os registros. As evidências do impacto da mudança climática e da poluição do ar em crianças e adolescentes são firmes e crescentes, mas o tempo está se esgotando rapidamente. De acordo com as últimas pesquisas do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), temos menos de 11 anos para fazer as transformações necessárias para evitar os piores impactos das mudanças climáticas. O nível de dióxido de carbono na atmosfera teria que ser cortado em 45% até 2030 para evitar o aquecimento global acima de 1,5oC – em outras palavras, o limite no qual os piores impactos das mudanças climáticas poderiam ser evitados. Esta é a primeira vez que uma geração global de meninas e meninos crescerá em um mundo que se tornou muito mais perigoso e incerto devido às mudanças climáticas e ao meio ambiente degradado. Enfrentar a mudança climática e mitigar seu impacto é fundamental para proteger crianças e adolescentes e cumprir seus direitos. Fonte: Unicef. Disponível em: https://www.unicef.org/brazil/meio-ambiente-e-mudancas-climaticas. O texto destaca a necessidade urgente de se fazer as transformações para que se consiga evitar os piores impactos das mudanças climáticas e da poluição do ar em crianças e adolescentes. Percebe-se que nesses impactos a grandeza temperatura tem papel relevante. A) Como a temperatura pode afetar as condições de vida no planeta? B) De que maneira a temperatura pode impactar o meio ambiente? 2 – Transformação de escalas termométricas Observe as relações matemáticas entre as diferentes escalas termométricas. Como essas escalas são utilizadas em lugares diferentes, é importante saber a forma de converter uma em outra. Para isso, basta utilizar as seguintes relações: 100 ● conversão de Celsius em Fahrenheit / Fahrenheit em Celsius 𝑇𝐶 5 = 𝑇𝐹−32 9 Tc = Temperatura em graus Celsius TF = Temperatura em graus Fahrenheit ● Conversão Celsius em Kelvin/ Kelvin em Celsius 𝑇𝑐 = 𝑇𝑘 − 273 Tc= Temperatura Celsius Tk = Temperatura em Kelvin Agora que você já compreendeu como fazer a conversão entre as escalas, converta os valores das temperaturas conforme indicadas abaixo: A) 38º C em º F: B) 95º C em K : C) 20 º F em k: D) 325 K em º F: 3 – (Unirg-TO - Adaptada) O Brasil é reconhecidamente um país de contrastes. Entre eles, podemos apontar a variação de temperatura das capitais brasileiras. Palmas, porexemplo, atingiu, em 1o de julho de 1998, a temperatura de 13 °C e, em 19 de setembro de 2013, a temperatura de 42 °C (com sensação térmica de 50 °C). Na escala Kelvin, a variação da temperatura na capital do Tocantins, entre os dois registros realizados, corresponde a: A) 13 K B) 29 K C) 42K D) 50K E) 52 K 4 – Essa é uma proposta de atividade interdisciplinar. Faça a leitura do texto abaixo e, em seguida, elabore as respostas para as questões que se seguem. "O aquecimento global refere-se ao aumento elevado da temperatura média da Terra. Apesar de ser um assunto que não é consenso na comunidade científica, muitos estudiosos acreditam que esse fenômeno agravou-se em razão das atividades humanas. A poluição do ar por meio de queimadas, do intenso uso de transportes e do aumento da produção no setor industrial também é associado ao aquecimento global. As principais consequências desse fenômeno são o derretimento das calotas polares, o aumento do nível dos oceanos, a diminuição dos recursos hídricos e diversas anomalias climáticas, como El Niño e furacões.” Fonte: SILVA, Robson Willians da Costa; PAULA, Beatriz Lima de. Causa do aquecimento global:antropogênica versus natural. Disponível em: https://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/v5/pdf-v5/TD_V-a4.pdf. Agora é com você: A) Procure informar-se, por meio de sites de pesquisa quais valores de temperatura média da Terra para que a manutenção da vida seja preservada no planeta. https://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/v5/pdf-v5/TD_V-a4.pdf 101 B) Procure informar-se sobre as consequências do aumento da temperatura média na Terra para o organismo humano. Faça as anotações no caderno, pois o ato de fazer registros te ajudará no seu processo de aprendizagem. 5 – Mais uma vez, convidamos você estudante para uma leitura que acrescentará conhecimentos científicos ao desenvolvimento de seu processo de aprendizagem. Lembre-se, você é o protagonista. Faça a leitura do texto abaixo, recorra às pesquisas para você saber mais. Bom trabalho! Criogenia A criogenia estuda tecnologias que permitem a geração de temperaturas muito baixas e o comportamento dos materiais submetidos a essas temperaturas. "De acordo com o Laboratório de Criogenia do Departamento de Física da Unesp, “a criogenia é um ramo da Físico-Química que estuda tecnologias para a produção de temperaturas muito baixas e o comportamento de materiais abaixo de -150 °C (123 K), principalmente até a temperatura de ebulição do nitrogênio líquido ou ainda temperaturas mais baixas”. " Aplicações da criogenia: A criogenia apresenta uma série de aplicações, sendo utilizada na indústria e até mesmo na Medicina. No que diz respeito à indústria, a criogenia é usada para submeter certos materiais a temperaturas extremamente baixas, fazendo com que se tornem supercondutores. Supercondutores são capazes de conduzir corrente elétrica sem resistências. Na Medicina, a criogenia é utilizada, por exemplo, na preservação de gametas e embriões, os quais podem ser utilizados anos depois. A criogenia pode ser utilizada também em células-tronco do sangue do cordão umbilical, tornando possível a utilização dessas células para tratamentos de doenças como linfomas e aplasia de medula. Além do congelamento de óvulos, embriões e células-tronco, a criogenia pode ser usada no congelamento de alimentos e na preservação de sêmen de gado. No que diz respeito ao uso na indústria alimentícia, devemos destacar que o rápido resfriamento de alimentos evita a proliferação de micro- organismos e também propicia uma menor formação de cristais de água no produto, garantindo maior qualidade e manutenção das propriedades dos alimentos." Fonte: SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Criogenia"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm. Veja mais sobre "Criogenia" em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm. Agora é com você! O texto cita valores de temperaturas abaixo de -150ºC, até a temperatura de ebulição do nitrogênio líquido. Qual o valor da temperatura de ebulição do nitrogênio? Como você encontrou o valor da temperatura de ebulição do nitrogênio, você pode perceber que essa substância muda do estado líquido para o gasoso em um ponto de ebulição muito mais baixo que o da água. Elabore algumas hipóteses que poderiam explicar essa diferença entre o ponto de ebulição do nitrogênio e o ponto de ebulição da água. Busque justificar o fato de que o nitrogênio entra em ebulição em temperaturas muito baixas. https://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm https://brasilescola.uol.com.br/quimica/criogenia.htm 102 O CALOR COMO FORMA DE ENERGIA Querido(a) estudante, em sala de aula, seu professor abordou o tema calor e apresentou o conceito, aplicações no cotidiano e tecnológicas e os processos de transferência de calor. Para você relembrar o conceito de calor e os processos de transmissão