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MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS GOVERNO DO ESTADO DE MINAS GERAIS SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS ESCOLA DE FORMAÇÃO E DESENVOLVIMENTO PROFISSIONAL DE EDUCADORES 2º Ano2º Ano Ensino Médio 3º Bimestre VOLUME 3 Ciências da Natureza SUMÁRIO BIOLOGIA ................................................................................................... pág. 1 Planejamento 1: Doenças infecto-parasitárias .................................... pág. 1 Planejamento 2: Bacterioses e protozooses .......................................pág. 8 Planejamento 3: Helmintíases .......................................................... pág. 15 FÍSICA ......................................................................................................pág. 22 Planejamento 1: Trabalho de um gás e 1ª Lei da Termodinâmica ........pág. 22 Planejamento 2: Segunda Lei da Termodinâmica e Máquinas térmicas......................................................................... pág. 27 QUÍMICA ...................................................................................................pág. 32 Planejamento 1: Reações químicas ...................................................pág. 32 Planejamento 2: Energia envolvida nas transformações dos materiais - Termoquímica ..........................................................pág. 43 Planejamento 3: A energia dos alimentos...........................................pág. 51 Planejamento 4: Energia nas transformações químicas ....................pág. 58 2º Ano2º Ano VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas ANO DE ESCOLARIDADE REFERÊNCIA ANO LETIVO COMPONENTE CURRICULAR ÁREA DE CONHECIMENTO OBJETO(S) DE CONHECIMENTO COMPETÊNCIA HABILIDADE(S) MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS SIGNIFICATIVAS 1 2 o ano – 3 o Bimestre Ensino Médio 2022 Ciências da Natureza e suas tecnologiasBiologia EIXO TEMÁTICO Nossa forma de estar no mundo. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Doenças infecto- parasitárias: Vírus. Viroses. 26.1. Identificar as principais doenças endêmicas e mortalidade infantil da região em que os estudante moram ou do Brasil, e relacioná-las com as condições ambientais e qualidade de vida, como: destino do esgoto e lixo, água, moradia, acesso a atendi- mento médico e a educação. 26.1.4. Identificar modos de transmissão e prevenção das doen- ças infectocontagiosas e parasitárias comuns à região. PLANEJAMENTO TEMA: Doenças infecto-parasitárias DURAÇÃO: 3 aulas PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS: A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ABERTURA: Professor (a), em 30 de janeiro de 2020, a organização mundial de saúde OMS declarou que o surto do novo coronavírus era uma emergência de saúde pública internacional e, em 2022, ainda estamos lutando para controlar a propagação do vírus. Portanto, para iniciar o estudo sobre viroses, sugiro uma roda de conversa sobre a pandemia da COVID_19 e que se acenda a retomada acerca da bioquímica viral, de como o vírus infecta o hospedeiro e de seu ciclo dentro da célula. Como ocorre a relação para- sita-hospedeiro? Quais outras doenças são causadas por vírus? Afinal, como um organismo tão sim- ples, que se comporta na maioria do tempo como uma partícula cristalizada pode fazer tanto estrago a ponto de parar o mundo? Tão importante quanto estudar os quadros comparativos de doenças virais e “memorizar” agente etiológico, profilaxia, dentre outros ítens, é levar o estudante a compreender a ecologia do vírus e como ele se comporta no ambiente e na célula, oportunizando, também, reflexões sobre o impactos ambientais antrópicos e o surgimento de pandemias. Sugestão de leitura: UNIFESSPA. Impactos ambientais antrópicos e o surgimento de pandemias. Disponível em:. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 2 B) DESENVOLVIMENTO Momento 1. Vírus, parasitas intracelulares obrigatórios Professor (a) , inicie sua aula com um uma pergunta básica: Vírus são seres vivos ou não? Certamente você já trabalhou estes conceitos com seus estudantes, mas neste momento de estudo específico sobre as doenças virais, torna-se relevante retomar alguns pontos, pois o conhecimento pode não ter sido consolidado. Deixe que os estudantes discorram sobre o assunto, confirmando ou confrontando opiniões. Em seguida, esclareça que há os que que defendem que o vírus não é um ser vivo, estes baseiam-se no fato de que ele não tem vida livre, sendo dependentes de uma célula hospedeira, caso contrário, se cristalizam; mas, há aqueles que o classificam como ser vivo mediante sua capacidade de replicação e presença de material genético. Lembre-os que apesar de ter material genético, os vírus não possuem aparato enzimático necessário à replicação, sendo dependentes de uma célula para tal. Solicite aos estudantes que esquematizem o diagrama geral do ciclo de vida de um vírus na célula hospedeira: Fonte: INTRODUÇÃO aos vírus. Khan Academy, [s. l.], [2022]. Explique para seus estudantes que o vírus pode infectar células animais, vegetais ou de outros microrganismos. Interessante evidenciar as propriedades físico-químicas que tornam os vírus capazes de se ligar a receptores de membrana específicos, presentes nas células hospedeiras. Esta afinidade por células específicas irá influenciar no tipo de doença causada. Sugestão de texto: Revista bioemfoco. ACE: Conheça a proteína presente em nosso organis- mos que facilita a entrada do SARS-CoV-2. Disponível em: https://bioemfoco.com.br/noticia/ ace2-proteina-que-facilita-entrada-do-sars-cov-2-no-organismo/. Sugestão de esquema: Abaixo, a figura representa a interação da proteína ACE2 da célula hospe- deira com a proteína spike do Vírus. Os estudantes podem desenhar o esquema ou fazer modelo com massinha de modelar. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 3 Fonte: CASTRO, Rodrigo Araújo e; Ana Carolina; Jéssica Assunção. Estimativa de contágio por Covid-19 no metrô da cidade de São Paulo após a reabertura da economia. Instituto health Lake, [s. l.], [2022]. Momento 2. Interação parasita- hospedeiro O que faz um parasita manter-se fiel ao seu hospedeiro e como um parasita pode atacar outro hospedeiro? “Para começar uma interação parasita-hospedeiro, o parasita deve: (i) ter contato com o hospe- deiro; (ii) vencer suas defesas; (iii) utilizar o hospedeiro como fonte de alimentos e outros recursos; (iv) prolongar a associação a tempo de multiplicar-se e disseminar seus descendentes. O hospe- deiro por sua vez reage (contra-ataca) de modo a resistir ou sofrer um impacto não muito danoso, atenuando o problema. Essa briga de gato x rato pode levar o parasita a se especializar tanto que acaba ficando dependente do hospedeiro, tornando-se incapaz de parasitar outros organismos.” (MANUTENÇÃO da associação parasita-hospedeiro. UNESP. [s. l.] [2022].) Professor (a), é muito interessante abordar a co-evolução parasita-hospedeiro! Enquanto os para- sitas evoluem para maximizar a capacidade de infectar células, por exemplo, os hospedeiros têm de responder para reduzir a infectividade e a virulência dos parasitas. Essa teoria considera que não há vantagens para o parasita eliminar seu hospedeiro (o que acarretaria sua própria extinção)! Apresente o trecho abaixo a seus estudantes e inicie uma discussão sobre o assunto: “Existem hospedeiros e parasitas que, no curso da evolução adaptam-se uns aos outros, chegando a um estado de equilíbrio, de tolerância mútua, quase perfeita. Aliás, um caráter da associação parasita-hospedeiro é o de permitir, em geral, que ambos vivam e propaguem a espécie. Quando isso se torna difícil ou mesmo impossível, trata-se de parasitismo mal ajustado”. (PESSÔA. S. B. & MARTINS, A. V. Parasitologia médica. Rio de Janeiro, Ed. Guanabara Koogan, 1982.) Em seguida, trabalhe um texto que poderefrigerantes. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 30 RECURSOS: Quadro, giz, pincel, projetor, acesso à internet. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: O processo avaliativo deverá ser processual e contínuo, abrangendo todas as atividades. As produ- ções coletivas e individuais, orais (debates, roda de conversa, etc.) e escritas (atividades, avalia- ção escrita, relatório das aulas experimentais), deverão ser avaliadas. A participação e o empenho durante as atividades, também deverão ser considerados no processo avaliativo. ATIVIDADES 1 - (UFV-MG) Uma máquina térmica executa o ciclo representado no gráfico seguinte: Se a máquina executa 10 ciclos por segundo, a potência desenvolvida, em quilowatt, é: a) 8 b) 8000 c) 80 d) 0,8 e) 800 2 - (UFPE) Uma máquina térmica executa o ciclo descrito no diagrama p-V abaixo. O ciclo se inicia no estado A, vai para o B, seguindo a parte superior do diagrama, e retorna para A, passando por C. Sabendo-se que p0V0 = 13 J, calcule o trabalho realizado por esta máquina térmica ao longo de um ciclo, em joules. 3 - (UFPA) Com relação à primeira e à segunda leis da termodinâmica, são feitas as seguintes afirmativas: I. A primeira lei não pode prever se um sistema pode ou não evoluir num determinado sentido. II. A segunda lei pode ser encarada como um princípio da degradação da energia. III. Baseada na primeira lei, uma máquina térmica pode ser construída para operar em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo em uma quantidade equiva- lente de trabalho. IV. A segunda lei afirma que é possível converter totalmente calor em trabalho durante uma evolução aberta. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 31 São corretas: a) I, II, III e IV d) I e II b) I, III e IV e) I e IV c) II, III e IV 4 - (PUC-RS) Uma máquina térmica, ao realizar um ciclo, retira 2,0 kcal de uma “fonte quente” e libera 1,8 kcal para uma “fonte fria”. O rendimento dessa máquina é: a) 0,2% d) 10% b) 1,0% e) 20% c) 2,0% 5 - (FGV-SP) Pode-se afirmar que máquina térmica é toda máquina capaz de transformar calor em trabalho. Qual dos dispositivos pode ser considerado uma máquina térmica? a) Motor a gasolina. d) Alavanca. b) Motor elétrico. e) Sarilho. c) Chuveiro elétrico. REFERÊNCIAS AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. v4, 1. ed. São Paulo. Moderna, 2020. BEST reverse video ever!?!. [s. l.: s. n.], 2022. 1 vídeo (4 min). Publicado pelo canal Gage Welch. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=lXXrfSE0OZg. Acesso em: maio 2022. BRASIL. Ministério da Educação. Sistema de Avaliação da Educação Básica - documentos de refe- rência: versão 1.0. Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira; Diretoria de Avaliação da Educação Básica, Brasília, 2018. Disponível em: https://download.inep.gov.br/edu- cacao_basica/saeb/2018/documentos/saeb_documentos_de_referencia_versao_1.0.pdf. Acesso em: 27 maio 2022. GODOY, L. P. et al. Multiversos: ciências da natureza. 1. ed. – São Paulo: Editora FTD, 2020. HEWITT, Paul G. Física Conceitual. 9ª. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002. 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. VARIAÇÃO da Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica. [s. l.: s. n.], 2022. 1 vídeo (7 min). Publicado pelo canal Responde Aí. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=fwTRbdVi3hI . Acesso em: maio 2022. 2º Ano2º Ano VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas ANO DE ESCOLARIDADE REFERÊNCIA ANO LETIVO COMPONENTE CURRICULAR ÁREA DE CONHECIMENTO OBJETO(S) DE CONHECIMENTO COMPETÊNCIA HABILIDADE(S) MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS SIGNIFICATIVAS 32 2 o ano – 3 o Bimestre Ensino Médio 2022 Ciências da Natureza e suas tecnologiasQuímica EIXO TEMÁTICO Constituição e a organização dos materiais. Modelos para as transformações químicas (TQ). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Dalton e o modelo atômico esférico. Lei de Lavoisier. Lei de Proust. 7.1 Explicar uma TQ utilizando o Modelo de Dalton. 7.1.2. Utilizar o modelo de Dalton para explicar a conservação do número de átomos em uma TQ. 7.2. Aplicar modelos para compreender a Lei de Lavoisier. 7.2.2. Explicar a conservação da massa em uma TQ utilizando o modelo de Dalton. 7.3. Aplicar modelos para compreender a Lei de Proust. 7.3.2. Explicar a Lei de Proust utilizando o modelo atômico de Dalton. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Reações químicas DURAÇÃO: 5 aulas A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ABERTURA: Esta sequência didática foi pensada para ser aplicada nas escolas públicas estaduais do Estado de Minas Gerais, para estudantes do 2º ano do EM, nas modalidades EJA e/ou regular. Estão propostos experimentos de fácil execução para a observação de evidências que podem indicar a ocorrência de transformações químicas. Sugere-se que as atividades sejam realizadas em grupos. São necessários alguns cuidados com a segurança durante os experimentos, como não tocar ou ingerir os reagentes utilizados. Portanto, recomendamos que os estudantes façam as atividades sob supervisão do profes- sor em sala de aula mesmo. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 33 A proposta inicial de uma SD é uma etapa fundamental para introduzir o trabalho e envolver os estudantes com o tema. É importante que tenham clareza de cada etapa a ser percorrida e os objetivos de cada uma delas. Em cada momento, procure vincular a realidade social do estudante e o contexto do estudo em particular, para que os saberes e as capacidades que se colocam em jogo sejam significativas e intelectualmente desafiantes. É preciso que percebam, claramente, a relação entre suas experiências e os saberes em jogo no estudo. Conhecida pela autoria deste material o contexto do trabalho nas salas de aula com os estu- dantes, acrescenta-se ainda, a necessidade de explicar a eles, com tranquilidade e paciência, a importância de os mesmos atentarem para as orientações expressas pelo professor(a) e a neces- sidade de respeitá-las. Inclusive em relação ao tempo de cada atividade. Esclareça que o trabalho do docente é algo planejado e testado antes e a contestação ou demora no atendimento do que se é proposto, compromete o resultado do trabalho e consequentemente os processos de ensino e de aprendizagem. Muitos dos materiais que utilizamos no dia a dia podem ser obtidos por meio de transformações, e essa é uma das principais propriedades dos materiais encontrados na natureza. Ao longo da História, o ser humano vem utilizando essa capacidade de transformação para produ- zir novos materiais, conservar alimentos, obter energia, combater doenças, etc. Contudo, apenas recentemente formulou explicações gerais que permitiram sistematizar o conhecimento sobre as transformações, organizando-as em algumas classes de fenômenos. Assim, a queima de materiais combustíveis, a obtenção de metais e a produção de bebidas, inicial- mente consideradas fenômenos diversos, constituem, atualmente, uma única classe de transfor- mações: as reações químicas. É possível reconhecer uma transformação por meio de suas evidências macroscópicas, que geral- mente está relacionada a algum tipo de alteração que ocorre no material. Nesta sequência didá- tica (SD), compreenderemos alguns aspectos das transformações químicas, começando por como reconhecê-las por meio de evidências. B) DESENVOLVIMENTO: AULA 01 - Observando evidênciasde uma transformação química. Objetivos da aula: Analisar algumas transformações químicas com o propósito de identificar as evidências da sua ocorrência e compreender que há formação de novos materiais. Estratégias Metodológicas: Rotação por estações A turma é dividida em 05 estações (grupos), cada uma com um experimento diferente. O material utilizado no experimento fica disposto sobre a mesa e cada grupo ficará 7 minutos em cada esta- ção. Após esse tempo, os estudantes irão para a estação seguinte, percorrendo assim todas elas. É o tempo necessário para a leitura do procedimento e o registro do que foi observado. O trabalho se encerra quando todos os grupos estiverem passado por todas as estações e já estiverem no seu local de origem. Estação 01 – Reação entre o vinagre e o bicarbonato de sódio MATERIAIS: Bicarbonato de sódio em pó, vinagre e dois copinhos de plásticos. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 34 O QUE FAZER: 1. Adicionem uma pequena quantidade de bicarbonato de sódio em pó (NaHCO3) dentro do copinho plástico 1. 2. Adicionem 5 gotas da solução de vinagre (HAc) ao copinho 2. Observem o material nos recipien- tes e anote no caderno o que foi observado, considerando-os como sistema inicial. 3. Coloquem a solução de vinagre em contato com o bicarbonato de sódio em pó. Observem o que ocorre após determinado tempo e anotem no caderno. Este será como o sistema final. REFLEXÃO: 1. Descrevam as características macroscópicas do sistema inicial (solução de vinagre e bicarbo- nato de sódio separados). 2. Descrevam o que ocorreu no sistema quando houve a mistura da solução de vinagre com o bicar- bonato de sódio. 3. Há alguma evidência de que ocorreu uma transformação? Como vocês identificariam as novas substâncias formadas? Estação 02 – Queima de um pedaço de palha de aço MATERIAIS: Palitos de fósforo ou isqueiro, palha de aço e base de madeira ou metal. O QUE FAZER: 1. Coloquem um pequeno pedaço de palha de aço em uma superfície para que ele possa ser quei- mado. Em seguida, com a supervisão do professor, queimem a palha de aço e anotem o que se observou após a queima total. REFLEXÃO: 1. Descrevam as características do sistema inicial (palha de aço e outro reagente que vocês imagi- nam que participe da reação). 2. Descrevam as características do sistema final, após a queima da palha de aço. 3. É possível identificar alguma evidência de que ocorreu uma transformação? Justifiquem. 4. Como vocês identificariam as novas substâncias formadas? Estação 3 – Reação entre soluções de nitrato de chumbo e o iodeto de potássio MATERIAIS: Solução de nitrato de chumbo (Pb(NO3)2 0,1 mol/L, solução de iodeto de potássio (KI) 0,1 mol/L, dois copinhos de plástico. O QUE FAZER: 1. Adicionem algumas gotas de nitrato de chumbo II(Pb(NO3)2 0,1 mol/L no copinho de plástico 1. 2. Em seguida, adicionem a mesma quantidade da solução iodeto de potássio (KI) 0,1 mol/L ao copinho 2. 3. Observem as propriedades dos dois sistemas e anotem no caderno o que se observou neste sistema inicial. 4. Misturem as duas soluções. Em seguida, anotem no caderno o que se observou no sistema final. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 35 REFLEXÃO: 1. É possível identificar alguma evidência de que ocorreu uma transformação? Justifiquem. 2. É possível identificar alguma evidência de que ocorreu uma transformação? Justifiquem. 3. Como vocês identificariam as novas substâncias formadas? Estação 4 – Reação entre soluções de vinagre e hidróxido de sódio na presença de fenolftaleína MATERIAIS: Solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/L, vinagre (HAc), e dois copinhos de plás- ticos. Solução de fenolftaleína. CUIDADO AO MANIPULAR O NaOH! EM CASO DE CONTATO COM A PELE, LAVE-A COM ÁGUA EM ABUNDÂNCIA. EM CASO DE INGESTÃO, PROCURE UM MÉDICO IMEDIATAMENTE. O QUE FAZER: 1. Adicionem algumas gotas da solução de NaOH 0,1 mol/L no copinho 1 e acrescentem 2 gotas de solução de fenolftaleína. 2. Em seguida, adicionem a mesma quantidade de solução de vinagre, ao copinho 2. 3. Observem os dois sistemas e anotem no caderno o que foi possível observar neste sistema inicial. 4. Misturem as duas soluções. Em seguida, anotem no caderno, o que foi possível observar neste sistema final. REFLEXÃO: 1. Descrevam as características do sistema inicial (solução de vinagre e solução de NaOH), antes da transformação. 2. Descrevam as características do sistema, após a adição da solução de vinagre à solução de NaOH. 3. É possível identificar alguma evidência de que ocorreu uma transformação? Justifiquem. 4. Como vocês identificariam as novas substâncias formadas? PARTE 5 – Reação entre soluções de vinagre e hidróxido de sódio na presença de solução de repo- lho roxo ou solução de fonolftaleína MATERIAIS: Solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/L, solução de repolho roxo ou fenolfta- leína, solução de vinagre. O QUE FAZER: 1. Adicionem algumas gotas de solução de vinagre ao copinho 1 e, em seguida adicionem 2 gotas da solução de repolho roxo. 2. Adicionem algumas gotas de solução de hidróxido de sódio ao copinho 2. 3. Anotem no caderno o que é possível observar neste sistema inicial. 4. Misturem as duas soluções e observe o sistema final. Preparo de indicador de repolho roxo: coloque algumas folhas de repolho roxo em uma panela com água e aqueça até a fervura. Depois, filtre a solução. Deixe esfriar antes de usar. Atenção, peça a ajuda de seu responsável para esse preparo! VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 36 REFLEXÃO: 1. Descrevam as características do sistema inicial (vinagre, solução de repolho roxo e solução de NaOH), antes da transformação. 2. Descrevam as características do sistema quando vocês adicionaram gotas da solução de repo- lho roxo à solução de vinagre. 3. Descrevam as características do sistema quando vocês adicionaram a solução de NaOH à solu- ção de vinagre contendo gotas da solução de repolho roxo. 4. É possível identificar alguma evidência de que ocorreu uma transformação? Justifiquem. 5. Como vocês identificariam as novas substâncias formadas? RECURSOS: Roteiro impresso dos experimentos (um para cada estudante ou pelo menos três exemplares em cada estação), materiais e reagentes descritos nas práticas. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: É importante que todas as atividades realizadas sobre determinado conteúdo ensinado sejam ava- liadas. Isso promove uma diversificação das formas de avaliação e mostra aos estudantes que o conjunto das atividades que realizam, e não apenas as provas, é valorizado. Permite também que a avaliação seja considerada na sua dimensão formativa, e não apenas somativa. Desta forma, é fundamental fornecer informações constantes aos estudantes sobre seus progressos em cada ati- vidade realizada. Isso pode ser feito por meio da correção de relatórios, de textos, de exercícios e de comentários durante as aulas. Para tanto, solicite aos estudantes que descrevam, em seus cadernos, os procedimentos e respon- dam as questões das reflexões, apresentando-as na aula seguinte. AULA 02 - Uso da linguagem química para representar as transformações. Objetivos da aula: Discutir sobre as reflexões registradas pelos estudantes na realização dos expe- rimentos da aula anterior, a fim de que eles reconheçam a ocorrência de transformações químicas e que estas são representadas por meio de equações. ESTRATÉGIAS METODOLÓGICAS - Aula expositiva dialogada. 1º momento ( 15 minutos aproximadamente) - Faça uma revisão do conteúdo trabalhado na aula anterior, utilizando estratégias que permitam verificar dois níveis básicos de aprendizagem, con- forme a Taxonomia de Bloom (conhecimento/lembrar e compreensão/entender). É altamente recomendável que os estudantes leiam os registros que fizeram no caderno. Em seguida, faça as correções no quadro, das reflexões de cada estação. 2º momento (15 minutos, aproximadamente) - Nesse segundo momento exponha o conceito de reação química e a forma de representá-lana forma de equação. É recomendado sugerir aos estu- dantes que registrem na forma de equação química as transformações ocorridas em cada uma das estações, indicando os reagentes, os produtos e as evidências do processo. Eles devem represen- tar as reações utilizando as fórmulas químicas e os nomes das substâncias. Nesse momento os níveis de aprendizagem mais elevados (aplicação, análise e avaliação) são explorados. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 37 3º momento - Nos minutos finais, faça o fechamento da aula com os aspectos essenciais do assunto. Essa síntese pode ser feita por meio de um esquema, um gráfico, atividades propostas aos estudantes. RECURSOS: Pincel atômico e quadro branco. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Avalie e anote os avanços conceituais apresentados pelos estudantes, bem como as dificuldades que surgirem. AULA 03 - Conservação das massas nas reações químicas. Objetivos da aula: Verificar se a massa do estado inicial é igual a massa do estado final. Estratégias Metodológicas: Realização das atividades experimentais demonstrativas. Professor(a), durante a realização dos experimentos, garanta que os estudantes anotem o obje- tivo da prática, os procedimentos e as conclusões, para garantir o acompanhamento do ocorrido. Recolha e leia, pelo menos, alguns registros para que você possa acompanhar a evolução cogni- tiva do conceito. Esse relatório serve de instrumento para avaliação processual. ROTEIRO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL Conservação das massas em uma reação química Para que seja possível analisar uma reação química, precisamos compreender a noção de conser- vação da massa. Essa noção é importante para que se possa entender qual tipo de transformação ocorreu em determinada reação, já que devemos analisá-la considerando o que se transforma e o que se conserva. Você̂, por exemplo, não é a mesma pessoa todos os dias, pois está se transformando constante- mente, seja física, seja mentalmente. Seus familiares e amigos, no entanto, são capazes de reco- nhecê-lo como a mesma pessoa, ainda que fiquem algum tempo sem vê-lo. Isso é possível porque algo se conservou na sua aparência, apesar das mudanças. A identidade é uma característica fundamental de todos os sistemas que estão em transformação. Nas reações químicas, como em qualquer outra transformação, também se observa essa carac- terística. Algumas características permanecem constantes durante o processo, enquanto outras mudam. Até aqui, enfatizamos as mudanças que ocorrem em um sistema inicial (reagente). Agora, vamos começar a nos preocupar com o que se conserva. MORTIMER, Eduardo et al. Matéria, energia e vida: uma abordagem interdisciplinar: Materiais e energia: transformações e conservação. 1. ed. SP, Scipione, 2020. TÍTULO DA PRÁTICA: Conservação da massa nas reações químicas. (PARTE I) OBJETIVO: Observar uma transformação química que envolve a interação entre o bicarbonato de sódio (NaHCO3) e o vinagre – ácido acético (CH3COOH) – para compreender o que ocorre com a massa total antes e depois de a reação ocorrer. Observe esse fenômeno em um sistema aberto e em um sistema fechado. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 38 MATERIAIS E REAGENTES: 4g de bicarbonato de sódio (NaHCO3), água, uma garrafa PET de 600 ml, 10 ml de vinagre (ácido acético (CH3COOH)), uma balança, um béquer de 50 ml, uma proveta de 50 ml, um tubo de ensaio pequeno (ele deve passar pela abertura da garrafa) e uma espátula ou colher de sobremesa. Caso a sua escola ainda não tenha, peça à gestão para adquirir uma balança de precisão portátil ( custa em média 30 a 50 reais). Ela servirá para medir os volumes. A proveta pode ser substituída por copos com marcações de volumes utilizados na cozinha. REAÇÃO EM SISTEMA ABERTO O QUE FAZER: Transfira aproximadamente 1,0 g (1 colher de sobremesa) de NaHCO3 para a garrafa PET de 600 ml; em seguida, adicione 20 ml de água. 1. Transfira 5 ml de vinagre para o béquer de 50 ml. 2. Pese o béquer com a garrafa PET e anote o valor da massa (mPET 1 mbéquer). 3. Transfira o vinagre do béquer para a garrafa PET, feche a garrafa com a tampa, agite bastante, retire a tampa da garrafa e aguardem até a reação se completar. 4. Pese novamente todo o conjunto (mPET 1 mbéquer) e anote no caderno o valor da massa encontrado. 5. Deixe anotado as massas em gramas do sistema antes e depois da reação. REAÇÃO EM SISTEMA FECHADO O QUE FAZER: 1. Repita o mesmo procedimento indicado no item 1 do sistema aberto. 2. Em seguida, transfira, com cuidado, 5 ml de vinagre para o tubo de ensaio. 3. Introduzam o tubo na garrafa PET sem deixar que o vinagre entre em contato com a água com NaHCO3. Em seguida, tampe a garrafa firmemente. 4. Pesem o conjunto e anotem o valor da massa inicial do sistema (mi). 5. Incline a garrafa PET de modo que o vinagre escoe lentamente; ao final da reação, pesem nova- mente o conjunto e anotem no caderno o valor da massa final do sistema (mf). 6. Deixe anotadas, as massas em gramas do sistema, antes e depois da reação. REFLEXÃO: 1. Nos experimentos anteriores, quais evidências permitem confirmar que ocorreram reações químicas? 2. Comparem os valores obtidos nos dois casos para as massas do sistema, antes e depois da reação. O que foi possível constatar? A que vocês atribuem a diferença observada? 3. Com os registros das massas nos sistemas aberto e fechado, é possível afirmar que a massa se conserva em uma reação química? A sugestão é que cada estudante faça, em seu caderno, o relatório (título, objetivo, materiais, procedimentos e reflexão) do que foi realizado, a fim de garantir que ele compreenda e registre na memória o acontecido. Entendendo ainda que este é um registro do conteúdo da aula ministrada. Enquanto esse registro é finalizado e revisto pelos estudantes, você terá um tempo para recolher o material. Considerando o pouco tempo de uma aula e as condições de trabalho no cotidiano das escolas. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 39 RECURSOS: Materiais para os experimentos e uma cópia da prática para cada estudante. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Escolha alguns estudantes para lerem o registro feito por eles. Reforce as evidências das reações químicas e a sua representação na forma de equação química. Utilize o modelo de Dalton para auxi- liar na escrita de equações simples. É comum os estudantes não associarem massa aos gases. Avaliando as massas medidas, certifique-se de que essa dificuldade seja superada. AULA 04 - Conservação das massas nas reações químicas. (PARTE II) Objetivos da aula: Verificar se a massa do estado inicial é igual a massa do estado final. ATIVIDADE PRÁTICA: Conservação da massa nas reações químicas. (PARTE A) OBJETIVO: verificar se a massa do estado inicial é igual à massa do estado final ou diferente dela. MATERIAIS: Solução de hidróxido de sódio (NaOH), solução de cloreto de cálcio (CaCl2), água, uma balança, dois béqueres de 50 ml, dois bastões de vidro e uma colher de chá. O QUE FAZER: 1. Preparem uma solução de soda cáustica (hidróxido de sódio, NaOH) em um béquer de 50 ml, com extremo cuidado, dissolvendo uma colher de chá de NaOH em 25 ml de água. Misturem o sistema utilizando um bastão de vidro. 2. Preparem uma solução de CaCl2 no outro béquer de 50 ml, dissolvendo uma colher de chá de CaCl2 em 25 ml de água. Misturem o sistema utilizando um bastão de vidro. 3. Pesem os dois béqueres contendo as soluções, juntos, e obtenham a massa inicial do sistema (mi). 4. Transfiram, lentamente, a solução de CaCl2 para o recipiente contendo soda cáustica, mistu- rando a solução resultante com um bastão de vidro. 5. Voltem a pesar os dois recipientes depois que a reação se completar e anotem no caderno a massa final do sistema. 6. Construam no caderno um quadro com os dados obtidos por todos os grupos da classe, com a massa (em g) do sistema antes e depois da reação. REFLEXÃO: 1. Quais evidências permitem confirmar que ocorreu uma reação química? 