de calor: Calor é energia térmica em trânsito e flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro, de menor temperatura. Em função da diferença de temperatura, existem três diferentes processos, por meio dos quais ocorre a transferência de calor: − por condução, − por convecção, − por radiação. Agora, é com você! Te propomos duas atividades em que você deverá explicar, cada um desses processos, com base nos seguintes aspectos: estados físicos em que ocorre a transferência de calor, propriedades das substâncias envolvidas, tipo de ligação química. Atividade 1: Realize uma pesquisa e procure elaborar uma explicação, com base científica, para os processos de transmissão do calor. Faça, também, ilustrações para representar cada um deles, pois elas te ajudarão a compreender melhor o processo a nível de estrutura interna: • Explique e ilustre a condução térmica. • Explique e ilustre a convecção térmica. • Explique como ocorre a radiação térmica. Atividade 2: Agora que você já descreveu e explicou cada um dos processos de transferência de calor, elabore um mapa conceitual desses processos. • O que é um mapa conceitual? O mapa conceitual é um esquema elaborado para representar um conjunto de conceitos e pode ser entendido como uma representação visual utilizada para partilhar significados e tornar mais fácil a compreensão desses conceitos. O vídeo a seguir pode te ajudar a compreender melhor o que é um mapa conceitual. Conhecimento em um click | Mapa conceitual. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=PE6MEjT2FT4. https://www.youtube.com/watch?v=PE6MEjT2FT4 103 ATIVIDADES 1 – FGV - 2019 (adaptada) Um professor perguntou à turma se haveria possibilidade de existir um balão de borracha (bexiga) à prova de fogo. Após discutir a ideia com os alunos, o professor realizou junto com eles o seguinte experimento: encheu dois balões iguais, um com ar (1) e o outro com um pouco de água (2). Em seguida, aproximou cada um dos balões da chama de uma vela, conforme a figura. O balão contendo ar (1) estourou rapidamente, enquanto o balão contendo água (2), não. Com base nessa observação e considerando as propriedades das substâncias ar e água, procure explicar por que o balão com ar estourou rapidamente e o contendo água, não. 2 – (ENEM 2023) - Uma cafeteria adotou copos fabricados a partir de uma composição de 50% de plástico reciclado não biodegradável e 50% de casca de café. O copo é reutilizável e retornável, pois o material, semelhante a uma cerâmica, suporta a lavagem. Embora ele seja comercializado por um preço considerado alto quando comparado ao de um copo de plástico descartável, essa cafeteria possibilita aos clientes retornarem o copo sujo e levarem o café quente servido em outro copo já limpo e higienizado. O material desse copo oferece também o conforto de não esquentar na parte externa.A cafeteria adota copo reutilizável feito com casca de café. Fonte:https://download.inep.gov.br/enem/provas_e_gabaritos/2023_PV_impresso_D2_CD5.pdf. Quais duas vantagens esse copo apresenta em comparação ao copo descartável? A) Ter a durabilidade de uma cerâmica e ser totalmente biodegradável. B) Ser tão durável quanto uma cerâmica e ter alta condutividade térmica. C) Ser um mau condutor térmico e aumentar o resíduo biodegradável na natureza. D) Ter baixa condutividade térmica e reduzir o resíduo não biodegradável na natureza. E) Ter alta condutividade térmica e possibilitar a degradação do material no meio ambiente. 3 − (ENEM 2023) - Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120 °C e uma saída para água líquida em equilíbrio com o vapor a 100 °C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água transforma-se em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e consequente concentração do produto. No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente: Fonte:https://download.inep.gov.br/enem/provas_e_gabaritos/2023_PV_impresso_D2_CD5.pdf. A) somente do calor latente de vaporização. B) somente do calor latente de condensação. C) do calor sensível e do calor latente de vaporização. D) do calor sensível e do calor latente de condensação. E) do calor latente de condensação e do calor latente de vaporização. https://download.inep.gov.br/enem/provas_e_gabaritos/2023_PV_impresso_D2_CD5.pdf https://download.inep.gov.br/enem/provas_e_gabaritos/2023_PV_impresso_D2_CD5.pdf 104 4 – (UNISA-SP) Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O calor das chamas se transmite através da parede do fundo da panela para a água que está em contato com essa parede e daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu predominantemente por: A) radiação e convecção. B) radiação e condução. C) convecção e radiação. D) condução e convecção. E) condução e radiação. 5 – Observe as afirmações a seguir: 1. O Sol aquece a Terra por meio do processo de _____________ térmica; 2. As panelas são feitas de metal porque esses materiais têm maior capacidade de transmissão de calor por _______________; 3. Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na parte superior de uma sala para facilitar o processo de __________________. As palavras que completam as frases acima corretamente de acordo com os princípios físicos dos processos de transmissão de calor são, respectivamente: A) condução, convecção, irradiação; B) convecção, irradiação, condução; C) irradiação, convecção, condução; D) irradiação, condução, convecção; E) condução, irradiação, convecção. 105 O CALOR E SUA INTERAÇÃO COM A MATÉRIA Querido(a) estudante, você percebeu que o calor, ao interagir com a matéria, tende a desorganizá-la. A nível de estrutura interna, ou seja, nas partes microscópicas que não podemos enxergar, como os átomos e as moléculas, o calor causa transformações e modifica a organização da estrutura interna de substâncias sólidas, líquidas e gasosas. Neste tópico, você compreenderá melhor como ocorrem essas interações entre o calor, que é uma forma de energia e a matéria, bem como as transformações decorrentes como as dilatações térmicas e as mudanças de estado físico. Dilatações térmicas Para você relembrar o conceito de dilatação linear leia o quadro abaixo: Dilatação Linear Num sólido, de comprimento inicial L0, a variação ΔL ocorrerá devido ao aumento ou à diminuição de temperatura e é proporcional a L0. Essa variação do comprimento também é proporcional à variação de temperatura ΔT. Logo, a proporcionalidade entre essas variáveis fica expressa matematicamente de acordo com a seguinte relação: 𝛥L = Lo. 𝛼. 𝛥𝑇 O coeficiente de dilatação linear compreende precisamente como a constante de proporcionalidade entre as grandezas que estão relacionadas. Nos usos dessa equação, são desprezadas as variações que 𝛼 pode ter com a temperatura. Mas, na prática, como ocorre a dilatação? Ela representa, microscopicamente, o afastamento das partes internas dos materiais (seus átomos ou moléculas), em caso de aumento do comprimento, superfície ou área, ou pode representar, microscopicamente, a contração no comprimento, superfície ou área, quando há a variação no valor da temperatura do corpo. A variação do valor da temperatura está associada à transferência de energia e, em boa parte, essa energia está em forma de calor. Agora, é a sua vez! Elabore respostas para as questões a seguir. Não deixe de registrar as perguntas e as suas respostas no seu caderno. • A nível da estrutura interna, como ocorre a dilatação linear de um sólido em um processo de aquecimento? Faça uma ilustração que represente um modelo explicativo para esse fenômeno. • O que representa o coeficiente de dilatação linear? • Podemos afirmar que o coeficiente de dilatação linear é uma das propriedades dos materiais? Justifique sua resposta e cite exemplos de outras propriedades dos materiais que você conhece. 