2.Comparando os valores obtidos para as massas do sistema antes e depois da reação, o que se pode constatar? Vocês esperavam obter esse resultado? 3. Com os dados do quadro, é possível afirmar que a massa é conservada em uma reação química? 4. Comparem essa reação com a da Parte A – entre o bicarbonato de sódio (NaHCO3) e o vinagre (CH3COOH). Por que não foi necessário usar um frasco fechado para constatar a conservação de massa na reação química do CaCl2 com a soda cáustica? ATIVIDADE PRÁTICA: Conservação da massa nas reações químicas. (PARTE B) OBJETIVO: verificar se a massa do estado inicial é igual à massa do estado final ou diferente dela. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 40 MATERIAIS: Um pedaço de lã de aço, um béquer de 250 ml (ou vidro de relógio ou ainda um pires de xícara de chá), uma balança e uma caixa de fósforos ou um isqueiro. O QUE FAZER: 1. Coloquem um pedaço de lã de aço no béquer de 250 ml (ou no vidro de relógio ou no pires). É importante aumentar a superfície de contato da lã de aço com o ar. Para isso, abram-na bastante antes de colocá-la no recipiente escolhido. Pesem o sistema e anotem sua massa inicial (mi). 2. Utilizando um palito de fósforo ou isqueiro, com a ajuda do professor, queimem a lã de aço dentro do béquer ou sobre o vidro de relógio ou o pires. Procurem queimar o material completamente. Pesem novamente o sistema e anotem a massa final dele (mf). 3. Construam no caderno um quadro com os dados obtidos por todos os grupos da classe, com a massa (em g) do sistema antes e depois da reação. REFLEXÃO: 1. Quais evidências permitem confirmar que ocorreu uma reação química? 2. Comparando os valores obtidos para as massas dos sistemas antes e depois da queima, o que se pode constatar? Vocês esperavam obter esse resultado? 3. Com os dados do quadro, é possível afirmar que a massa se conserva numa reação química? Como é possível explicar os dados obtidos? RECURSOS: Materiais para os experimentos e uma cópia da prática para cada estudante. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: A sugestão é que a avaliação seja processual, durante a aula, por meio do registro da participação e envolvimento dos estudantes. Avalie o desempenho da turma, baseado nos registros das respostas das reflexões. AULA 05 - Lei da conservação das massas. Objetivos da aula: Aplicar a lei da conservação das massas utilizando o modelo de Dalton. Estratégias Metodológicas: Assistir ao vídeo aula sobre reações químicas ( duração 20 min). A sugestão é que o fechamento desta SD seja feito, utilizando a videoaula “Procurando Química: Reações Químicas’’, link: https://youtu.be/z2bKqqy2qDQ. Esta aula também encontra-se disponível no app Conexão Escola 2.0 e compartilhada no drive ins- titucional do professor pela Escola Interativa. Você encontrará, ainda, os slides desta aula, elabora- dos pelos professores do Se Liga na Educação no site https://estudeemcasa.educacao.mg.gov.br. A proposta é que, após assistirem à videoaula, os estudantes façam algumas atividades seleciona- das por você, a fim de que se verifique o nível de aprendizagem sobre o assunto. RECURSOS: Projetor multimídia, livros de química ou roteiro de atividades impressas. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Aplique um teste com questões que contemplem as habilidades trabalhadas nesta aula. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 41 ATIVIDADES 1 - Explique a diferença entre um reação química e uma equação química. 2 - Pode-se representar uma reação química, escrevendo o(s) nome(s) do(s) reagente(s) e do(s) produto(s), separados por uma seta (→). Por exemplo: Carbono + Oxigênio → dióxido de carbono E se lê assim: “carbono reage com oxigênio, formando dióxido de carbono”. Acompanhe o modelo, e represente as seguintes reações: a) carbono reage com oxigênio, formando monóxido de carbono. b) cromo reage com oxigênio, formando óxido de crômio. c) ferro reage com oxigênio e água, formando óxido de ferro e hidróxido de ferro. 3 - (UFMG) Uma mistura de hidrogênio, H2 (g), e oxigênio, O2 (g), reage, num recipiente hermetica- mente fechado, em alta temperatura e em presença de um catalisador, produzindo vapor de água, H2O (g). O desenho representa a mistura, antes da reação. Supondo que a reação seja completa, o desenho que representa o estado final do sistema dentro do recipiente, considerando a quantidade de moléculas representadas para o estado inicial, é: 4 - (Fuvest-SP) Hidrogênio reage com nitrogênio formando amônia. A equação não balanceada que representa essa transformação é: Outra maneira de escrever essa equação química, mas agora balanceando-a e representando as moléculas dos três gases, é: VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 42 REFERÊNCIAS 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. MORTIMER, Eduardo et al. Matéria, energia e vida: uma abordagem interdisciplinar: Materiais e energia: transformações e conservação. 1. ed. SP, Scipione, 2020. PROCURANDO química: reações químicas. [s. l.: s. n.] 22 jan. 2022. 1 vídeo (20 min). Publicado pelo canal Química com Adelina. Disponível em: . Acesso em: 12 abr. 2022. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 43 EIXO TEMÁTICO A Energia Envolvida nas Transformações dos Materiais. Energia: transformações. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Reação química endotérmica e exotérmica. Equação termoquímica. Fatores que afetam a entalpia da reação. 8.1. Compreender aspectos relacionados à energia envolvida na dissolução de substâncias. 8.1.1. Compreender que a dissolução de substâncias envolve variação de energia. 8.2. Compreender que há calor envolvido nas transformações de estado físico e transformações químicas. 8.1.2. Identificar as variações de energia nas representações de processos de dissolução e nas mudanças de fase. 8.2.1. Saber que nas TQ a energia térmica do sistema inicial pode ser diferente da energia do sistema do final. 8.3. Identificar transformações endotérmicas e exotérmicas. 8.3.1. Reconhecer, por meio de experimentos simples, quando há produção ou consumo de calor em uma TQ. 8.3.2. Saber diferenciar processo endotérmico de exotérmico. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Energia envolvida nas transformações dos materiais (Termoquímica) DURAÇÃO: 4 aulas PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ ABERTURA: O Currículo Básico Comum está organizado em torno dos eixos energia, modelo e materiais. É importante buscar sempre articular estes três aspectos no ensino dos conceitos químicos. Energia é uma das principais ideias que a ciência moderna desenvolveu. Apesar de ser uma ideia básica para o entendimento da maioria dos fenômenos de interesse da ciência, não é simples definir energia. A ideia de conservação de energia é que distingue o conceito científico do conceito coti- diano de energia. Os estudantes apresentam maiores dificuldades de assimilação sobre a ideia de conservação de energia. É de difícil compreensão o fato de que a energia no universo mantém-se constante: a energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas conservada. Este conceito deve ser ensinado e explorado a partir de diferentes contextos para articular os conhecimentos de termoquímica com aspectos sociais, políticos, econômicos e ambientais. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 44 B) DESENVOLVIMENTO: AULA 1 - Calor e suas unidades de medidas.Objetivos da aula: Compreender que há calor envolvido nas transformações de estado físico e transformações químicas. Estratégias Metodológicas: 1º momento: Apresente aos estudantes o que se estuda em termoquímica, discutindo com eles sobre o conceito de frio e quente no cotidiano e o que os termômetros medem. Investigue ainda se eles sabem o que significa exatamente a expressão “calorias dos alimentos.” Enfatize que, na maioria das vezes, as transformações físicas e químicas são acompanhadas de transferência de calor. Em processos como a fusão do gelo ocorre a transferência de calor das vizinhanças para dentro do sistema. Por isso, são chamados processos endotérmicos. Em reações de combustão, como ocorre com o gás de cozinha no queimador do fogão, o calor é transferido do sistema para as vizinhanças. Fenômeno com essa característica são denominados processos exotérmicos. 2º momento: Assistam ao vídeo “Calor, Temperatura e Calorias. O que é o quê? (COM ANIMAÇÕES)”. Disponível em https://youtu.be/qzPr8pJ1fnA. 3º momento: Após o vídeo, solicite aos estudantes que registrem em seus cadernos, os conceitos de temperatura, calor, processos exotérmicos e endotérmicos e as unidades de medida. Utilize para isso textos do livro didático adotado na escola. RECURSOS: Quadro branco, pincel, projetor multimídia para a exibição do vídeo, livros de química. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Avalie o envolvimento e a aprendizagem dos estudantes através dos registros feitos por eles durante e aula. AULA 2 - Reação química endotérmica e exotérmica. Objetivos da aula: a) Compreender que a dissolução de substâncias envolve variação de energia; b) Saber que nas TQ a energia térmica do sistema inicial pode ser diferente da energia do sistema do final. c) Reconhecer por meio de experimentos simples, quando há produção ou consumo de calor em uma TQ. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 45 ESTRATÉGIA METODOLÓGICA: AULA EXPERIMENTAL DEMONSTRATIVA Professor(a). mesmo que a atividade prática seja demonstrativa, é sempre produtivo entregar uma cópia do roteiro para os estudantes ou escrever no quadro o título, objetivos, materiais, pro- cedimentos e conclusões, certificando de que estes estão com os registros no caderno. É uma maneira de garantir que anotem o conteúdo, retornando a ele quando necessário. Nossos estu- dantes ainda não têm o hábito de assistir a esse tipo de aula e fazer seus registros. É possível que muitos necessitem de auxílio para a compreensão do roteiro. Roteiro da prática PARTE I: Determinação da quantidade de energia de dissolução do hidróxido de sódio sólido em água. MATERIAIS: Água, hidróxido de sódio, balança, termômetro, erlenmeyer de 250 ml ou copo de vidro, vidro de relógio ou pires, bastão de vidro ou colher. O QUE FAZER: 1. Pesar um frasco erlenmeyer de 250 ml (calor específico do vidro = 0,2 cal/ g.°C). Anotar a massa do erlenmeyer. 2. Acrescentar 50 ml de água destilada (calor específico da água = 1 cal/g.ºC). Medir a temperatura da água, pesar a massa e anotar o valor. Aguardar 1 minuto e medir a temperatura da água (Ti). Obs: Considerar a densidade da água = 1 g/ml . 3. Em um vidro de relógio, pesar 0,5 g de hidróxido de sódio sólido, e na sequência transferir para o frasco erlenmeyer contendo água. 4. Dissolver o NaOH(s), com o auxílio de um vidro de relógio, bastão de vidro ou uma colher e intro- duzir um termômetro para anotar a temperatura máxima atingida (Tf). 5 . Calcule o calor absorvido pela água utilizando a expressão: Qágua = m . c . ∆T (1) onde, Q é a quantidade de calor (cal), m é a massa de água (g), c é o calor específico da água (1cal g /°C) e ∆T é a variação de temperatura (°C), ou seja, ∆T = Tf – Ti (2) 6. Calcule o calor absorvido pelo vidro (erlenmeyer) utilizando a mesma expressão: Q vidro = m . c . ∆T (1) No qual Q é a quantidade de calor(cal), m é a massa do erlenmeyer(g), c é o calor específico do vidro (0,2cal/g .°C) e ∆T é a variação de temperatura (°C), ou seja, ∆T = Tf – Ti (2) VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 46 O calor absorvido pelo vidro e pela água (Q agua + Q vidro) é o calor liberado na dissolução do Obs: calor específico da água é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água de 14,5 °C a 15,5 °C. Idem para o vidro. Anote o calor de dissolução na forma de variação de entalpia, ∆H1. O calor absorvido pelo vidro e pela água (Qagua + Qvidro) é o calor liberado na dissolução do NaOH(s) (X1): NaOH(s) + água(l) → Na+ (aq) + OH- (aq) + X1 cal Obs: calor específico da água é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água de 14,5 °C a 15,5 °C. Idem para o vidro. Anote o calor de dissolução na forma de variação de entalpia, ∆H1. PARTE II - Determinação do calor de dissolução do hidróxido de sódio sólido e reação com ácido clorídrico em solução aquosa: MATERIAIS: Água, hidróxido de sódio, ácido muriático ou HCl diluído, balança, termômetro, erlen- meyer de 250 ml ou copo de vidro, vidro de relógio ou pires, bastão de vidro ou colher. O QUE FAZER: 1. Pesar um frasco erlenmeyer de 250 ml e anotar a massa medida. 2. Acrescentar 50 ml de solução aquosa 0,25 mol/L de HCl ao erlenmeyer (calor específico da solu- ção diluída = calor específico da água = 1 cal/g.°C). Aguardar 1 minuto e medir a temperatura da solução (Ti). Obs: Considerar densidade da solução aquosa = 1 g /ml. Anotar a massa da solução. 3. Em vidro de relógio, pesar 0,5 g de hidróxido de sódio sólido, ao 0,01 g e, rapidamente, transferir para o frasco erlenmeyer contendo a solução de HCl. 4. Dissolver e reagir o NaOH(s) com o auxílio de um bastão de vidro e introduzir um termômetro para anotar a temperatura máxima atingida (Tf). 5. Calcular o calor absorvido pela solução utilizando a expressão: Q = m . c . ∆T (1) no qual Q é a quantidade de calor (cal), m é a massa de solução de HCl(g), c é o calor específico da solução de HCl (1 cal/g.°C) e ∆T é a variação de temperatura (°C), ou seja, ∆T = Tf - Ti. (2) 6. Calcular o calor absorvido pelo vidro (erlenmeyer) utilizando a mesma expressão: Q = m . c . ∆T (1) no qual Q é a quantidade de calor (cal), m é a massa do erlenmeyer (g), c é o calor específico do vidro (0,2 cal g/ °C) e ∆T é a variação de temperatura (°C), ou seja, ∆T = Tf - Ti. (2) VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 47 7.O calor absorvido pelo vidro e pela solução aquosa (Qvidro + Qágua) é o calor liberado na dissolução do NaOH(s) e reação com o HCl(aq): NaOH(s) + H+ (aq) + Cl- (aq) → H2O(l) + Na+ (aq) + Cl- (aq) + X2 cal Anote o calor de dissolução e da reação acima na forma de variação de entalpia, ∆H2. PARTE III - Determinação do calor de neutralização na reação do hidróxido de sódio em solução aquosa com o ácido clorídrico em solução aquosa. O QUE FAZER: 1. Pesar um frasco erlenmeyer de 250 ml e anotar a massa medida. 2. Acrescentar 25 ml de solução aquosa 0,5 mol/L de HCl ao erlenmeyer Aguardar 1 minuto e medir a temperatura da solução de HCl (Ti). 3. A seguir, acrescentar 25 ml de solução aquosa 0,5 mol/ L de NaOH à solução de HCl contida no erlenmeyer (calor específico da solução resultante = calor específico da água = 1 cal g/°C). A tempe- ratura da solução de NaOH deve ser a mesma da solução de HCl (Ti). 4. Mexer o erlenmeyer para que a reação se complete. Introduzir um termômetro para anotar a temperatura máxima atingida (Tf). Obs: Considerar a densidade da solução aquosa resultante = 1 g/ ml. Anotar a massa da solução. 5. Calcular o calor absorvido pela solução resultante utilizando a expressão: Q = m . c . ∆T (1) Na qual Q é a quantidade de calor (cal), m é a massa de solução resultante, c é o calor específico da solução resultante (1 cal/ g °C) e ∆T é a variação de temperatura (°C), ou seja, Tf - Ti. 6. Calcular o calor absorvido pelo vidro (erlenmeyer) utilizando a mesma expressão: Q = m . c . ∆T (1) Naqual Q é a quantidade de calor (cal), m é a massa do erlenmeyer(g), c é o calor específico do vidro (0,2 cal /g .