106 ▪ As dilatações superficiais e volumétricas Dilatação superficial A variação ΔA ocorrerá devido ao aumento de temperatura e é proporcional a A0. Essa variação da área da superfície de um sólido também é proporcional à variação de temperatura ΔT. Logo, a proporcionalidade entre essas variáveis fica: 𝛥A= Ao 𝜷. 𝛥𝑇 O coeficiente de dilatação superficial compreende precisamente como a constante de proporcionalidade entre as grandezas que estão relacionadas e corresponde a duas vezes o valor do coeficiente de dilatação linear 𝛼. Nos usos dessa equação, são desprezadas as variações que 𝛼 pode ter com a temperatura. Dilatação volumétrica A variação ΔV ocorrerá devido ao aumento de temperatura e é proporcional a V0. Essa variação do volume área de um sólido também é proporcional à variação de temperatura ΔT. Logo, a proporcionalidade entre essas variáveis fica: 𝛥V= Vo . 𝜸. 𝛥𝑇 O coeficiente de dilatação volumétrica 𝛾 compreende precisamente como a constante de proporcionalidade entre as grandezas que estão relacionadas e corresponde a três vezes o valor do coeficiente de dilatação linear 𝛼. Nos usos dessa equação, são desprezadas as variações que 𝛼 pode ter com a temperatura. Com base em seus estudos sobre as dilatações térmicas, resolvas as questões abaixo: • Nos tratamentos dentários deve-se levar em conta a composição dos materiais utilizados nos dentes restaurados, de modo a haver compatibilidade entre estes e a estrutura natural dos dentes. Mesmo quando ingerimos alimentos muito quentes ou muito frios, espera-se não acontecer tensão excessiva, que poderia até vir a causar rachaduras nos mesmos. Entre as afirmativas a seguir, qual a mais adequada para justificar o fato de que efeitos desagradáveis dessa natureza podem ser evitados quando: ( ) o calor específico do material do qual são compostos os dentes tem um valor bem próximo do calor específico desses materiais de restauração. ( ) o coeficiente de dilatação do material do qual são compostos os dentes tem um valor bem próximo do coeficiente de dilatação desses materiais de restauração. ( ) a temperatura do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo da temperatura desses materiais utilizados na restauração. ( ) a capacidade térmica do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo da capacidade térmica desses materiais de restauração. ( ) o calor latente do material de que são compostos os dentes tem um valor bem próximo do calor latente desses materiais da restauração.107 • A figura representa duas barras metálicas, 𝐴 e 𝐵, de espessura e largura desprezíveis, que apresentam, à temperatura inicial 𝜃0, comprimentos iniciais 𝐿0 e 2 ⋅ 𝐿0, respectivamente. Quando essas barras sofreram uma mesma variação de temperatura Δ𝜃, devido à dilatação térmica, elas passaram a medir 𝐿𝐴 e 𝐿𝐵. Sendo 𝛼𝐴 e 𝛼𝐵 os coeficientes de dilatação térmica linear de 𝐴 e 𝐵, se 𝛼𝐴 = 2 ⋅ 𝛼𝐵, então ( ) 𝐿𝐵 − 𝐿𝐴 < 0 ( ) 𝐿𝐵 − 𝐿𝐴 = 𝐿𝐴 ( ) 𝐿𝐵 − 𝐿𝐴 = 𝐿0 ( ) 𝐿𝐵 − 𝐿𝐴 > 𝐿0 ( ) 𝐿𝐵 − 𝐿𝐴 < 𝐿0 ▪ As mudanças de estados físicos Querido estudante, outros fenômenos decorrentes da interação entre a energia térmica e a matéria são as mudanças de estados físicos. Nesses fenômenos, também observa-se, a nível de estrutura interna, a desorganização das moléculas ou dos átomos das substâncias. As grandezas físicas relacionadas nesse fenômeno são: calor sensível, calor latente, massa e temperatura. Para você colocar em prática os conhecimentos adquiridos, resolva os seguintes exercícios: • Determine a quantidade de calor em Kcal necessária para um bloco de gelo com 2 kg de massa, inicialmente a -5°C, seja aquecido até a temperatura de 5°C. DADOS: Calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C / Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g • (Unifor-CE) Um cubo de gelo de massa 100 g, inicialmente à temperatura de - 20 °C, é aquecido até se transformar em água a 40 °C (dados: calor específico do gelo 0,50 cal/g °C; calor específico da água 1,0 cal/g °C; calor de fusão do gelo 80 cal/g). As quantidades de calor sensível e de calor latente trocados nessa transformação, em calorias, foram, respectivamente: ( ) 8.000 e 5.000 ( ) 5.000 e 8.000 ( ) 5.000 e 5.000 ( ) 4.000 e 8.000 ( ) 1.000 e 4.000 ATIVIDADES 1 – (ENEM 2023) - Em uma indústria alimentícia, para a produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120º C e uma saída para água líquida em equilíbrio com o vapor a 100ºC. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água transforma-se em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e consequente concentração do produto. Fonte:https://download.inep.gov.br/enem/provas_e_gabaritos/2023_PV_impresso_D2_CD5.pdf. https://download.inep.gov.br/enem/provas_e_gabaritos/2023_PV_impresso_D2_CD5.pdf 108 No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente: A) somente do calor latente de vaporização. B) somente do calor latente de condensação. C) do calor sensível e do calor latente de vaporização D) do calor sensível e do calor latente de condensação E) do calor latente de condensação e do calor latente de vaporização 2 − (PUC - adaptada) O calor específico da água é 1 cal/g °C (uma caloria por grama grau Celsius). Isso significa que: A) para aumentar a temperatura em um grau celsius de um grama de água, deve-se fornecer 1 caloria. B) para diminuir a temperatura em um grau celsius de um grama de água, deve-se fornecer 1 caloria. C) para diminuir a temperatura em um grau celsius de um grama de água, devem-se retirar 10 calorias. D) para aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se retirar 1 caloria. E) para aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer 10 calorias. 3 – Veja na tabela abaixo as temperaturas de fusão e ebulição de algumas substâncias: Material Temperatura de fusão °C Temperatura de ebulição ºC Água 0 100 Álcool -114 78 Ácido acético (presente no vinagre) 17 118 Fenol 41 182 Clorofórmio -63 61 À temperatura de 80ºC, quais dessas substâncias estarão no estado líquido: A) Álcool, Água e Clorofórmio; B) Água, Ácido acético e Clorofórmio; C) Água, Ácido acético e Fenol; D) Ácido acético, Fenol e Clorofórmio; E) Álcool, Fenol e água. 4 − (Facimpa – MG) Observe: I – Uma pedra de naftalina deixada no armário; II – Uma vasilha de água deixada no freezer; III- Uma vasilha de água deixada no fogo; IV – O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido; 109 Nesses fatos estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos: A) Sublimação; II. Solidificação; III. Evaporação; IV. Fusão. B) Sublimação; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação. C) Fusão; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação. D) Evaporação; II. Solidificação; III. Fusão; IV. Sublimação. E) Evaporação; II. Sublimação; III. Fusão; IV. Solidificação. 5 – (Unesp 2012) Os compostos orgânicos possuem interações fracas e tendem a apresentar temperaturas de ebulição e fusão menores do que as dos compostos inorgânicos. A tabela apresenta dados sobre as temperaturas de ebulição e fusão de alguns hidrocarbonetos. Substância TF (ºC) TE (ºC) metano -182 -162 propano -188 -42 eteno -169 -104 propino -101 -23 É correto afirmar que os estados físicos em que se encontram os compostos, metano, propano, eteno e propino, são, respectivamente, A) sólido, gasoso, gasoso e líquido. B) líquido, sólido, líquido e sólido. C) líquido, gasoso, sólido e líquido. D) gasoso, líquido, sólido e gasoso. E) gasoso, líquido, líquido e sólido. 110 REFERÊNCIAS ALMEIDA, Frederico B. de. Experimento- Dilatação térmica. Mundo Educação. 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Essa formação de íons denomina-se ionização. ▪ Função química é um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais. As principais funções químicas inorgânicas que iremos estudar são: os ácidos, as bases, os sais e os óxidos. ▪ Ácidos Inorgânicos Do ponto de vista prático, os ácidos apresentam as seguintes características: − formam soluções aquosas condutoras de eletricidade; − mudam a cor de certas substâncias (chamadas, por esse motivo, de indicadores de ácidos). ▪ Arrhenius: Ácidos são compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon positivo apenas cátion hidrogênio (H+) ou hidrônio (H3O+). HCl + H2O → H3O+ + Cl- HNO3 + H2O → H3O+ + NO3- H2SO4 + H2O → 2 H3O+ + SO42- (F o n te : F E L T R E , 2 0 0 4 ) QUÍMICA 113 Fórmulas Nomenclatura Hidrácidos Oxiácidos Ácidos importantes ● Ácido Sulfúrico O ácido sulfúrico é o produto químico mais utilizado na indústria; por isso costuma-se dizer que o consumo de ácido sulfúrico mede o desenvolvimento industrial de um país. O H2SO4 puro é um líquido incolor, oleoso, denso (d = 1,84 g/mL), corrosivo e extremamente solúvel em água. O H2SO4 ferve a 338 °C, que é um valor bem acima da temperatura de ebulição dos ácidos comuns; por isso é considerado um ácido fixo, isto é, pouco volátil. ● Ácido clorídrico O HCl puro, chamado de gás clorídrico ou cloridrato ou cloreto de hidrogênio, é um gás incolor, não- inflamável, muito tóxico e corrosivo. Esse gás é muito solúvel em água (cerca de 450 L de gás clorídrico por litro de água, em condições ambientes). Sua solução aquosa é denominada ácido clorídrico. Trata-se de uma solução incolor que, quando concentrada, contém cerca de 38% de HCl em massa, é fumegante (pois libera vapores de HCl), sufocante, muito tóxica e corrosiva. ● Ácido nítrico O ácido nítrico é um líquido incolor, muito tóxico e corrosivo. Ferve a 83 °C. É muito solúvel em água e, com o tempo e a influência da luz, sua solução fica avermelhada devido à decomposição do HNO3 em NO2. Bases Inorgânicas Do ponto de vista prático, bases ou hidróxidos são substâncias que apresentam as seguintes características: formam soluções aquosas condutoras de eletricidade e liberam íons ânions hidroxila em solução aquosa. De acordo com Arrhenius, bases ou hidróxidos são compostos que, por dissociação iônica, liberam, como íon negativo, apenas o ânion hidróxido (OH-), também chamado de oxidrila ou hidroxila. As bases são muito comuns em nosso cotidiano. Vários líquidos de limpeza usados nas cozinhas contêm bases, como o hidróxido de sódio (NaOH), presente em substâncias para desentupir pias, o hidróxido de amônio (NH4OH), encontrado no amoníaco etc. O chamado “leite de magnésia”, usadopara combater a acidez estomacal, contém hidróxido de magnésio (Mg (OH)2). O OH- é o responsável pelas propriedades comuns a todas as bases, constituindo por isso o radical funcional das bases. 114 Exemplos: NaOH → Na+ + OH- Ca(OH)2 → Ca2+ 2OH- Al(OH)3 → Al 3+ + 3 OH- De modo geral, as bases são formadas por um metal, que constitui o radical positivo, ligado invariavelmente ao OH2. A única base não-metálica importante é o hidróxido de amônio (NH4OH). Fórmulas Uma base é sempre formada por um radical positivo (metal ou NH4+) ligado invariavelmente ao radical negativo oxidrila (OH-). Regra de formulação das bases: Nomenclaturas Hidróxido de sódio Hidróxido férrico ou hidróxido de ferro (III) Hidroxido ferroso ou hidróxido de ferro (II) Principais bases ● Hidróxido de sódio O hidróxido de sódio, também chamado de soda cáustica, é um sólido branco, de ponto de fusão 318 °C, muito tóxico e corrosivo e bastante solúvel em água (dissolução muito exotérmica). É uma das bases mais usadas pela indústria química, servindo na preparação de compostos orgânicos (sabão, seda artificial, celofane etc.), na purificação de óleos vegetais, na purificação de derivados do petróleo, na fabricação de produtos para desentupir pias etc. ● Hidróxido de cálcio O hidróxido de cálcio é conhecido por cal hidratada, cal extinta ou cal apagada. Esses nomes provêm de seu método de preparação, que é por hidratação do óxido de cálcio (CaO), chamado de cal viva ou cal virgem. O Ca(OH)2 é um sólido branco pouco solúvel em água. A suspensão aquosa de Ca(OH)2 é chamada de leite de cal ou água de cal. O maior uso do hidróxido de cálcio é na construção civil, na preparação de argamassa (massa para assentar tijolos); na pintura de paredes (caiação). É usada também na agricultura, como inseticida e fungicida, e ainda no tratamento (purificação) de águas e esgotos. ● Hidróxido de amônio O hidróxido de amônio não existe isolado, sendo, na verdade, uma solução aquosa de NH3 (amoníaco ou amônia). É usado em limpeza doméstica, como fertilizante agrícola, na fabricação de ácido nítrico (HNO3), na produção de compostos orgânicos e como gás de refrigeração. 115 Sais Inorgânicos Os sais são também muito comuns em nosso cotidiano: o sal comum, NaCl (cloreto de sódio), está presente em nossa alimentação, na conservação de alimentos (carne-seca, bacalhau e outros) etc; o bicarbonato de sódio, NaHCO3, é usado como antiácido e também no preparo de bolos e biscoitos; o sulfato de sódio, Na2SO4 (sal de Glauber), e o sulfato de magnésio, MgSO4 (sal amargo), são usados como purgante; o gesso usado em ortopedia ou em construção é o sulfato de cálcio hidratado, 2CaSO4 . H2O; e assim por diante. Sais são compostos formados juntamente com a água na reação de um ácido com uma base de Arrhenius. Sais são compostos iônicos que possuem, pelo menos, um cátion diferente do H+ e um ânion diferente do OH-. Reações de neutralização total Dizemos que uma reação é de neutralização total quando reagem todos os H+ do ácido e todos os OH- da base. O sal assim formado é chamado de sal normal ou neutro. Fórmula geral (F o n te : F E L T R E , 2 0 0 4 ) 116 Nomenclatura O nome de um sal normal deriva do ácido e da base que lhe dão origem. Assim, para obter o nome de um sal, basta alterar a terminação do nome do ácido correspondente. Sais importantes ● Cloreto de sódio É obtido da água do mar (processo de salinas) ou de minas subterrâneas (sal-gema). É usado diretamente na alimentação ou na conservação de carnes e de pescados. Na alimentação, é importante que o sal contenha pequenas quantidades de compostos do iodo (NaI, KI, NaIO3 etc.); caso contrário, a pessoa poderá sofrer dilatação da glândula tireóide, uma doença conhecida como bócio ou papo. Uma