ºC) e ∆T é a variação de temperatura (ºC), Ou seja, Tf – Ti. 7.O calor absorvido pelo vidro e pela solução aquosa (Qvidro + Qágua) é o calor liberado na reação do NaOH(aq) com o HCl(aq): Na+ (aq) + OH- (aq) + H+ (aq) + Cl- (aq) → H2O(l) + Na+ (aq) + Cl- (aq) + X3 cal Anote o calor da reação acima na forma de variação de entalpia, ∆H3. REFLEXÃO: 1. Escreva a equação que representa a dissociação do hidróxido de sódio em água. 2. Escreva a equação que representa a ionização do HCl em água. 3. Escreva na forma de equação termoquímica, a reação de neutralização do ácido e da base. 4. Calcule a quantidade de calor( Q) necessária para elevar a temperatura de 500 ml de água em 5º C. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 48 RECURSOS: Quadro branco, pincel, materiais para a prática experimental, livros de química para os estudantes consultarem, roteiro da prática. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Avaliar os registros feitos pelos alunos no caderno durante a aula. AULA 3 - Entalpia: padrão e variação de entalpia(∆H). Objetivos da aula: a) Compreender o conceito básico de entalpia. b)Estudar a variação de ental- pia nos processos endotérmicos e exotérmicos durante as transformações físicas e químicas. c) Interpretar diagramas de variação de entalpia. Estratégias Metodológicas: Aula expositiva dialogada. Introduza o tema, discutindo o conceito de entalpia, que está diretamente relacionado à primeira lei da Termodinâmica e consiste em uma função de estado, ou seja, não depende do caminho da reação, mas sim dos estados finais e iniciais. Utilize datashow e auxilie os estudantes a compreen- derem o que a variação de entalpia de um sistema representa e a construírem graficamente essa leitura. Além de desenvolver a habilidade de interpretação gráfica dos estudantes, é importante exercitar a leitura correta de tabelas, fundamental para o estudo e a prática de problemas envol- vendo entalpia. 1º momento - Assistam ao vídeo “Termoquímica”, disponível em https://youtu.be/hIxfVjaSFdE. Retome os registros dos relatórios das práticas da aula anterior, utilize o livro didático e peça aos estudantes para resolverem questões sobre o assunto. RECURSOS: Recurso multimídia. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: A avaliação dos estudantes nesta aula deve ser feita observando o engajamento e a participação dos mesmos. AULA 4 - Variação de entalpia nas reações equações termoquímicas Objetivos da aula: Conhecer os fatores que influenciam na entalpia de uma reação. Estratégias Metodológicas: Aula expositiva dialogada. Sugere-se utilizar o quadro e o livro didático, explique o que o conceito de variação de entalpia permite calcular o calor liberado ou absorvido em uma mudança de fase. Contudo, a maior utilidade deste conceito é permitir expressar as variações energéticas em reações químicas. Explique aos estudantes que a necessidade de especificar na equação termoquímica informações como forma alotrópica, temperatura e estados físicos se deve ao fato de os valores de ∆H variarem quando um ou mais desses fatores se alteram. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 49 RECURSOS: Livro didático, quadro branco e pincel. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Observe a participação e a compreensão dos conceitos durante a aula e registre no diário de bordo do professor. Aplique as atividades a seguir. ATIVIDADES 1 - Nos gráficos a seguir estão representadas cinco transformações. Quais dessas transformações estão representadas corretamente? Justifique sua resposta. 2 - (UFJF-MG) Considere os processos a seguir: I — queima do carvão II — fusão do gelo à temperatura de 25°C III — combustão da madeira Assinale a alternativa correta. a) Apenas o primeiro é exotérmico. b) Apenas o segundo é exotérmico. c) Apenas o terceiro é exotérmico. d) Apenas o primeiro é endotérmico. e) Apenas o segundo é endotérmico. 3 - (UFMG) Um palito de fósforo não se acende, espontaneamente, enquanto está guardado. Basta, porém, um ligeiro atrito com uma superfície áspera para que ele, imediatamente, entre em combustão, com emissão de luz e calor. Considerando-se essas observações, é correto afirmar que a reação: a) é endotérmica e tem energia de ativação maior que a energia fornecida pelo atrito. b) é endotérmica e tem energia de ativação menor que a energia fornecida pelo atrito. c) é exotérmica e tem energia de ativação maior que a energia fornecida pelo atrito. d) é exotérmica e tem energia de ativação menor que a energia fornecida pelo atrito. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 50 4 - (Unicamp-SP) As variações de entalpia ( ∆H) do oxigênio, do estanho e dos seus óxidos, a 298 K e 1 bar, estão representadas no diagrama a seguir: Assim, a formação do SnO (s), a partir dos elementos, corresponde a uma variação de entalpia de 286 kJ/mol. a) Calcule a variação de entalpia (DH1) correspondente à decomposição do SnO2 (s) nos respec- tivos elementos, a 298 K e 1 bar. b) Escreva a equação química e calcule a respectiva variação de entalpia (DH2) da reação entre o óxido de estanho II e o oxigênio, produzindo o óxido de estanho IV, a 298 K e 1 bar. REFERÊNCIAS CALOR, Temperatura e Calorias. O que é o quê? [s. l.: s. n.]. 16 jul. 2016. 1 vídeo (6 min). Publicado pelo canal Universo Físico. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=qzPr8pJ1fnA. Acesso em: maio 2022. 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. SANTOS, W.P. dos; MÓL, G.S. Química e Sociedade: volume único, ensino médio- São Paulo: Nova Geração, 2005. TERMOQUIMICA, [s. l.: s. n.]. 31 mai. 2022. 1 vídeo (20 min). publicado pelo canal Química com Adelina. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=hIxfVjaSFdE. Acesso em: maio 2022. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 51 EIXO TEMÁTICO A Energia Envolvida nas Transformações dos Materiais. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Reação química endotér- mica e exotérmica/ Equação termoquímica/ Fatores que afetam a entalpia da reação. 11.1. Reconhecer a relação entre a alimentação e produção de energia. 11.1.1. Conhecer, de maneira geral, como os processos do orga- nismo animal demandam energia. 11.3. Entender que a produção de energia a partir dos carboi- dratos se dá pela combustão. 11.3.1. Compreender que a produção de energia pela ingestão de alimentos está associada à sua reação com o oxigênio do ar que respiramos. 11.3.2. Identificar equações que representam reações de com- bustão de carboidratos simples. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: A energia dos alimentos DURAÇÃO: 2 aulas PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ABERTURA: A manutenção da vida depende do balanço energético, relação entre energia fornecida pelos ali- mentos que consumimos e a energia gasta nas tarefas diárias. A explicação para esse e tantos processos envolve conceitos da termoquímica. B) DESENVOLVIMENTO: AULA 1 - Medindo a energia dos alimentos. Objetivos da aula: Construir um sistema de calorímetro alternativo e determinar aproximadamente a quantidade de energia cedida à água de acordo com a energia térmica liberada, com a combustão de diferentes alimentos. Estratégias Metodológicas: Aula experimental demonstrativa. Calorimetria é o estudo da medição da quantidade de energia liberada ou absorvida durante os fenômenos físicose/ou químicos. A quantidade de energia depende da própria temperatura e da massa total do sistema. Esta pode ser calculada por: Q = m. c . ΔT (1) Unidades correspondentes: Q = cal m = grama c = cal/g . °C T = °C VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 52 Onde m é a massa total da solução, c é o calor específico da solução e ΔT é a variação de tempera- tura da solução. O calorímetro consiste em um dispositivo isolado (adiabático), na qual a energia transferida é moni- torada pela variação de temperatura que ele provoca. O mais simples de trabalhar é o calorímetro de água, pois colocando um corpo aquecido ou uma reação em meio aquoso no calorímetro a varia- ção de temperatura da água poderá nos fornecer a quantidade de energia liberada ou absorvida pelo corpo ou pela reação (ATKINS, 2012). a quantidade de energia cedida (Qc) pelo corpo ou reação é igual à quantidade de energia recebida (Qr) pela água. Qc = - Qr (2) Diante do exposto, montaremos um calorímetro “doméstico”, de acordo com a figura abaixo para determinar o calor envolvido no processo de combustão de alguns alimentos. MATERIAIS: 1 lata de refrigerante vazia. 1 vareta. 1 rolha de cortiça. Amendoins sem casca. Batata chips. Torrada. 1 suporte universal com garra. Fósforos. 1 clipe metálico. Balança digital. 1 termômetro. Fonte: Usberco J., Salvador E., Química Geral, 12ª.ed., São Paulo: Saraiva, 2006. O QUE FAZER: 1. Coloque 200 ml de água na lata vazia. 2. Determine e anote a temperatura da água. 3. Com o auxílio de uma balança digital, determine e anote a massa de um amendoim. 4. A seguir, coloque o amendoim no suporte feito com a rolha, a aproximadamente 2 cm do fundo da lata. Use o fósforo para atear fogo no amendoim. 5. Enquanto o amendoim queima, agite a água contida na lata com o termômetro, o que provocará a homogeneização do sistema. 6. Quando a queima terminar, verifique a temperatura da água e anote. 7. Determine também a massa final do amendoim e anote. 8. Para conhecer a quantidade de energia liberada na queima do amendoim, relacione a diminuição da sua massa com o aumento da temperatura da água. 9. Repita o processo com todas as amostras e registre os dados no quadro a seguir: Amostra Temperatura inicial (ºC) água Temperatura final (ºC) água ∆ T º C Amendoim com casca Torrada batata chips VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 53 Observação: Pode-se repetir esse procedimento usando outros materiais no lugar do amendoim e comparar a quantidade de calor liberado por grama de cada material. Sugestões: grão de soja, pedaço de gordura animal, de vela, de bife, de pão seco, etc. QUESTÕES: 1. Determine a quantidade de energia consumida pela água em cada combustão. 2. Por que não podemos considerar essa quantidade de energia como sendo o valor real das calo- rias do alimento? 3. Compare os valores obtidos no experimento com os valores calóricos apresentados na embala- gem. Quais as diferenças? 4. Compare as amostras estudadas e relate o que você observou como diferença nesse experimento. RECURSOS: Roteiro da prática para todos os alunos, materiais que serão utilizados na atividade experimental, quadro e pincel. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Avaliar as respostas dos alunos na reflexão do experimento. AULA 2 - Energia dos alimentos. Objetivos da aula: Estabelecer a relação entre os processos termoquímicos e o metabolismo de alimentos no organismo humano. Estratégias Metodológicas: Leitura e interpretação de texto. A ENERGIA DOS ALIMENTOS Não há dúvida de que a alimentação diária é uma necessidade vital. Mas por quê? Todas as tarefas que realizamos no cotidiano, como dormir, tomar banho, estudar, andar, conver- sar ou simplesmente, respirar, demandam gasto energético. A forma como obtemos essa energia é o consumo de alimentos que possibilitem as atividades metabólicas básicas do organismo sem carências ou excessos calóricos. A quantidade de energia utilizada diariamente por uma pessoa depende muito de sua constituição física, de sua atividade metabólica e de sua rotina. De modo geral, mulheres entre 23 e 50 anos, necessitam diariamente, cerca de 1.600 Kcal a 2.400 Kcal, e homens, nessa mesma faixa etária, de cerca de 2.300 Kcal a 3.100 Kcal. A maior parte da energia de que nosso corpo necessita é obtida por meio da ingestão de carboidra- tos, lipídios e proteínas. Os carboidratos, como o amido, iniciam sua degradação na boca, com a atuação da enzima ptialina, durante a mastigação. Mas a maior parte da sua degradação ocorre no intestino delgado, quando então, em forma de glicose, são transportados para as células. Com a participação do gás oxigênio, as moléculas de glicose passam por uma série de etapas de transformação, produzindo gás carbô- nico, água em estado líquido e energia. Cada grama de carboidrato gera 17 KJ (4 Kcal) de energia. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 54 As proteínas são utilizadas pelo corpo, principalmente, na formação de células que compõem mús- culos, cabelos, pele e demais tecidos e órgãos. Um grama de proteína no corpo é capaz de produzir 17 kJ (4 kcal) de energia. Os lipídios são os principais nutrientes de reserva energética e são utilizados pelo organismo na falta de carboidratos. Há duas principais razões para que os lipídios sejam reserva energética do organismo: eles são insolúveis em água, o que facilita seu armazenamento no corpo, e produzem mais energia por grama que proteínas e carboidratos: 38 KJ (9Kcal). Tabela 01. A tabela a seguir mostra a quantidade de energia contida em alguns alimentos Valor energético de alguns alimentos Alimento Composição aproximada ( % em massa) Carboidratos Lipídio Proteínas KJ/g Kcal/g Pão de queijo assado 34,2 24,6 5,1 15,19 3,63 Cereal matinal de milho 83,8 1,0 7,2 15,29 3,65 Arroz integral cozido 25,8 1,0 2,6 5,17 1,24 Macarrão instantâneo 62,4 17,2 8,8 18,24 4,36 Alface americana 1,7 0,1 0,6 0,37 0,09 Batata frita 35,6 13,1 5,0 11,18 2,67 Banana nanica 23,8 0,1 1,4 3,83 0,92 Laranja-pera 8,9 0,1 1,0 1,54 0,37 Fonte: Tabela brasileira de composição de alimentos – TACO Unicamp. Disponível emprimeiramente a transformar os carboidratos disponíveis em ener- gia; em seguida, a gordura armazenada é utilizada como fonte de energia. A longo prazo, caso não sejam fornecidos nutrientes ao organismos, as proteínas (encontradas principalmente nos múscu- los) passam a ser degradadas. As tabelas nutricionais permitem calcular esse balanço energético e adequar as quantidades e tipos de alimentos ao estilo de vida de cada indivíduo. Os profissionais da saúde, como os nutricio- nistas, são as pessoas capacitadas para dar esse tipo de orientação. REFLEXÃO: QUESTÃO 1 - Uma pessoa consome 1 copo de leite pela manhã e outro antes de dormir. Cada copo de 200 ml de leite contém 13 g de carboidratos, 6,6 g de proteínas e 6 g de lípidos. Calcule a quanti- dade de energia presente nessas porções. Por quanto tempo uma pessoa deve correr para gastar a energia de 2 copos de leite? QUESTÃO 2 - Uma planta, como acelga, contém carboidratos na forma de amido e celulose. Esses dois tipos de carboidratos fornecem a mesma quantidade de energia quando sofrem combustão. Porém, quando consumimos a acelga, nosso organismo não absorve apenas a energia proveniente do amido. Por que a celulose não é aproveitada pelo nosso organismo na produção de energia? QUESTÃO 3 - A tabela abaixo é uma cópia parcial da tabela de informações nutricionais de um alimento. Informação nutricional Porção de 30 g Valor energético total 131 Kcal= 550 kj Carboidratos 20 g Proteínas 3,0g Gorduras totais 4,2g VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 56 RECURSOS: Material impresso para os estudantes, quadro branco e pincel. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Avaliar o desempenho dos estudantes com base nas respostas das questões do texto. ATIVIDADES 1 - Durante o sono, o organismo humano consome aproximadamente 4,2 kJ/min. Desta forma, consulte a tabela 01, no texto anterior, e calcule quantas horas você̂ deveria dormir para consu- mir a energia proveniente da ingestão de 200 g de batata frita? 2 - Um lanche constituído de um hambúrguer e um pão fornece um total de 1.970 kJ, assim divididos: • 425 kJ provenientes de carboidratos. • 595 kJ provenientes de proteínas. • 950 kJ provenientes de gorduras. Sabendo-se que o lanche apresenta 75 g de água, a qual não tem valor energético, e que 1 hora de caminhada consome 1.100 kJ, calcule a massa total em gramas do lanche e o tempo de caminhada necessário para consumir a quantidade de energia fornecida por esse lanche. 