solução aquosa com 0,92% de NaCl é chamada de soro fisiológico e é usada em medicina. ● Hipoclorito de sódio É um alvejante usado no branqueamento de roupas (água de lavadeira ou água sanitária). É também vendido como “cloro” é usado no tratamento de piscinas. Sendo agente anti-séptico, é usado na limpeza de casas, hospitais, etc. Em pequenas quantidades pode ser adicionado à água para lavagem de vegetais. ● Carbonato de cálcio É muito comum na natureza, na forma de calcita, calcário, mármore etc. O CaCO3 é também formador das estalactites e estalagmites encontradas em cavernas calcárias, nos recifes de corais e na carapaça de seres marinhos. Os usos mais comuns do carbonato de cálcio são na produção da cal virgem (CaO), na produção do cimento, na agricultura, para reduzir a acidez do solo. ● Carbonato de sódio É também conhecido como soda ou barrilha. Sua principal aplicação é a fabricação do vidro, O Na2CO3 é usado também na fabricação de sabões, de corantes, no tratamento de água de piscina etc. Óxidos Definições e fórmula geral Óxidos são compostos binários nos quais o oxigênio é o elemento mais eletronegativo. Apenas os compostos oxigenados do flúor (como, por exemplo, OF2 e O2F2) não são considerados óxidos, mas sim fluoretos de oxigênio, pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio. 117 Óxidos básicos, ácidos e anfóteros Óxidos básicos são óxidos que reagem com a água, produzindo uma base, ou reagem com um ácido, produzindo sal e água. Os óxidos básicos são formados por metais com números de oxidação baixos (+1, +2 ou +3). São compostos sólidos, iônicos, que encerram o ânion oxigênio (O2-) e apresentam pontos de fusão e de ebulição elevados. Os óxidos dos metais alcalinos e alcalino-terrosos reagem com a água; os demais óxidos básicos são pouco solúveis em água. Óxidos ácidos ou anidridos são óxidos que reagem com a água, produzindo um ácido, ou reagem com uma base, produzindo sal e água. Os óxidos ácidos ou são formados por não-metais (e, nesse caso, são compostos geralmente gasosos) ou por metais com números de oxidação elevados, como, por exemplo, CrO3, MnO3, Mn2O7 etc. Óxidos anfóteros podem se comportar ora como óxido básico, ora como óxido ácido. Apresentando um caráter intermediário entre o dos óxidos ácidos e o dos óxidos básicos, os óxidos anfóteros só reagem com outra substância de caráter químico evidente: ou ácido forte ou base forte. Os óxidos anfóteros são, em geral, sólidos, iônicos, insolúveis na água e formados: • ou por metais: ZnO; Al2O3; SnO e SnO2; PbO e PbO2; • ou por semimetais: As2O3 e As2O5; Sb2O3 e Sb2O5. Óxidos importantes ● Óxido de cálcio O óxido de cálcio (CaO), chamado de cal viva ou cal virgem, é um sólido branco que só funde em temperaturas elevadíssimas (2.572 °C). É preparado por decomposição térmica do calcário e apresenta as propriedades características de um óxido básico. Reage com a água, formando o hidróxido de cálcio, chamado de cal apagada ou extinta, é pouco solúvel em água; sua suspensão chama-se água de cal. ● Dióxido de carbono O CO2 pode ser preparado pela queima do carvão ou de materiais orgânicos, como a madeira. No entanto, o CO2 é obtido usualmente como subproduto de várias reações industriais, como, por exemplo, a decomposição de carbonatos, a fermentação alcoólica na produção do álcool comum e de bebidas alcoólicas etc. O CO2 gasoso é dissolvido, sob pressão, nas “águas gaseificadas” e nos refrigerantes. Abaixo de 78 °C negativos, o CO2 torna-se sólido e é conhecido como gelo-seco. Esse nome provém do fato de o gelo-seco não derreter para formar um líquido, mas sim sublimar-se, passando diretamente do estado sólido para o gasoso. O gelo-seco é usado em refrigeração (como nos carrinhos de sorvete) e também para produzir “fumaça” em shows, bailes etc. Uma ferramenta de vídeo aula sobre o tema está disponível no link abaixo: Funções Inorgânicas. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1XO08lTHxfqcwK3hSqJWgd3--0ZVgUKMt/view.118 ATIVIDADES 1 – Alguns compostos, quando solubilizados em água, geram uma solução aquosa que conduz eletricidade. Dos compostos abaixo, I. Na2SO4 II. O2 III. C12H22O11 IV. KNO3 V.CH3COOH VI. NaCl formam solução aquosa que conduz eletricidade: A) apenas I, IV e VI B) apenas I, IV, V e VI C) apenas I e VI D) apenas VI E) todos 2 – (PUC-MG) A tabela abaixo apresenta algumas características e aplicações de alguns ácidos: Nome do ácido Aplicações e características Ácido muriático Limpeza doméstica e de peças metálicas (decapagem) Ácido fosfórico Usado como acidulante em refrigerantes, balas e gomas de mascar Ácido sulfúrico Desidratante, solução de bateria. Ácido nítrico Indústria de explosivos e corantes. As fórmulas dos ácidos da tabela são, respectivamente: A) HCl, H3PO4, H2SO4, HNO3 B) HClO, H3PO3, H2SO4, HNO2 C) HCl, H3PO3, H2SO4, HNO3 D) HClO2, H4P2O7, H2SO3, HNO2 E) HClO, H3PO4, H2SO3, HNO3 3- (Mackenzie-SP) O hidróxido de sódio, conhecido no comércio como soda cáustica, é um dos produtos que contaminaram o rio Pomba, em Minas Gerais, causando um dos piores desastres ecológicos no Brasil. Dessa substância é incorreto afirmar que: A) tem fórmula NaOH. B) é um composto iônico. C) em água, dissocia-se. D) é usada na produção de sabões. E) é uma molécula insolúvel em água 119 4- (UEPG-PR) Com relação às propriedades das bases de Arrhenius, é incorreto afirmar: A) o hidróxido de amônio é uma base não-metálica, bastante solúvel em água. B) os metais alcalinos formam monobases com alto grau de ionização. C) as bases formadas pelos metais alcalinos terrosos são fracas, visto que são moleculares por sua própria natureza. D) os hidróxidos dos metais alcalino-terrosos são pouco solúveis em água. E) uma base é tanto mais forte quanto maior for seu grau de ionização. 5- (UFRRJ) Os derivados do potássio são amplamente utilizados na fabricação de explosivos, fogos de artifício, além de outras aplicações. As fórmulas que correspondem ao nitrato de potássio, perclorato de potássio, sulfato de potássio e dicromato de potássio, são, respectivamente: A) KNO2, KClO4, K2SO4, K2Cr2O7 B) KNO3, KClO4, K2SO4, K2Cr2O7 C) KNO2, KClO3, K2SO4, K2Cr2O7 D) KNO2, KClO4, K2SO4, K2CrO4 E) KNO3, KClO3, K2SO4, K2Cr2O7 6- (Fuvest-SP) Um elemento metálico M forma um cloreto de fórmula MCl3. A fórmula de seu sulfato é: A) M2 SO4 B) M SO4 C) M2 (SO4)3 D) M(SO4)3 E) M(SO4)2 7 – (Mackenzie-SP) Com cerca de 40 km de profundidade, a crosta terrestre contém principalmente óxido de silício e óxido de alumínio. Sabendo que o número de oxidação do silício é 14 e o do alumínio é 13, as fórmulas desses óxidos são: A) SiO2 e Al2O3 B) SiO2 e Al2O C) SiO3 e AlO D) SiO4 e AlO3 E) Si2O e Al2O3 8 – (UFRGS-RS) São apresentadas abaixo substâncias químicas, na coluna da esquerda, e uma possível aplicação para cada uma delas, na coluna da direita. 1. H2SO4 A. descorante de cabelos 2. NaOCl B. antiácido estomacal 3. H2O2 C. água sanitária 4. Mg(OH)2 D. conservação de alimentos 5. NaCl E. solução de baterias automotivas A associação correta entre as substâncias químicas, na coluna da esquerda, e as aplicações correspondentes, na coluna da direita, é: A) 3A, 4B, 2C, 5D, 1E. B) 2A, 3B, 1C, 5D, 4E. C) 3A, 4B, 1C, 5D, 2E. D) 2A, 3B, 4C, 1D, 5E. E) 3A, 2B, 1C, 4D, 5E. 120 EXPERIMENTANDO A QUÍMICA AMBIENTAL Os problemas ambientais têm sido amplamente discutidos nos últimos tempos pelos diversos segmentos da sociedade. A interferência humana vem causando sérios impactos ao meio ambiente, fazendo com que a poluição da água, do solo e da atmosfera seja discutida na comunidade acadêmica e na educação básica. Dessa forma, a realização de aulas experimentais utilizadas na educação básica, de modo demonstrativo ou com roteiros preestabelecido, pode ser uma estratégia eficiente na contextualização do ensino. Potencialmente, elas fornecem o desenvolvimento de um discente estimulado e preocupado com a sociedade, desde que o conteúdo da disciplina seja abordado de modo interdisciplinar, enfatizando os conceitos fundamentais para a inserção da educação ambiental no cotidiano dos discentes. Entre a educação ambiental e a química, existe uma relação intrínseca, visto que, para entender a problemática ambiental e propor soluções, precisam-se investigar as causas e a química pode ser utilizada na explicação dos danos provocados ao meio ambiente e nas tentativas de solucioná-los, considerando o ambiente da sala de aula um espaço favorável a essa conscientização. Para isso, os experimentos de 1 a 4 estão propostos, a fim de auxiliar o estudo de alguns aspectos ambientais. Cada experimento será complementado com atividades de discussão propostas no tópico próprio para as atividades. Existe disponível no Se Liga na Educação um excelente material que ajudará a compreender o tema abordado. Essa aula está disponível no link abaixo: Química Ambiental. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1mF02tzfJLibDrvX2mKQUp1R93jaQyfYB/view. Experimento 01 - Determinação simples de oxigênio dissolvido em água ▪ Materiais e reagentes 3 garrafas PET de refrigerante de 2 L • 3 pedaços de lã-de-aço usada em limpeza doméstica (Bombril® ou Assolan®) • Água de torneira • Papel de filtro (usado para coar café) • Acetona comercial • Bastão de vidro • Estufa ou forno de fogão doméstico • Balança de supermercado (com precisão de ±0,01 g) ▪ Procedimentos Para a execução do experimento, deve-se pesar três pedaços de lã de aço de aproximadamente 1,5 g cada. Com o auxílio de um bastão de vidro, cada um dos três pedaços já pesados deve ser introduzido em uma garrafa PET devidamente identificada. Em seguida, abre-se a torneira de onde será coletada água, de forma que o fluxo de água que saia desta seja bem pequeno. As garrafas devem ser inclinadas (~30°) com relação à torneira. O fluxo de água deve escoar pelas paredes da garrafa, de forma a evitar uma oxigenação da água nesta etapa. Após a coleta das amostras, as garrafas devem permanecer abertas por 15 minutos e depois fechadas e observadas por cinco dias. Passado este tempo, as garrafas devem ser abertas e o sólido marrom avermelhado (ferrugem) nelas contido deve ser recolhido por filtração. O papel de filtro deve ser previamente seco (110 °C, 1 h), esfriado à temperatura ambiente e pesado. O sólido deve ser lavado com acetona, a fim de facilitar a secagem. O sistema (papel + sólido) deve ser seco em estufa (110 °C, 1 h) e depois transferido para um dessecador. Caso se utilize forno caseiro em substituição à estufa, não use acetona em hipótese alguma. Determina-se a massa 121 do sólido vermelho formado utilizando balança. O sistema (papel + ferrugem) à temperatura ambiente deve ser pesado e a massa de ferrugem determinada pela subtração da massa do papel filtro. Por meio da estequiometria da reação de formação da ferrugem, é possível calcular a concentração de oxigênio dissolvido na água das garrafas. Os resultados devem ser expressos nas unidades mg L-1. Experimento 2 – Efeito Estufa usando material alternativo ▪ Materiais e reagentes 2 garrafas de refrigerante (PET) de 250 ml; · 2 garrafas de refrigerante (PET) de 2000 ml; · 1 garrafa pet de 600 ml; · 0,5 metro de mangueira látex; · Cola de silicone; · Dois termômetros com precisão mínima de 1 ºC (com qualquer faixa de medição que abranja a temperatura do ambiente até 50 ºC, podendo ser a álcool ou digital do tipo espeto); · 200 g de bicarbonato de sódio; · 500 ml de vinagre; · 1 cronômetro; · 1 ferro de soldar ou qualquer ferramenta para perfurar as garrafas. Observação: cuidados e riscos. É importante ressaltar que,para perfurar as garrafas, pode ser utilizado um ferro quente (tipo ferro de soldar) ou qualquer material perfurocortante, mas estes podem machucar o estudante. Para minimizar o risco, é indispensável que os estudamtes sejam acompanhados na execução. ▪ Procedimentos para montagem Numere as garrafas de refrigerante de 250 ml com 1 e 2 e as garrafas de dois litros com 3 e 4. Para montar os sistemas 1 e 2 (Figura 1), perfure as tampas das garrafas 1, 2, 3 e 4 apenas o suficiente para a entrada do termômetro e da mangueira de látex (garrafas 1 e 2) e, em seguida, passe cola de silicone unindo termômetro e as mangueiras às tampas. Assegure que não haja vazamento de gás (principalmente no sistema 1) e que a cola de silicone ou a tampa da garrafa não atrapalhem a leitura da temperatura nos termômetros a álcool (caso utilize o termômetro digital do tipo espeto, esse problema não ocorre). Além disso, o bulbo do termômetro deve ficar interno às garrafas. É necessário furar as garrafas 2 e 3 e interligá-las com uma mangueira de látex que conduzirá o gás carbônico produzido pela reação entre o bicarbonato de sódio e o vinagre (conforme Figura 1). Figura 01 – Esquema do experimento Procedimentos para executar o experimento. Retire o máximo que puder o ar da garrafa 3 (Figura 2). Coloque 200g de bicarbonato de sódio na garrafa 2 e acrescente vinagre na garrafa 1. Vire a garrafa 1 e pressione lentamente para que o vinagre entre em contato com o bicarbonato de sódio e produza o gás F o n te : (G u im a rã e s; D o rn , 2 0 1 5 ) 122 carbônico. Execute esse procedimento até que a garrafa 3 fique completamente preenchida por CO2. A garrafa 4 (Figura 3) ficará preenchida com ar atmosférico à pressão ambiente a qual servirá de parâmetro de comparação da variação de temperatura nos dois sistemas (Figura 3). Observe se a garrafa 4 está com água líquida no fundo ou com gotas nas paredes. Caso exista, poderá haver um aumento anômalo da temperatura nesse sistema, pois a água. Coloque o sistema sob a luz do sol e acione o cronômetro. Uma lâmpada incandescente pode substituir o sol e os melhores resultados são obtidos com uma potência igual ou superior a 100 W e com mesma distância entre as garrafas 3 e 4 (dispostas entre as garrafas distante, aproximadamente, 1 cm de cada uma). Faça medidas da temperatura dos dois sistemas a cada minuto, lance os dados obtidos numa tabela e, em seguida, num gráfico para comparar a variação de temperatura em cada um dos sistemas. Os mesmos resultados não podem ser obtidos utilizando lâmpadas fluorescentes, isso porque os picos característicos do comprimento de onda dessas lâmpadas não coincidem com os comprimentos de absorção do CO2. Figura 2: Sistema 1, garrafa amassada Figura 3: Sistema montado Experimento 3 – Uma Proposta de Aula Experimental de Química para o Ensino Básico Utilizando Bioensaios com Grãos de Feijão (Phaseolos vulgaris) ▪ Materiais e Reagentes Detergente comum; recipiente de medida com volume de 