3 - Analise os esquemas mostrados para responder às questões seguintes. Fonte: Tito e canto, vol 2. a) Qual dos alimentos mostrados fornece mais energia? b) Qual dos alimentos mostrados fornece menos energia? c) Se uma pessoa tomar dois sorvetes, quanto tempo em repouso ela levará para gastar a ener- gia que eles fornecem? E se estiver pedalando? d) Se uma pessoa comer três maçãs, ela consegue energia para nadar quanto tempo? E para caminhar? e) O que fornece mais energia: um hambúrguer com queijo ou quatro maçãs? f) Realizando uma mesma atividade, leva-se mais tempo para gastar a energia de três fatias de pizza ou de dois sorvetes? g) Qual dos alimentos mostrados pode engordar mais facilmente uma pessoa? h) Admitindo que uma pessoa vá correr por 34 minutos e que a energia necessária para isso seja obtida exclusivamente por meio da ingestão de sorvete, quantos sorvetes iguais ao mostrado no esquema ela deve ingerir? VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 57 REFERÊNCIAS 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. PULIDO, Marcelo Dias, Conexão com a Química: volume 2, São Paulo, Editora Moderna -1 ed.- 2015. RAW, I tal. A biologia e o homem. São Paulo: Edusp, 2000. SANTOS, W.P. dos; MÓL, G.S. Química e Sociedade: volume único, ensino médio- São Paulo: Nova Geração, 2005. TABELA brasileira de composição de alimentos – TACO. Unicamp. Disponível em Acesso em: 30 mai. 2022. Usberco J., Salvador E., Química Geral, 12ª.ed., São Paulo: Saraiva, 2006. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 58 EIXO TEMÁTICO Energia nas Transformações Químicas OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Entalpia de formação/ ental- pia de combustão / Variação de entalpia / Lei de Hess / Energia de ligação. 31.1 Conceituar entalpia. 31.1.3 Compreender a representação da variação de energia de uma TQ por meio de gráficos. 31.2 Compreender os aspectos quantitativos relacionados à varia- ção de energia em uma transformação química – Lei de Hess. 31.2.2 Compreender os procedimentos utilizados para efetuar cálculos, utilizando a Lei de Hess. 31.2.3 Compreender os procedimentos utilizados para efetuar cálculos utilizando as energias de ligação. 31.2.4 Utilizar dados tabelados para os procedimentos de cál- culos de variação de energia. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Energia nas transformações químicas DURAÇÃO: 4 aulas A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ ABERTURA: Um dos pontos de destaque no estudo da termoquímica, é o quantitativo, que consiste na utiliza- ção dos princípios científicos para fazer precisão da quantidade de energia que um sistema libera ou absorve. O desenvolvimento desse ponto engloba a Lei de Hess, a definição utilização em cálcu- los das entalpias-padrão de combustão, das entalpias-padrão de formação e das energias de liga- ção. É importante que seja dada atenção a estes conceitos que são estruturadores, privilegiando exercícios mais básicos para a compreensão das previsões das reações químicas, em relação aos exercícios quantitativos. Recomenda-se que sejam mostradas as resoluções de boa quantidade de questões, pois a princípio, os estudantes podem apresentar grande dificuldade de montar equa- ções, interpretar gráficos e tabelas. B) DESENVOLVIMENTO: AULA 1 - Combinando reações. Objetivos da aula: a) Definir o estado padrão e a entalpia de formação e de combustão. b) Calcular a variação de entalpia dos processos físicos e químicos utilizando os valores de entalpia padrão. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 59 Estratégias metodológicas: Aula em três momentos com utilização de slide e conteúdo do livro didático adotado na escola. Professor(a), a aula em três momentos é uma estratégia de aprendizagem ativa, por envolver o estudante, instigá-lo a participar, interagir, colaborar e argumentar. Essa técnica quebra a rotina vivida por muitos docentes e os estudantes, uma vez que cada aula está organizada em três momentos distintos, a saber: momento de revisão do conteúdo anterior, momento de apresenta- ção do conteúdo novo e momento de síntese. RECURSOS: Quadro , pincel, livro didático. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Observar o desempenho dos estudantes na revisão do conteúdo, na síntese e na resolução de questões propostas. AULA 2 - Forças das ligações. Objetivos da aula: a) Conceituar e calcular entalpias de ligação. b) Calcular a variação de entalpia de uma ligação química a partir das entalpias de quebra e forma- ção de ligações. Estratégias metodológicas: Aula em três momentos com utilização de slide e conteúdo do livro didático adotado na escola. RECURSOS: Quadro , pincel, livro didático. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Observar o desempenho dos estudantes na revisão do conteúdo, na síntese e na resolução de questões propostas. AULA 3 - Aplicação das entalpias padrão e da lei de Hess. Objetivos da aula: Calcular a variaçãode entalpia dos processos físicos e químicos utilizando os valores de entalpia padrão. Estratégias metodológicas: Aula em três momentos com utilização de slide e conteúdo do livro didático adotado na escola. RECURSOS: Quadro , pincel, livro didático. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 60 PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Observar o desempenho dos estudantes na revisão do conteúdo, na síntese e na resolução de questões propostas. AULA 4 - lei de Hess e entalpia padrão. Objetivos da aula: a) Conceituar Lei de Hess. b) Calcular a variação de entalpia dos processos físicos e químicos utilizando os valores de entalpia padrão e a lei de Hess. Estratégias metodológicas: Aula em três momentos com utilização de slide e conteúdo do livro didático adotado na escola. RECURSOS: Quadro , pincel, livro didático. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: Observar o desempenho dos estudantes na revisão do conteúdo, na síntese e na resolução de questões propostas. ATIVIDADES 1 - (UEL-PR) Dentre as equações citadas, têm ΔH representando ao mesmo tempo calor de formação e calor de combustão: a) I e II b) II e III c) III e IV d) III e V e) IV e V 2 - (Vunesp) O metano (CH4 ), também conhecido como gás do lixo, ao sofrer combustão, apresenta entalpia padrão de combustão (∆H 0 c ) igual a - 890 kJ/mol. a) Escreva a reação de combustão do metano, indicando a entalpia padrão de combustão (∆H ºc) da reação. b) Sabendo que a massa molar do metano é 16 g/mol, calcule a massa desse gás, que ao sofrer combustão apresenta ∆Hc = — 222,6 kJ. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 61 3 - Considere a reação de combustão das variedades alotrópicas do carbono, representadas no gráfico: Resolva as seguintes questões: a) As duas combustões são exotérmicas ou endotérmicas? b) Calcule o ∆H das combustões da grafite e do diamante. c) Em qual delas ocorre maior liberação de calor? d) A transformação de grafite em diamante é um processo exotérmico ou endotérmico? 4 - (UFGO) Determine a entalpia de formação de ácido clorídrico gasoso, segundo a reação repre- sentada pela equação: Indique os cálculos. REFERÊNCIAS 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. SANTOS, W.P. DOS; MÓL, G.S. Química e Sociedade: volume único, ensino médio- São Paulo: Nova Geração, 2005.ser resumido pelo professor (a) ou enviado por meio de link para leitura em casa no formato sala de aula invertida. Sugestão de texto: Saúde plena. Vírus HIV está reduzindo multiplicação no organismo humano. Disponível em: . VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 4 As seguintes perguntas podem ser feitas com base no texto: 1. Explique a frase: “Não é favorável para um patógeno que o organismo que o abriga — no caso do vírus HIV, o corpo humano — morra imediatamente após a infecção.” 2. O aumento da utilização de antirretrovirais poderia contribuir para uma remoção da popula- ção com vírus de maior virulência? Momento 3. Doenças causadas por vírus Diante da pandemia de COVID-19, falar sobre vírus tornou-se algo rotineiro nas rodas de conver- sas informais e, principalmente, na sala de aula. Portanto, oportunizar aos estudantes meios de compreender como os vírus se comportam, as doenças que causam, as medidas de prevenção e combate, são noções indispensáveis para o desenvolvimento de um senso de responsabilidade individual e de consciência coletiva acerca das doenças virais e os controles de disseminação. Professor (a), inicie a aula com uma bolha de palavras contendo as principais viroses, conforme modelo: Fonte: Arquivo da autora - ARAÚJO, Marisa M. Incentive seus estudantes a pesquisarem sobre as doenças virais, formando grupos de estudo. Sugira que façam trabalhos manuscritos ou, se tiverem acesso a computadores e internet, elabo- rarem powerpoint para apresentação em sala. Outra opção interessante é a produção de vídeos sobre a matéria estudada, tendo os próprios estudantes como explanadores do assunto ou por meio de entrevista com agentes de saúde de sua cidade. Muito importante que o professor dispo- nibilize um roteiro básico de pesquisa: 1. Nome da Virose. 2. Agente etiológico. 3. Vetor ( se houver). 4. Sintomas. 5. Modo de transmissão. 6. Profilaxia. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 5 7. Estatística da doença no Brasil e/ou região onde a escola está inserida. 8. Ilustração. 9. Referências bibliográficas. Obs: A divisão de grupos de trabalhos e disponibilização de fontes de pesquisa poderá ser feita na 1ª aula para que a culminância ocorra na 3ª aula. Para controle do tempo, o professor pode sortear dois grupos para apresentarem o trabalho, desde que garanta o acesso aos demais trabalhos por meio de portfólio ou arquivos digitais. Reflexão e ação: Solicite que os estudantes, com base nos resultados de suas pesquisas, apon- tem uma ou duas doenças virais mais presentes em sua região. No caso da dengue, por exem- plo, vale sugerir a construção de ações individuais e coletivas, na escola e/ou comunidade, com a finalidade de minimizar a incidência da doença. Faça com que eles ajam como agentes multi- plicadores de ideais de conservação ambiental e de promoção da saúde, consolidando assim o protagonismo juvenil. RECURSOS: Projetor de Multimídia, textos e reportagens. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: O processo avaliativo deverá ser processual e contínuo, abrangendo todas as atividades. As pro- duções coletivas e individuais, orais (debates, roda de conversa etc) e escritas (atividades, avalia- ção escrita, relatório das aulas experimentais), deverão ser avaliadas. A participação e o empenho durante as atividades, também deverão ser considerados no processo avaliativo. ATIVIDADES 1 - Doenças Virais: (ENEM 2011) Vírus: Durante as estações chuvosas, aumentam no Brasil as cam- panhas de prevenção à dengue, que têm como objetivo a redução da proliferação do mosquito Aedes aegypti, transmissor do vírus da dengue. Que proposta preventiva poderia ser efetivada para diminuir a reprodução desse mosquito? a) Colocação de telas nas portas e janelas, pois o mosquito necessita de ambientes cobertos e fechados para sua reprodução. b) Substituição de casas de barro por casas de alvenaria, haja vista que o mosquito se repro- duz na parede das casas de barro. c) Remoção dos recipientes que possam acumular água, porque as larvas do mosquito se desenvolvem nesse meio. d) Higienização adequada de alimentos, visto que as larvas do mosquito se desenvolvem nesse tipo de substrato. 2 - Doenças Virais: (ENEM 2009 adaptado) Estima-se que haja atualmente no mundo 40 milhões de pessoas infectadas pelo HIV (o vírus que causa a AIDS), sendo que as taxas de novas infecções continuam crescendo, principalmente na África, Ásia e Rússia. Nesse cenário de pandemia, uma vacina contra o HIV teria imenso impacto, pois salvaria milhões de vidas. Certamente seria VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 6 um marco na história planetária e também uma esperança para as populações carentes de tra- tamento antiviral e de acompanhamento médico. TANURI, A.; FERREIRA JUNIOR, O. C. Vacina contra Aids: desafios e esperanças. Ciência Hoje (44) 26, 2009 (adaptado). Uma vacina eficiente contra o HIV deveria: a) Induzir a imunidade, para proteger o organismo da contaminação viral. b) Ser capaz de alterar o genoma do organismo portador, induzindo a síntese de enzimas. c) Produzir antígenos capazes de se ligarem ao vírus, impedindo que este entre nas células do organismo humano. d) Ser amplamente aplicada em animais, visto que esses são os principais transmissores do vírus para os seres humanos. 3 - A esperada teoria da imunidade de rebanho naturalmente induzida pela infecção de boa parte da população não se concretizou na prática. Ou pelo menos na pandemia de Covid-19, associada do coronavírus SARS-CoV-2, possivelmente não veremos fenômenos semelhantes. (DUARTE, Rafael. Teoria da imunidade de rebanho para Covid-19 funciona? Portal PEBMED. [s. l.] 19 fev. 2021.) a) Defina imunidade de rebanho. b) A vacinação é pensada como medida de proteção coletiva e não individual. Por quê? REFERÊNCIAS ACE: Conheça a proteína presente em nosso organismos que facilita a entrada do SARS-CoV-2. Revista bioemfoco, [s. l.], [2022]. Disponível em:. Acesso em: 20 maio 2022. AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2020. 160 p. v. 6 volumes. CASTRO, Rodrigo Araújo e; Ana Carolina; Jéssica Assunção. Estimativa de contágio por Covid-19 no metrô da cidade de São Paulo após a reabertura da economia. Instituto health Lake, [s. l.], [2022]. Disponível em: . Acesso em: 29 maio 2022. DUARTE, Rafael. Teoria da imunidade de rebanho para Covid-19 funciona? Portal PEBMED, [s. l], 2021. Disponível em:. Acesso em: 01 jun. 2022. INTRODUÇÃO aos vírus. Khan Academy, [s. l.], [2022]. Disponível em:. Acesso em: 20 maio 2022. MANUTENÇÃO da associação parasita-hospedeiro. UNESP. [s. l.], [2022]. Disponível em: . Acesso em: 20 maio 2022. 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 7 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view.Acesso em: 05 jun. 2022. PESSÔA. S. B. & MARTINS, A. V. Parasitologia médica. Rio de Janeiro, Ed. Guanabara Koogan, 1982. RABELLO, Ananza Mara; OLIVEIRA, Danielly Brito de. Impactos ambientais antrópicos e o sur- gimento de pandemias .UNIFESSPA. Disponível em:. Acesso em: 22 maio 2022. SENSEVE, Bruna. Vírus HIV está reduzindo a multiplicação no organismo humano. Saúde plena, [s. l.], [2022]. . Acesso em: 20 maio 2022. SM EDUCAÇÃO et al, (org.). Ser Protagonista: Ciências da Natureza e suas Tecnologias. 1. ed. São Paulo: Editora SM, 2020. 160 p. v. 6 volumes. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 8 EIXO TEMÁTICO Nossa forma de estar no mundo. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Doenças infecto- parasitárias. Bacterioses e protozoonoses. 26.1. Identificar as principais doenças endêmicas e morta- lidade infantil da região em que os estudante moram ou do Brasil, e relacioná-las com as condições ambientais e quali- dade de vida, como: destino do esgoto e lixo, água, moradia, acesso a atendimento médico e a educação. 26.1.1. Analisar dados em tabelas e gráficos sobre doenças infectocontagiosas e parasitárias, considerando a idade. 26.1.2. Associar a presença de lixo a doenças infectoconta- giosas e parasitárias. 26.1.3. Comparar a incidência de doenças endêmicas, na região onde mora, com dados de outras regiões do Brasil e associar às condições de vida.26.1.4. Identificar modos de transmissão e prevenção das doenças infectocontagiosas e parasitárias comuns à região. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Bacterioses e protozooses DURAÇÃO: 3 aulas PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS: A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ABERTURA Professor (a), ao estudar doenças causadas por bactérias e protozoários deve-se fazer um link entre saúde humana, meio ambiente e políticas de saneamento básico. Afinal, todos estes fatores se interconectam para a promoção da qualidade de vida de uma população. Importante que os estudantes reflitam que sem infraestrutura de saneamento básico, os microorganismos encon- tram condições ideais para proliferar e infectar pessoas e causar doenças. A fragmentação de conteúdos expostos em “caxinhas separadas” deve ser evitado a todo custo, em contrapartida deve-se promover a contextualização dos assuntos estudados com as diferentes realidades dos educandos: Como é a rua onde você mora? Passa um rio? Limpo ou sujo? Como você interage com este rio? Até que ponto a saúde deste rio afeta a sua saúde? As bactéria estudadas na aula podem ser encontradas neste ambiente? O que posso fazer enquanto cidadão para modificar esta realidade? Desta forma, conduza seus estudantes a aplicarem o conhecimento na resolução de problemas cotidianos, tornando-os agentes transformadores de realidade. B) DESENVOLVIMENTO: 1º Momento: Doenças bacterianas e Saneamento ambiental Professor (a), uma sugestão para trabalhar parasitoses dentro deste contexto é pela leitura de textos que relacionem doenças parasitárias com saneamento. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 9 Sala de aula invertida Sugestão de texto: ( ou outro de sua escolha) por meio de resumo ou link para que os estudantes possam ler e refletir em casa. Blog BRK ambiental. Saúde: 10 doenças causadas por falta de sanea- mento básico; Disponível em: . Em sala, leia o texto com os estudantes de forma reflexiva e, seguida, proponha as seguintes ativi- dades em grupo: 1. Com base em fragmentos do texto responda as perguntas que se seguem: a) “Em diversas partes do mundo, o saneamento básico é um privilégio da população mais rica. Em 2019, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), cerca de 2,1 bilhões de pes- soas em todo o planeta não tinham acesso à água potável em casa.” - Liste as possíveis consequências da deficiência de saneamento básico para a saúde humana. b) “No entanto, não são apenas as crianças que são afetadas pela falta de saneamento ade- quado. As infecções gastrointestinais também fazem com que os adultos se afastem de suas atividades laborais, o que gera custos para as empresas e perda de desempenho por parte dos profissionais.” - Cite parasitas (bactérias, protozoários e vírus) que podem estar relacionados com as infec- ções gastrointestinais. 2. Faça um quadro comparativo com as doenças causadas por bactérias ou protozoários citadas no texto colocando: agente etiológico, vetor (se houver), sintomas, modo de transmissão e pro- filaxia. (observação: Professor (a), disponibilize outras fontes de pesquisa além do texto, como o livro didático ou sites.) Bacterioses e protozoozes Agente etiológico Vetor Sintomas Modo de transmissão Profilaxia Durante a realização das atividades, incentive a participação dos estudantes nos grupos, monito- rando sempre que possível. Oportunize momento para apresentação dos resultados por integran- tes escolhidos pelos grupos, para que haja socialização e troca de informações. 2º momento: Ciclo de doenças parasitárias ( Protozooses) Professor (a), inicie sua abordagem situando os protozoários no Reino Protista e evidenciando suas características principais como eucariontes unicelulares e heterotróficos. Retome conceitos VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 10 lembrando-os de que sua única célula realiza todas as funções vitais e podem ter diferentes estru- turas locomotoras; estas são utilizadas como critérios de classificação separando-as em grupos de ciliados, flagelados, sarcodíneos e esporozoários. Relembre que estes podem ser de vida livre ou parasitas, neste caso tendo importância médica como causadores de várias doenças. Para o desenvolvimento das habilidades propostas, deve-se promover o entendimento por parte dos estudantes da associação entre protozoários e doenças infectocontagiosas e parasitárias. Oferecer atividades diversificadas, interativas e lúdicas podem facilitar o processo de ensino e aprendizagem de ciclos reprodutivos, tornando-os mais fáceis de entender, desvinculando-os a uma nomenclatura biológica complexa e difícil. Uma boa sugestão é propor aulas interdisciplinares com a área de linguagens para a confecção de diversas modalidades de material didático de acordo com as diferentes realidades das escolas e seus estudantes, como: c) MODELOS DE ESTUDO E/OU CARTAZES; d) ELABORAÇÃO DE CARTILHAS EDUCATIVAS; e) CRIAÇÃO DE JOGOS EDUCATIVOS; f) ELABORAÇÃO DE MATERIAL POR MEIO DE RECURSO MULTIMÍDIA COMO ANIMAÇÕES; g) SIMULAÇÕES DE CICLOS REPRODUTIVOS NO COMPUTADOR OU CONFECÇÃO DE VÍDEOS COM USO DE CELULARES. As atividades propostas podem ser modificadas de acordo com o tempo e número de aulas dispo- níveis para o desenvolvimento do assunto, mas nesta sequência, sugiro a disponibilização prévia de imagens e fonte de textos sobre ciclos reprodutivos da MALÁRIA, LEISHMANIOSE TEGUMENTAR E/OU VISCERAL, DOENÇA DE CHAGAS E TOXOPLASMOSE. Divida os estudantes em grupos e soli- cite-os a escolha da modalidade de trabalhos e convide-os a colocar a mão na massa! Muito impor- tante a socialização dos trabalhos e explanação dos mesmos por parte dos estudantes para os demais colegas de turma e/ou comunidade escolar. Seguem links de material pedagógico para consulta e inspiração: → PIBID biologia UEPB. Protozoários de massinha. Disponível em: . → Vértices. O Ensino da Doença de Chagas através de Ferramenta Pedagógica Lúdica. Disponível em: . → Revista Brasileira de Educação Básica. Jogo didático protoozes do Brasil. Disponível em:>. → Dom total. Game criado por pesquisadora da USP ensina sobre a malária e doença de Chagas. Disponível em: . → Uma dica boa é a plataforma para criar e jogar quizzes. Disponível em: https://kahoot.com/ https://porvir.org/kahoot-como-usar-para-deixar-suas-aulas-mais-divertidas/ . 3º Momento: Incidência de doenças endêmicas - Análise de gráficos e tabelas Oportunize atividades que façam seus estudantes comparar a incidência de doenças endêmicas, na região onde mora, com dados de outras regiões do Brasil e associar às condições de vida. A análise de gráficos e tabelas, associados a leituras de textos informativos, podem promover um olhar crítico em relação aos diversos fatores que podem estar relacionados como: a incidência de doenças infectocontagiosas com as características ambientais e socioeconômicas daquela VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 11 região. Professor (a), para subsidiar esta análise e outras, busque fontes diversas que associem as principais doenças endêmicas da região com o destino do esgoto e lixo, água, moradia, acesso a atendimento médico e a educação. Você tem a liberdade para identificar as doenças infectoconta- giosas que mais se associam às condições sanitárias da cidade ou região em que sua escola está inserida. A partir das tabelas e textos disponibilizados para os estudantes, proponha uma roda de conversa sobre o assunto, levando-os a refletir sobre a relação entre incidência de doenças infec- tocontagiosas e as características ambientais e socioeconômicas de uma determinada região, associando-as às políticas públicas de saneamento Básico. Proponha elaboração de relatórios e atividades para fixação de conteúdo e registro pedagógico. Desta forma você estará contextuali- zando o tema estudado, dando significado à aprendizagem! Para exemplificar, veja essa atividade sobre a Leishmaniose. Observe o mapa: Fonte: BUENO, Marcelo. Classificação de Áreas de Transmissão da Leishmaniose Visceral no Estado de Minas Gerais – 2020. Portal da Vigilância em Saúde, [s. l.], 26 out. 2020. Inicialmente, solicite aos estudantes que localizem sua cidade ou microrregião no mapa e pergunte em que classificação ela se encontra. A partir deste mapa, diversos questionamentos podem ser feitos: podemos relacionar a causa do alto índice de transmissão em certas áreas do mapa (em vermelho) com aspectos ambientais, sociais ou econômicos locais? Sugestão de texto para subsidiar as análises sobre leishmaniose: Texto 1: Diversos estudos de análise de distribuição espacial da leishmaniose em diferentes cida- des do Brasil, vem demonstrando que taxas médias de incidência da doença ocorrem em zonas de intenso crescimento populacional. Sendo assim, podemos refletir sobre a dinâmica epidemiológica da Leishmania ligada à ocupação humana, bem como o reflexo do desmatamento para a adaptação dos flebotomíneos às casas e seu entorno, favorecendo o encontro entre vetor e hospedeiros (cão e o homem). Pesquisas revelam que a incidência da doença prevalece dentro do grupo socioeco- nômico menos rico que não desfrutam do benefício de medidas de saneamento básico. Observe no mapa a classificação de áreas de transmissão da leishmaniose visceral no estado de MG-2020: VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 12 Texto 2. Leishmaniose é uma doença causada por protozoários do gênero Leishmania. Estes micror- ganismos infectam diversos animais mamíferos, dentre eles, o homem. No Brasil, a transmissão ocorre pela picada de insetos vetores que são hematófagos, isto é, alimentam-se de sangue. Seu nome é Lutzomyia longipalpis, inseto que tem grande facilidade de se adaptar às variadas tempera- turas. Eles podem ser encontrados tanto no interior de domicílios quanto nos abrigos dos animais domésticos. Estudos apontam que logo após a estação chuvosa a população do inseto aumenta e, consequentemente, esse é o período de maior transmissão da Leishmania. Tendo o cão doméstico como sendo o principal reservatório, este é o responsável pela manutenção do parasito em áreas urbanas. Esses animais, quando infectados, são considerados fonte de infecção para o agente transmissor, especialmente os cães assintomáticos, representando a maior fonte de transmissão para humanos em áreas endêmicas da doença. Fonte: PEREIRA, F. B.; VIEIRA, A. L. S.; BICALHO, E. A. G.; PEREIRA, S. G.; CARDOSO, S. R. A. Avaliação da tendência temporal e da prevalência de Leishmaniose visceral canina e humana dentre os anos de 2010 a 2019 em municípios de Minas Gerais - Brasil. Arquivos de Ciências Veterinárias e Zoologia da UNIPAR, Umuarama, v. 24, n. Obs: o texto 2 é apenas um pequeno trecho do trabalho de PEREIRA et al. Cabe ao professor (a) explo- rar mais informações do artigo, se houver necessidade, ou buscar outras fontes complementares. RECURSOS: Projetor de Multimídia, textos e reportagens. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: O processo avaliativo deverá ser processual e contínuo, abrangendo todas as atividades. As pro- duções coletivas e individuais, orais (debates, roda de conversa etc) e escritas (atividades, avalia- ção escrita, relatório das aulas experimentais), deverão ser avaliadas. A participação e o empenho durante as atividades, também deverão ser considerados no processo avaliativo. ATIVIDADES 1 - (UFRR) O protozoário do gênero Plasmodium, parasita que causa a malária, vive em mosquitos e em alguns vertebrados, como o homem. Essa doença aflige aproximadamente 300 milhões de pessoas nos trópicos, causando inúmeras mortes todos os anos. A pessoa com malária, dentre outros sintomas, pode apresentar dores musculares, arrepios e febres periódicas. Esses sinto- mas aparecem nas pessoas: a) Quando o mosquito pica a pessoa, injetando os esporozoítos de Plasmodium e substâncias tóxicas no sangue. b) Quando os esporozoítos penetram nas células do fígado da pessoa. c) Quando os esperozoítos rompem os glóbulos vermelhos, liberando substâncias tóxicas no meio. d) Quando os merozoítos rompem os glóbulos vermelhos, liberando substâncias tóxicas no meio. e) Quando o mosquito pica a pessoa, injetando os merozoítos do Plasmodium e substâncias tóxicas no sangue. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 13 2 - (Enem 2012) Medidas de saneamento básico são fundamentais no processo de promoção de saúde e qualidade de vida da população. Muitas vezes, a falta de saneamento está relacionada com o aparecimento de várias doenças. Nesse contexto, um paciente dá entrada em um pronto atendimento relatando que há 30 dias teve contato com águas de enchente. Ainda informa que nesta localidade não há rede de esgoto e drenagem de águas pluviais e que a coleta de lixo é inadequada. Ele apresenta os seguintes sintomas: febre, dor de cabeça e dores musculares. Disponível em: http://portal.saude.gov.br. Acesso em: 27 fev. 2012 (adaptado). Relacionando os sintomas apresentados com as condições sanitárias da localidade, há indicações de que o paciente apresenta um caso de A) difteria. b) botulismo. C) tuberculose. D) leptospirose. E) meningite meningocócica. 3 - Leia o texto e responda a pergunta que se segue: São doenças provocadas devido à ingestão direta de água contaminada, em geral, em locais onde não há sistema de abastecimento de água tratada, e os grupos populacionais fazem uso de minas, poços, bicas, ou então, utilizam água mineral de fontes contaminadas. Eventualmente, acidentes no sistema de abastecimento de água tratada, ou problemas em sua manutenção podem acarretar contaminações e causar doença na população que se serve do mesmo. Muitas dessas doenças causam diarréia aguda; segundo a OMS, 80% das diarréias agudas no mundo estão relacionadas ao uso de água imprópria para consumo, não tratada, a sistema de esgoto ausente ou inadequado ou a práticas de higiene insuficientes, especialmente em países ou áreas onde são precárias ascondições de vida. Estes casos resultam em 1,5 milhão de mortes a cada ano, afetando principal- mente crianças menores de 5 anos, devido à desidratação. As principais doenças relacionadas à ingestão de água contaminada são: cólera, febre tifóide, hepatite A e doenças diarréicas agudas de várias etiologias: bactérias ‐ Shigella, Escherichia coli; vírus – Rotavírus, Norovírus e Poliovírus (poliomielite – já erradicada no Brasil); e parasitas – Ameba, Giárdia, Cryptosporidium, Cyclospora. SES/SP. DOENÇAS RELACIONADAS À ÁGUA OU DE TRANSMISSÃO HÍDRICA. Disponível em:. Acesso em 30 de maio de 2022. Qual das doenças a seguir não apresenta a ingestão de água contaminada como forma de transmissão? A) Hepatite. B) Giardíase. C) Dengue hemorrágica. D) Rotavírus. E) Cólera. REFERÊNCIAS AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2020. 160 p. v. 6 volumes. BRAGA, Natalia Camargos; MACHADO, Vera de Mattos; FERREIRA, Alda Maria Teixeira. Jogo didático protoozes do Brasil. Revista Brasileira de Educação Básica, [s. l.], [2022]. Disponível em: . Acesso em: 25 maio 2022. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 14 BUENO, Marcelo. Classificação de Áreas de Transmissão da Leishmaniose Visceral no Estado de Minas Gerais – 2020. Portal da Vigilância em Saúde, [s. l.], 26 out. 2020. .Disponível em:. Acesso em: 06 maio 2022. DIAS, Letícia Paschoaletto; ROCHA, Gregório Kappaun; WERNECK, Jane Margaret Costa de Frontin. O Ensino da Doença de Chagas através de Ferramenta Pedagógica Lúdica. VÉRTICES. RJ, 2020. Disponível em: . Acesso em: 25 maio 2022. GAME criado por pesquisadora da USP ensina sobre a malária e doença de Chagas. Dom total, [s. l.], 13 jan.. 2021. Disponível em:. Acesso em: 25 maio 2022. 