500 mL; seringa sem agulha; copos plásticos descartáveis; garrafas plásticas descartáveis; grãos de feijão (Phaseolos vulgaris); algodão; água. ▪ Montagem do experimento Preparar as soluções aquosas por dissolução de detergente comum em água da torneira em cinco concentrações diferentes: 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0% (v/v). Transferir o detergente com o auxílio de uma seringa para um copo de medida e completar com água até o volume necessário à concentração desejada para solução. Acondicionar as soluções preparadas em temperatura ambiente em recipientes plásticos (garrafas plásticas descartáveis). Como solução controle negativo, utilizar água da torneira. Rotular os copos plásticos descartáveis com a concentração da solução de detergente; colocar um chumaço de algodão comercial em cada copo; posteriormente umedecer com 3 mL da solução-teste; e semear com um grão de feijão (Phaseolos vulgaris). Realizar os testes em triplicata para cada concentração da solução- teste e para a solução controle negativo (água da torneira). Manter os recipientes com grãos de feijão em local arejado, expostos à luz solar, durante um período de sete dias. Nesse período, acompanhar o desenvolvimento da germinação dos grãos (G u im a rã e s; D o rn , 2 0 1 5 ) 123 e, quando necessário, umedecer o algodão com a solução-teste de forma que esteja sempre úmido e ter cuidado para não encharcá-lo. Em cada copo plástico descartável utilizado, colocar apenas um grão para evitar competição entre os grãos, já que o espaço dentro do copo é reduzido. Experimento 4 – Aplicação de princípios de Química Verde em experimentos didáticos: um reagente de baixo custo e ambientalmente seguro para detecção de íons ferro em água Materiais e reagentes ● Comprimidos de sulfato ferroso, Papel de filtro (café), comprimidos de aspirina (500mg), solução de bicarbonato de sódio 1 mol/L, chapa aquecedora, béquer 500 mL Procedimentos 1. Obtenção da solução de Fe3+ Usar 5 comprimidos comerciais de sulfato ferroso, cerca de 1,6 g. Remover cuidadosamenteoO corante vermelho da superfície dos comprimidos em água corrente. Em seguida, macerar os comprimidos e dissolvê-los em água até o volume de 100 mL. Filtrar a mistura resultante e nomeá-la como solução A. Para a conversão de Fe+2 em Fe+3, utilizar 10 mL da solução A e foram adicionar 5 mL de água oxigenada comercial 10 volumes, resultando na solução B. Essa conversão é chamada de reação de Fenton. 2. Solução de íons salicilato - reagente detector de Fe+3 Dissolver o comprimido de aspirina em um pouco de água e adicionar 20 ml da solução de bicarbonato de sódio 1 mol/L e levar essa mistura a chapa aquecedora por 10 minutos. Após resfriar, adicionar água até 500 mL. 3. Teste com os íons Fe3+ A reação de complexação entre os íons Fe3+ e os íons salicilato foram testadas adicionando algumas gotas de solução de íons salicilato à 2 mL de solução aquosa de íons Fe3+. ATIVIDADES Experimento 01 – Determinação simples de oxigênio dissolvido em água Discussão A formação de ferrugem ocorre em meio aeróbico e o ferro contido na palha-de-aço pode ser completamente convertido em óxido de ferro hidratado (chamado de ferrugem). Embora sua fórmula seja indefinida, pode ser escrita como Fe2O3.nH2O, onde n depende das condições de formação do óxido. Antes das garrafas serem fechadas, a água estava totalmente transparente. Após oito horas, a água tornou-se amarela, evidenciando que a corrosão tinha se iniciado e o Fe(0) da palha-de-aço estava sendo oxidado a Fe(II), que difundiu-se na solução. Depois de cinco dias, observou-se a presença de um sólido marrom avermelhado nas garrafas. A reação global do processo é: 2Fe(s) + 3/2O2 (g) + nH2 O(l) → Fe2 O3.nH2O(s) (Equação 1) 124 A concentração de oxigênio dissolvido (COD) pode ser determinada através da massa de Fe2O3.nH2O formada. Supondo-se que as águas de hidratação (nH2O) foram eliminadas no processo de secagem, realizado em estufa, a 110 °C por 1 h, pode-se calcular a COD a partir da massa de Fe2O3 obtido usando-se a Equação 1. 2Fe(s) + 3/2O2 (g) → Fe2O3 (s) (3/2) . 32,00 g — 159,69 g x — massa de Fe2O3 g O volume da garrafa PET é 2,10 L. Então, havia essa massa calculada em mg de OD em 2,10 L de água, finalmente pode-se expressar o resultado como COD em mg L-1. 1. Calcular a massa de oxigênio dissolvido na(s) amostra(s) coletada(s). 2. Com os dados obtidos, sugere-se pesquisar valores considerados normais para os diversos tipos de cursos d’água e comparar com os resultados encontrados nos experimentos. 3. Para enriquecer a discussão, fazer uma pesquisa sobre as principais causas de alteração do teor de oxigênio dissolvido nos cursos d’água. Experimento 2 – Efeito Estufa usando material alternativo Discussão Osdados coletados pelo professor e estudantes servirão para discutir a retenção de energia solar pelos gases atmosféricos. Grande parte da radiação emitida pelo sol se encontra na faixa espectral em torno de 0,5 µm, enquanto que a radiação terrestre se concentra na faixa de 10 µm. Por essa razão, a radiação solar é denominada radiação de ondas curtas (OC), e a radiação terrestre, de ondas longas (OL). Os gases nitrogênio e oxigênio (presentes na atmosfera) não absorvem a radiação em OL emitida pela superfície da Terra, ao passo que H2O, CO2, NO2, O3, CH4 e gases da família do CFCs absorvem uma fração significativa de radiação em OL. 1. Correlacionar os resultados obtidos com a teoria envolvendo absorção e retenção de calor pela atmosfera terrestre. 2. Discutir a importância do efeito estufa para a existência da vida na Terra. 3. Discutir as causas do agravamento do efeito estufa e as responsabilidades individuais, coletivas e governamentais em nível nacional e mundial. 4. Propor soluções para médio e longo prazo para diminuição do efeito estufa. Experimento 3 – Uma Proposta de Aula Experimental de Química para o Ensino Básico Utilizando Bioensaios com Grãos de Feijão (Phaseolos vulgaris) Resultados e discussão 1. Reportar o resultado dos experimentos comparando com a amostra germinada em água limpa. Observar as características das raízes, caule, casca em todos os grãos estudados e relacionar os resultados obtidos com as condições de germinação. 2. Como a presença do detergente impacta no desenvolvimento desses seres vivos? 3. Qual a relação entre a contaminação da água e do solo? 4. Quais medidas devem ser tomadas para evitar a contaminação dos cursos d’água? 5. Quais são as principais fontes poluidoras no que se refere a sabões e detergentes? 6. Quais as responsabilidades individuais, comunitárias e governamentais para diminuir e evitar que novos cursos sejam contaminados? 125 Experimento 4 – Aplicação de princípios de Química Verde em experimentos didáticos: um reagente de baixo custo e ambientalmente seguro para detecção de íons ferro em água Resultados e discussão Após realizados os experimentos, discutir a importância da química no controle de áreas contaminadas por meio de análises. 1. Pesquisar as concentrações máximas permitidas de ferro e metais tais como cobre, cádmio, manganês e zinco na água de rios e lagos. 2. Pesquisar a importância de íons metálicos tais como ferro, cobre, manganês e zinco na água de rios e lagos. 3. Discutir os impactos da alta concentração de íons ferro, cobre, cádmio, manganês e zinco na água, fora dos limites de concentração máximos permitidos. 126 ELETROQUÍMICA O tema “Eletroquímica” é de grande importância dentro do estudo da química. Por meio do estudo desse tema, pode-se desdobrar em outros assuntos, dentre os quais pode-se citar química ambiental, compostos inorgânicos e reações químicas. A eletroquímica estuda formas de obtenção de energia elétrica por meio de reações de oxidação e redução. Nesse tópico, um experimento sobre pilhas de Daniell e pilhas por empilhamento será realizado com o objetivo de melhorar a compreensão dos conceitos envolvendo a eletroquímica. Finalmente, uma atividade relacionada aos resultados do experimento realizado está proposta na seção apropriada. Materiais empregados Pilha 1 – Pilha de Daniell ▪ 1 membrana de casca de salsicha (de celulose regenerada) ou casca de lingüiça (tripa seca bovina), ambas existentes em casas frigoríficas, de 13 cm de comprimento. ▪ Fio de náilon (linha de pesca). ▪ 1 placa de cobre e 1 de zinco (lixadas), de aproximadamente 10 cm x 2 cm x 0,1 cm. ▪ 1 L de solução saturada de NaCl em água (sal de cozinha). ▪ Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O), 1 mol/L (12,5 g em 50 mL de água), encontrado em lojas de artigos de jardinagem e casas agropecuárias. ▪ Lâmpada de 1,5 V (farolete pequeno) com os pólos ligados a fios. ▪ 1 garrafa plástica descartável de refrigerante 2 L. ▪ 1 placa de madeira ou isopor, com dois orifícios (3,5 cm de diâmetro) separados por 1,5 cm (essa peça serve somente para suporte). ▪ Fita adesiva. ▪ Elástico. ▪ Multímetro (opcional). Pilha 2 – Empilhamento ▪ 2 placas de cobre e 2 de zinco (lixadas). ▪ 4 tiras de feltro (tecido). ▪ 2 tiras de papelão (usado em confeitarias na embalagem de bolos), todas as tiras medindo 10 cm x 2 cm. ▪ Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O), 1 mol/L (aproximadamente 6,2 g em 25 mL de água). ▪ Aproximadamente 100 mL de solução saturada de NaCl em água (sal de cozinha). ▪ Fita adesiva. ▪ Lâmpada de 1,5 V com os pólos ligados a fios. Procedimentos Pilha 01 - Daniell A compartimentalização da semicélula de cobre é feita na casca, que é uma membrana porosa e permite o fluxo de íons. Lave muito bem a membrana com água e detergente; corte a garrafa plástica a uma altura de 15 cm da base (formando um recipiente) e corte o bocal, conectando uma das extremidades da casca a este, conforme mostra a Figura 1. 127 Figura 1: Ilustração da seqüência de adaptação da casca (membrana) ao bocal de garrafa. Apoie o bocal de garrafa (com a membrana) no suporte de madeira/isopor. Adicione, pelo bocal, a solução de CuSO4. Introduza o conjunto no recipiente plástico contendo a solução de NaCl saturado. A seguir coloque a placa de cobre na solução de sulfato de cobre e a placa de zinco diretamente na solução de NaCl (use o outro orifício do suporte); conecte os fios da lâmpada às placas metálicas com fita adesiva, conforme mostrado na Figura 2. Figura 2: Ilustração da Pilha de Daniell modificada. Pilha 02 – Empilhamento Monte a pilha com a seguinte seqüência de empilhamento: placa de cobre, feltro encharcado com a solução de sulfato de cobre; papelão encharcado com a solução de NaCl; feltro encharcado com a solução de NaCl; placa de zinco (Figura 3); continua-se o empilhamento repetindo-se a mesma seqüência. Conecte os fios da lâmpada às placas laterais (de cobre e de zinco). Observe. (F o n te : H IO K A , 1 9 9 8 ) F o n te : (H u m o r co m C iê n ci a , [2 0 2 3 ]) (F o n te : H IO K A , 1 9 9 8 ) 128 Figura 3: Ilustração de parte da pilha de empilhamento Como material auxiliar, pode-se acessar o link abaixo, no qual há um vídeo aula em que se explica de forma clara e objetiva os conceitos fundamentais da eletroquímica. Eletroquímica. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1GWn2QPW9N9KWjPlCdx_J6r1tPpKZij7M/view. ATIVIDADES 1 – Sobre o experimento realizado, observar o acendimento da lâmpada e discutir as seguintes questões: A) A tensão da pilha depende da superfície de contato entre placa e solução? B) Sugere-se alterar a área de contato fazendo emergir/imergir parcialmente as placas metálicas da pilha 1 e medindo-se, durante esse procedimento, a tensão (lembre-se de medir sem a lâmpada). C) Nas pilhas apresentadas, realmente é a corrente o fator limitante para o acendimento da lâmpada? Sugere-se emergir/imergir as placas metálicas da pilha 1 e observar a intensidade luminosa. D) Nas pilhas propostas, em vez de soluções contendo íons Zn2+ utilizaram-se soluções de NaCl. Tal fato gera tensões ligeiramente diferentes de 1,1 V. Por que os resultados qualitativos são os mesmos? E) Na pilha 1, após uma hora de funcionamento e conhecendo-se a corrente gerada pela mesma, calcule: i) a quantidade de elétrons que circulou pela lâmpada e ii) a massa de cobre depositada no eletrodo de cobre. Compare com o valor experimental, determinando a massa da placa de cobre antes e depois do experimento. F) Escrever as reações que ocorrem nas duas pilhas, identificando as espécies que sofrem reação de oxidação e redução, bem como as partes constituintes das duas pilhas.2 – Um químico descobriu que o níquel metálico pode ceder elétrons espontaneamente em soluções de NiCl2, e construiu a seguinte pilha: Ni°|Cu2+ || Ni2+|Cu° Para esta pilha, é correto afirmar: A) o Ni° oxida e o Cu2+ reduz. B) o químico transformou cobre em níquel. C) o cátodo é o Ni2+ e o ânodo é o Ni°. D) a solução de Cu2+ ficará mais concentrada. E) a solução de Ni2+ ficará menos concentrada. (F o n te : H IO K A , 1 9 9 8 ) 129 3 – Considere as seguintes afirmações a respeito da pilha de Daniell: I. No ânodo ocorre redução dos íons da solução. II. A passagem de elétrons, no circuito externo, ocorre sempre do cátodo em direção ao ânodo. III. O cátodo sofre uma redução de massa. Marque a alternativa que indica os itens que são corretos: A) I e II. B) II e III. C) I e III. D) todas. E) nenhuma. 4 – (CESGRANRIO-RJ) Considere a pilha representada abaixo. Cu(s)/ Cu2+ || Fe3+, Fe2+ / Pt(s) Assinale a afirmativa falsa. A) A reação de redução que ocorre na pilha é: Cu2+ + 2 e– → Cu(s) B) O eletrodo de cobre é o ânodo. C) A semi-reação que ocorre no cátodo é Fe3+ + e– → Fe2+. D) A reação total da pilha é: 2 Fe3+ + Cu → 2 Fe2+ + Cu2+ E) Os elétrons migram do eletrodo de cobre para o eletrodo de platina 5 – (UNIFESP-SP) Ferro metálico reage espontaneamente com íons Pb2+, em solução aquosa. Esta reação é representada por: Fe + Pb2+ → Fe2+ + Pb Na pilha representada pela figura: F o n te : (D ia s, 2 0 2 2 ) 130 Em que ocorre aquela reação global, A) os cátions devem migrar para o eletrodo de ferro. B) ocorre deposição de chumbo metálico sobre o eletrodo de ferro. C) ocorre diminuição da massa do eletrodo de ferro. D) os elétrons migram através da ponte salina do ferro para o chumbo. E) o eletrodo de chumbo atua como ânodo. 131 REFERÊNCIAS DIAS, Diogo Lopes. Exercícios sobre a pilha de Daniell. Mundo Educação, [S. l.], 2022. Disponível em: https://exercicios.mundoeducacao.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-pilha-daniell.htm. Acesso em: 18 dez. 2023. ELETROQUÍMICA. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. 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