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. PEREIRA, F. B.; VIEIRA, A. L. S.; BICALHO, E. A. G.; PEREIRA, S. G.; CARDOSO, S. R. A. Avaliação da tendência temporal e da prevalência de Leishmaniose visceral canina e humana dentre os anos de 2010 a 2019 em municípios de Minas Gerais - Brasil. Arquivos de Ciências Veterinárias e Zoologia da UNIPAR, Umuarama, v. 24. PROTOZOÁRIOS de massinha. PIBID biologia UEPB, [s. l.], [2022]. Disponível em:. Acesso em: 25 maio 2022. RABELLO, Ananza Mara; OLIVEIRA, Daniely Brito de. Impactos ambientais antrópicos e o surgi- mento de pandemias. UNIFESSPA, [s. l.], [2022]. Disponível em: . Acesso em: 22 maio 2022. SAÚDE: 10 doenças causadas por falta de saneamento básico. Blog BRK Ambiental Saúde, [s. l.], Ago. 2021. Disponível em: . Acesso em: 22 maio 2022. SM EDUCAÇÃO et al, (org.). Ser Protagonista: Ciências da Natureza e suas Tecnologias. 1. ed. São Paulo: Editora SM, 2020. 160 p. v. 6 volumes. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 15 EIXO TEMÁTICO Nossa forma de estar no mundo. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Doenças infecto- parasitárias. - Helmintíases. 26.1. Identificar as principais doenças endêmicas e morta- lidade infantil da região em que os estudante moram ou do Brasil, e relacioná-las com as condições ambientais e quali- dade de vida, como: destino do esgoto e lixo, água, moradia, acesso a atendimento médico e a educação. 26.1.1. Analisar dados em tabelas e gráficos sobre doenças infectocontagiosas e parasitárias, considerando a idade. 26.1.2. Associar a presença de lixo a doenças infectoconta- giosas e parasitárias. 26.1.3. Comparar a incidência de doenças endêmicas, na região onde mora, com dados de outras regiões do Brasil e associar às condições de vida. 26.1.4. Identificar modos de transmissão e prevenção das doenças infectocontagiosas e parasitárias comuns à região. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Helmintíases DURAÇÃO: 3 aulas PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS: A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ABERTURA: Professor (a), sabemos que estudar a parasitologia é de grande importância para a vida dos estu- dantes, afinal as doenças parasitárias fazem parte da história evolutiva do ser humano. A biolo- gia acerca das doenças parasitoinfecciosas foi cada vez mais compreendida, graças à evolução dos estudos científicos para o entendimento dos ciclos reprodutivos, da ecologia dos parasitas no ambiente e em seus hospedeiros. Estudos comprovam que as condições de vida da popula- ção afetam diretamente os índices de contaminação, sendo maiores em países subdesenvolvidos, como no Brasil, onde serviços de saneamento básico são precários e a deficiência alimentar assola grande parte da população. Por tudo isto, esta sequência busca propor atividades para desenvolver habilidades necessárias para que os estudantes possam reconhecer as diferentes doenças causadas por representantes do Filo Platyhelminthes e Nematoda, dando-lhes condições de agir de forma preventiva, evitando a contaminação. Faz-se necessário que eles compreendam as questões sanitárias, sociais e eco- nômicas que envolvem a dinâmica das doenças no ambiente e sociedade. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 16 B) DESENVOLVIMENTO: 1º Momento Professor (a), inicie a aula explicando o conceito de Helmintos e sua importância médica. Esclareça que os helmintos ou vermes podem ser de vida livre ou parasitas, mas que os últimos necessi- tam de um ou mais hospedeiros para obter nutrientes e completar seu ciclo reprodutivo. Elabore juntamente com os estudantes uma chuva de palavras sobre as parasitoses causadas por vermes achatados e cilíndricos (platelmintos e nematelmintos) como o representado abaixo: Fonte: Próprio Autor Professor (a), organize os estudantes em grupos e solicite-os que separem as palavras em dois grupos: aquelas que se referem à platelmintos e aquelas que se referem à nematelmintos. Sugira que cada grupo escolha uma ou duas doenças parasitárias para pesquisa. Roteiro de Pesquisa. 1. Nome da doença. 2. Agente etiológico. 3. Sintomas. 4. Modo de infecção. 5. Profilaxia. 6. Tratamento. 7. Ciclo reprodutivo ( esquema). 8. Condições ambientais e sanitárias que favorecem a ocorrência da doença. 9. Estatística da doença na região e no Brasil. 10. Referências Bibliográficas. Uma boa sugestão de apresentação dos trabalhos (que foge do tradicional em sala de aula ) é a elaboração de pôster ou banner para exposição em um ambiente da escola. Promova a visitação dos trabalhos por outras turmas. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 17 2º Momento Professor (a), Inicie a aula instigando os estudantes a pensar sobre as possíveis adaptações morfo- lógicas, biológicas e fisiológicas que fortaleceram a relação dos parasitas comos seus hospedeiros. Perguntas instigadoras: • Que adaptações morfológicas os vermes parasitas precisam para se fixar no aparelho diges- tivo de seu hospedeiro? • De que maneira estes organismos conseguem anular os efeitos das enzimas digestivas pro- duzidas pelo hospedeiro? • Que adaptações fisiológicas são necessárias para garantir o sucesso reprodutivo dos para- sitas no hospedeiro? • Como a resposta imunológica e hábitos de vida do hospedeiro podem interferir na virulência dos parasitas? Em Seguida, proponha a leitura do texto abaixo: Adaptação dos parasitas O parasitismo é definido como uma interação onde um organismo parasita obtém recursos através de um ou vários indivíduos hospedeiros, provocando danos e reduzindo sua aptidão. Assim, são necessárias diversas estratégias para colonizar o hospedeiro, uma vez que é mais vantajoso que o hospedeiro permaneça vivo e que seu sistema imunológico não detecte a infec- ção. Essas estratégias podem ocorrer antes, durante e depois da entrada no hospedeiro, e são adaptações desenvolvidas ao longo do tempo que garantem o sucesso reprodutivo e a perpe- tuação das espécies de parasitas. Algumas adaptações são gerais e contemplam a maior parte das espécies de parasitas, como o ciclo de vida curto e a elevada taxa de reprodução, dando origem a muitos descendentes em um único evento reprodutivo. Dessa forma, os parasitas garantem a manutenção da espécie rapidamente e em grande quantidade. Há também adaptações particulares, que dependem de interações especí- ficas com o hospedeiro. Essas adaptações podem ser comportamentais, morfológicas, fisiológicas ou ainda estarem relacionadas a diferentes fases de desenvolvimento e investimento reprodutivo. Assim, diferentes parasitas apresentam tamanhos e formatos adaptados aos seus respecti- vos hospedeiros. O protozoário Plasmodium sp. é um parasita intracelular, atingindo as células através da corrente sanguínea, e assim apresenta um tamanho pequeno de corpo. Já parasitas como Taenia e Ascaris apresentam tamanho de corpo maior na fase adulta, uma vez que se alojam no sistema digestório. Além disso possuem estágios larvais que contribuem para sua ingestão pelo hospedeiro, infecção e posterior crescimento. Uma vez dentro do hospedeiro, os parasitas apresentam diferentes adaptações visando a sua fixa- ção e permanência no organismo. As espécies do gênero Taenia, por exemplo, apresentam estru- turas desenvolvidas para garantir a aderência do parasita nas paredes do sistema digestório. Na região do escólex estão presentes ventosas, e até mesmo ganchos no caso da Taenia solium. Para parasitas do trato intestinal existem também adaptações às enzimas digestivas, como o corpo revestido por uma cutícula protetora no caso do gênero Ascaris, ou por tegumento em indivíduos de Taenia solium. Além disso, esses parasitas costumam secretar substâncias que neutralizam as enzimas digestivas do hospedeiro, viabilizando assim sua permanência no intestino. Algumas adaptações consistem ainda em mudanças no antígeno dos parasitas em diferentes fases do desenvolvimento, como o vírus HIV, causador da AIDS, e também o protozoário Plasmodium. Essa estratégia dificulta uma detecção e resposta imunológica por parte do hospedeiro, e também torna complicada a produção de um medicamento completamente eficaz em todas as fases. MANZZANO, Maria Carolina Rosella. Adaptação dos parasitas. INFOESCOLA. [s. l.] 2022. Disponível em:. Acesso em: 28 maio 2022. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 18 Atividades: • Faça uma reflexão sobre as adaptações abordadas no texto ( e outras) junto aos estudantes. • Solicite que os estudantes respondam as perguntas instigadoras. • Solicite aos estudantes que observem as imagens ( Figura 6, 7, 8 e 9 ) e explique que adapta- ções parasitárias elas correspondem. Fonte: AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2020. Fonte: AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2020. Fonte: AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2020. Fonte: AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2020. 3º Momento Professor (a), realize uma atividade para que os estudantes possam trocar informações e conso- lidar o conhecimento sobre as helmintíases. Esta metodologia torna a revisão de conteúdo um momento dinâmico e lúdico, gerando mais interesse dos estudantes em participar da atividade. Inspirada na metodologia do Word café. 1. Disponha os estudantes em grupos. 2. Entregue uma cartolina e um pincel (de cor específica por grupo) por grupo; obs: Escreva no título o nome de uma doença parasitária. 3. Solicite que cada grupo escreva palavras ou frases relacionadas àquela doença (Nome do agente causador, sintomas, modo de infecção, profilaxia, ciclo do parasita, etc) na cartolina. 4. Marque o tempo ( 3 a 5 minutos). 5. Solicite que cada grupo troque de cartolina com o outro. 6. Oriente aos grupos que leiam as informações do cartaz recebido e complemente com novas informações. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 19 - Repita o item 5 e 6 até que todos os grupos tenham acesso a todos os cartazes, complementando-os. - No final, solicite que cada grupo apresente um cartaz para os demais colegas. Neste momento o professor deve fazer correções e complementações necessárias. RECURSOS: Projetor de Multimídia, textos e reportagens. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: O processo avaliativo deverá ser processual e contínuo, abrangendo todas as atividades. As pro- duções coletivas e individuais, orais (debates, roda de conversa etc) e escritas (atividades, avalia- ção escrita, relatório das aulas experimentais), deverão ser avaliadas. A participação e o empenho durante as atividades, também deverão ser considerados no processo avaliativo. ATIVIDADES 1 - (ENEM/2013 – PPL). Dupla humilhação destas lombrigas, humilhação de confessá-las a Dr. Alexandre, sério, perante irmãos que se divertem com tua fauna intestinal em perversas inda- gações: “Você vai ao circo assim mesmo? Vai levando suas lombrigas? Elas também pagam entrada, se não podem ver o espetáculo? E se, ouvindo lá de dentro, as gabarolas do palhaço, vão querer sair para fora, hem? Como é que você se arranja?” O que é pior: mínimo verme, quinze centímetros modestos, não mais — vermezinho idiota — enquanto Zé, rival na escola, na queda de braço, em tudo, se gabando mostra no vidro o novelo comprovador de seu justo gabo orgu- lhoso: ele expeliu, entre ohs! e ahs! de agudo pasmo familiar, formidável tênia porcina: a solitá- ria de três metros. ANDRADE, C. D. Boitempo. Rio de Janeiro: Aguiar, 1988. O texto de Carlos Drummond de Andrade aborda duas parasitoses intestinais que podem afetar a saúde humana. Com relação às tênias, mais especificamente, a Taenia solium, considera-se que elas podem parasitar o homem na ocasião em que ele come carne de a) peixe mal-assada. b) frango mal-assada. c) porco mal-assada. d) boi mal-assada. e) carneiro mal-assada. 2 - (ENEM/2019) A esquistossomose (barriga-d’água) caracteriza-se pela inflamação do fígado e do baço causada pelo verme Schistosoma mansoni (esquistossomo). O contágio ocorre depois que larvas do verme são liberadas na água pelo caramujo do gênero Biomphalaria, seu hospedeiro intermediário, e penetram na pele humana. Após o diagnóstico, o tratamento tradicional utiliza medicamentos por via oral para matar o parasita dentro do corpo. Uma nova estratégia tera- pêutica baseia-se na utilização de uma vacina, feita a partir de uma proteína extraída do verme, que induz o organismo humano a produzir anticorpos para combater e prevenir a doença. Instituto Oswaldo Cruz/Fundação Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz). Fiocruz anuncia nova fase de vacina para esquistossomose. Disponível em: http://agencia.fiocruz.br.Acesso em: 3 maio 2019 (adaptado). VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 20 Uma vantagem da vacina em relação ao tratamento tradicional é que ela poderá a) impedir a penetração do parasita pela pele. b) eliminar o caramujo para que não haja contágio. c) impedir o acesso do esquistossomo especificamente para o fígado. d) eliminar o esquistossomo antes que ocorra contato com o organismo. e) eliminar o esquistossomo dentro do organismo antes da manifestação da doença. 3 - (Mackenzie-SP) A elefantíase é uma verminose provocada por um nematódeo, e seu principal sintoma é o inchaço de pés e pernas. Esse inchaço é provocado: a) Pelo acúmulo de vermes nos vasos linfáticos, impedindo a reabsorção de linfa, que se acu- mula nos espaços intercelulares. b) Pelo entupimento de vasos sanguíneos, causado pela coagulação do sangue na tentativa de expulsar os vermes. c) Pelo aumento no número de vermes nas células musculares das regiões infectadas. d) Pelo acúmulo de vermes nos capilares sanguíneos, dificultando o retorno do sangue. e) Pela reação do sistema imunológico à presença dos vermes. 4 - No exame de fezes de um paciente hipotético foi verificada a presença de ovos do tipo” b” e do tipo ”d”. Fonte: FILHO, Altamir de Almeida et al. Ocorrência de enteroparasitoses em feirantes e seu papel como disseminadores em Vitória, Espírito Santo, Brasil. Journal Salus. Espírito Santo. 11 maio 2016. Com base nesta informação, responda: a) Quais sintomas o paciente deve estar sentindo? b) De que forma o paciente pode ter se contaminado com o parasita b? c) Qual o hospedeiro intermediário do parasita d? d) Cite medidas profiláticas para evitar nova contaminação pelo parasita d. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 21 REFERÊNCIAS ACE: Conheça a proteína presente em nosso organismos que facilita a entrada do SARS-CoV-2. Revista bioemfoco, [s. l.], [2022]. Disponível em: . Acesso em: 20 maio 2022. AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2020. 160 p. v. 6 volumes. FILHO, Altamir de Almeida et al. Ocorrência de enteroparasitoses em feirantes e seu papel como disseminadores em Vitória, Espírito Santo, Brasil. Journal Salus. Espírito Santo. 11 maio 2016. Disponível em: http://www.salusjournal.org/magazine/ocorrencia-de-enteroparasitoses-em-fei- rantes-e-seu-papel-como-disseminadores-em-vitoria-espirito-santo-brasil/. Acesso em: 11 maio 2022. MANZZANO, Maria Carolina Rosella. Adaptação dos parasitas. Infoescola. [s. l.] 2022. Disponível em:. Acesso em: 28 maio 2022. 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. RABELLO, Ananza Mara; OLIVEIRA, Daniely Brito de. Impactos ambientais antrópicos e o surgi- mento de pandemias. UNIFESSPA, [s. l.], [2022]. Disponível em: . Acesso em: 22 maio 2022. SENSEVE, Bruna. Vírus HIV está reduzindo a multiplicação no organismo humano. Saúde plena, [s. l.], [2022]. . Acesso em: 20 maio 2022. SM EDUCAÇÃO et al, (org.). Ser Protagonista: Ciências da Natureza e suas Tecnologias. 1. ed. São Paulo: Editora SM, 2020. 160 p. v. 6 volumes. 2º Ano2º Ano VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas ANO DE ESCOLARIDADE REFERÊNCIA ANO LETIVO COMPONENTE CURRICULAR ÁREA DE CONHECIMENTO OBJETO(S) DE CONHECIMENTO COMPETÊNCIA HABILIDADE(S) MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS SIGNIFICATIVAS 22 2 o ano – 3 o Bimestre Ensino Médio 2022 Ciências da Natureza e suas tecnologiasFísica EIXO TEMÁTICO Calor e Movimento. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Trabalho e calor. Primeiro princípio da termodinâmica. 13.1. Aplicar o conceito de energia e suas propriedades para compreender situações envolvendo aquecimento de um corpo por meio de trabalho. 19.1. Saber calcular a energia transferida por realização de trabalho e/ou por troca de calor. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Trabalho de um gás e 1ª Lei da Termodinâmica DURAÇÃO: 6 aulas PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ABERTURA: Tendo como base o currículo referência (CRMG), o docente sempre deve criar situações didáticas varia- das, em que seja possível retomar os conteúdos abordados em diversas oportunidades. Isso pressupõe que o planejamento inclua diferentes modalidades organizativas: projetos didáticos, atividades per- manentes e sequências didáticas. A abordagem metodológica CTS (Ciências, Tecnologia e Sociedade) descrita por Bazzo (2003), Santos e Mortimer (2002) e Delizoicov (2002), entre outros, apontam para a necessidade de uma proposta de trabalho que possa contribuir para um maior significado ao aprendizado das disciplinas do núcleo das ciências naturais. Desse modo, a CTS será auxiliadora para o trabalho dos objetos de conhecimento deste planejamento: Trabalho de um gás e a Primeira Lei da Termodinâmica. Ao fim, espera-se que o estudante compreenda os fenômenos térmicos e suas aplicações. Será inte- ressante ainda que os estudantes consigam compreender as transformações gasosas (isotérmica, iso- bárica, isovolumétrica, adiabática e cíclica) e suas relações com a 1ª Lei da Termodinâmica. B) DESENVOLVIMENTO: Esta sequência didática (SD) que, na prática, são conteúdos seriados com o intuito de levar às finali- dades almejadas, sendo metodicamente estruturadas e organizadas, foi pensada para ser aplicada no VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 23 ensino médio nas modalidades regular e EJA. No decorrer dessa SD será abordado o conceito de trabalho de um gás, transformações gasosas e a 1ª Lei da Termodinâmica. 1º Momento: Sensibilização • Sensibilize os estudantes para uma aproximação da teoria científica, contida nos livros de ciência, com o cotidiano. • Destaque a importância das Ciências para o desenvolvimento tecnológico da nossa sociedade. • Desmistifique a visão de que cientistas são pessoas muito inteligentes sempre vestidas de jaleco branco, fechados nos laboratórios e muito distante do contexto dos estudantes. Contexto histórico É importante que o professor inicie o tema com uma abordagem histórica sobre os gases, suas leis físico-químicas, fazendo um paralelo com a teoria cinética das moléculas. 2º Momento: Diálogo sobre movimento de cargas elétrica e o cotidiano Contextualize o tema estimulando os estudantes para um diálogo aberto sobre os seus conheci- mentos prévios a respeito de algum tipo de gás que eles conheçam, os gases nobres da tabela periódica e os gases reais. 3º Momento: Formalização do tema Explique detalhadamente para os estudantes o conceito de trabalho de um gás confinado em um recipiente hermeticamente fechado. A pressão interna e a variação de volume devida a uma expan- são ou compressão do gás. Investigue se os estudantes reconhecem a conservação da energia ao enunciar a 1ª Lei da Termodinâmica. Enfatize a importância do estudo de um gás ideal e suas transformações isotérmica, isobárica, isocórica, adiabática e cíclica e suas relações com a Lei Geral dos Gases e a PrimeiraLei da Termodinâmica. • Apresente gráficos e diagramas termodinâmicos para que os estudantes consigam inferir dados e conseguirem calcular trabalho de um gás (pelo e sobre o sistema). • O plano de curso 2022, onde as habilidades são referentes ao CBC 2020, não consta a Teoria Cinética das Moléculas. No entanto sugere-se que o professor aborde o tema de forma qua- litativa e teórica, evidenciando: a) a relação intrínseca entre a energia interna com a temperatura. b) o movimento Browniano. 4º Momento: Atividades práticas. A seguir apresenta-se algumas possibilidades educacionais para auxiliar o professor com exem- plos práticos sobre o tema proposto. Atividade 1: Demonstração prática – Transformação isobárica É uma demonstração do departamento de Física da Faculdade de São Paulo disponibilizada no site do departamento de física universitária, que aborda a transformação isobárica. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 24 O professor poderá apresentar para os estudantes o vídeo da aula, caso em sua escola não possua os recursos/materiais técnicos e procedimentais necessários. Vídeo: Tema 07 - Teoria Cinética dos Gases | Experimento - Transformação isobárica. disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=Iw_rFjeNOyQ. Materiais Balão volumétrico com saída lateral, seringa de vidro, rolha transpassada, álcool, secador de cabelo. A partir do experimento realizado no vídeo demonstrativo pode-se fazer a seguinte discussão com os estudantes. 1. Por que a seringa “cai” no bico do balão volumétrico, quando a torneira é aberta? E por que ela não cai quando a torneira está fechada? 2. Por que ao esfregar as mãos gera calor? Neste caso, a seringa subiu, desceu ou permaneceu parada, explique. 3. Com o uso do secador de cabelo, a seringa sobe ou desce? Mais rápido que o contato com as mãos? Explique. 4. Por que usa o álcool para diminuir a temperatura do gás? Atividade 2: Demonstração prática – Transformação isotérmica Seguindo a mesma ideia da atividade 1, esta também uma demonstração do departamento de Física da Faculdade de São Paulo disponibilizada no site do departamento de física universitária, que aborda a transformação isotérmica. O professor a partir do vídeo demonstrativo pode explorar a teoria envolvida e fazer as seguin- tes discussões com os estudantes. Vídeo: Tema 07 - Teoria Cinética dos Gases | Experimento - Transformação isotérmica. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=5AKD44LYVHQ. Materiais: Balão volumétrico com saída lateral, seringa de vidro, rolha transpassada, manômetro de tubos. 1. Qual a função do manômetro? 2. Explique por que variando a pressão de um dos lados do manômetro, a coluna de água com corante também varia. Por que as colunas de água possuem a mesma altura quando o manômetro está em equilíbrio hidrostático? 3. Como foi possível medir a pressão interna do gás? 4. Por que a compressão do gás deve ser feita de forma bem lenta? RECURSOS: Livro didático, quadro, giz, projetor, Balão volumétrico com torneira lateral, seringa, rolha trans- passada, secador de cabelo, álcool, manômetro de tubos. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO: O processo avaliativo deverá ser processual e contínuo, abrangendo todas as atividades. As produ- ções coletivas e individuais, orais (debates, roda de conversa, etc.) e escritas (atividades, avalia- ção escrita, relatório das aulas experimentais), deverão ser avaliadas. A participação e o empenho durante as atividades, também deverão ser considerados no processo avaliativo. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 25 ATIVIDADES 1 - (UEL-PR) Para o estudo da relação entre pressão e volume dos gases, o ar pode ser aprisio- nado em uma seringa hipodérmica com a ponta vedada. Pesos de massas conhecidas são então colocados sobre o êmbolo da seringa e os correspondentes volumes do gás são anotados. Com base nessas informações, aponte a única hipótese que é fisicamente consistente para descre- ver a relação entre pressão e volume do gás na seringa. a) P + V = constante b) P - V = constante c) P = constante d) V = constante . P e) P . V = constante 2 - (UFSC) O pneu de um automóvel foi regulado de forma a manter uma pressão interna de 21 libras- -força por polegada quadrada, a uma temperatura de 14 °C. Durante o movimento do automóvel, no entanto, a temperatura do pneu elevou-se a 55 °C. Determine a pressão interna correspon- dente, em libras-força por polegada quadrada, desprezando a variação de volume do pneu. 3 - Sobre os gases monoatômicos e ideais que passam por um processo de transformação isobá- rica, podemos afirmar corretamente que: a) Toda a quantidade de calor (Q) cedida ao sistema será transformada em trabalho mecânico. b) A quantidade de calor (Q) cedida ao sistema é diretamente proporcional à sua variação de temperatura. c) A energia interna do gás (U) permanece constante. d) A variação de energia interna(ΔU) é inversamente proporcional à variação volumétrica (ΔV). e) A temperatura do gás varia, mas não há trocas de calor entre o sistema e o meio externo. 4 - (UFRGS 2017) Observe a figura abaixo. A figura mostra dois processos, I e II, em um diagrama pressão (P) x volume (V) ao longo dos quais um gás ideal pode ser levado do estado inicial i para o estado final f. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. De acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna é ........ nos dois processos. O trabalho WI realizado no processo I é ........ que o trabalho WII realizado no processo II. a) igual − maior b) igual − menor c) igual − igual d) diferente − maior e) diferente − menor 5 - (URCA 2017 - Adaptada) Considere o texto: Um conceito amplo de calor se refere a forma de transferência de energia não mecânica entre sis- tema e vizinhança, ou seja, uma forma de transferência de energia entre sistema e vizinhança não relacionada a trabalho mecânico, podendo ser decorrente de diferença de temperatura entre sis- tema e vizinhança ou mesmo advinda de radiação solar etc. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 26 Podemos dizer que se um sistema termodinâmico libera para a vizinhança, num certo processo, uma quantidade de calor cujo valor absoluto é 7 joules e realiza um trabalho de 3 joules então, de acordo com a primeira lei da termodinâmica, a variação de energia interna do sistema é, em joules, a) 10. b) -10. c) 4. d) -4. e) 2. REFERÊNCIAS AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. v4, 1. ed. São Paulo. Moderna, 2020. BRASIL. Ministério da Educação. Sistema de Avaliação da Educação Básica - documentos de refe- rência: versão 1.0. Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira; Diretoria de Avaliação da Educação Básica, Brasília, 2018. Disponível em: https://download.inep.gov.br/edu- cacao_basica/saeb/2018/documentos/saeb_documentos_de_referencia_versao_1.0.pdf. Acesso em: 27 maio 2022. GODOY, L. P. et al. Multiversos: ciências da natureza. 1. ed. – São Paulo: Editora FTD, 2020. HEWITT, Paul G. Física Conceitual. 9ª. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002. 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%20do%20Ensino%20M%C3%A9dio.pdf. Acesso em: 05 jun. 2022. 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/1I8T4Cody3pUScohWX4aQVGipgyWLKK8g/view. Acesso em: 05 jun. 2022. TEORIA Cinética dos Gases | Experimento - Transformação isobárica. [s. l.: s. n.] [2022]. 1 vídeo (2 min). Publicado pelo canal Física Universitária. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?- v=Iw_rFjeNOyQ. Acesso em: 22 maio2022. TEORIA Cinética dos Gases | Experimento - Transformação isotérmica. [s. l.: s. n.] [2022]. 1 vídeo (2 min). Publicado pelo canal Física Universitária. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?- v=5AKD44LYVHQ. Acesso em: 22 maio 2022. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 27 EIXO TEMÁTICO Calor e Movimento. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Máquinas térmicas. 14.1. Aplicar o conceito de energia e suas propriedades para compreender situações envolvendo máquinas térmicas. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Segunda Lei da Termodinâmica e Máquinas térmicas DURAÇÃO: 6 aulas PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS A) CONTEXTUALIZAÇÃO/ABERTURA: Tendo como base o currículo referência (CRMG), o docente sempre deve criar situações didáti- cas variadas, em que seja possível retomar os conteúdos abordados em diversas oportunidades. Isso pressupõe que o planejamento inclua diferentes modalidades organizativas: projetos didáti- cos, atividades permanentes e sequências didáticas. A abordagem metodológica CTS (Ciências, Tecnologia e Sociedade) descrita por Bazzo (2003), Santos e Mortimer (2002) e Delizoicov (2002), entre outros, apontam para a necessidade de uma proposta de trabalho que possa contribuir para um maior significado ao aprendizado das disciplinas do núcleo das ciências naturais. Desse modo, a CTS será auxiliadora para o trabalho dos objetos de conhecimento deste planejamento: A Segunda Lei da Termodinâmica e Máquinas Térmicas. Ao fim, espera-se que o estudante compreenda os processos reversíveis e irreversíveis na natureza. Será interessante ainda que os estudantes consi- gam compreender o funcionamento de motores a combustão e o funcionamento de refrigeradores. B) DESENVOLVIMENTO: Esta sequência didática (SD) que, na prática, são conteúdos seriados com o intuito de levar às finalidades almejadas, sendo metodicamente estruturadas e organizadas, foi pensada para ser aplicada no ensino médio nas modalidades regular e EJA. No decorrer dessa SD será abordado o conceito do funcionamento das Máquinas Térmicas. 1º Momento: Sensibilização • Sensibilize os estudantes para uma aproximação da teoria científica, contida nos livros de ciência, com o cotidiano. • Destaque a importância das Ciências para o desenvolvimento tecnológico da nossa sociedade. • Desmistifique a visão de que cientistas são pessoas muito inteligentes sempre vestidas de jaleco branco, fechados nos laboratórios e muito distante do contexto dos estudantes. Contexto histórico É importante que o professor inicie o tema com uma abordagem histórica sobre as máquinas tér- micas, as máquinas a vapor, a máquina de Heron. A Revolução industrial enfatizando os trabalhos de James Joule e James Watt. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 28 2º Momento: Diálogo sobre os tipos de máquinas térmicas e o cotidiano Contextualize o tema estimulando os estudantes para um diálogo aberto sobre os seus conheci- mentos prévios a respeito de algum tipo máquina térmica que eles conheçam, a maria fumaça, o motor a combustão. 3º Momento: Formalização do tema Explique detalhadamente para os estudantes o conceito de processo irreversíveis que ocorrem na natureza. Que naturalmente e espontaneamente os processos físicos tendem a um aumento de desordem (Entropia). Sugestão de vídeos a serem trabalhados com os estudantes: • Vídeo 1: BEST REVERSE VIDEO EVER!?! Disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=lXXrfSE0OZg. • Vídeo 2: Variação da Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica. Disponível em: https:// www.youtube.com/watch?v=fwTRbdVi3hI. 4º Momento: A Máquina Térmica Sugerimos ao professor a leitura de um texto sobre máquinas térmicas com a finalidade de contex- tualizar o tema e propor reflexões para os estudantes se questionarem e formularem questões. Para se aprofundar um pouco mais na história do desenvolvimento das máquinas térmicas, sugerimos a leitura do artigo “Uma breve história das máquinas térmicas”, de José Maria Filardo Bassalo, disponível em: https://seara.ufc.br/wp-content/uploads/2019/03/folclore246.pdf. (Acesso em: 30 maio 2022). As máquinas térmicas reais que temos conhecimento hoje, foram proposta por Sadi Carnot. Estudando essas máquinas, ele percebeu que era necessário que elas funcionassem entre duas fontes de calor mantidas em diferentes temperaturas, denominadas fonte quente e fonte fria. Num motor de automóvel, a fonte quente é a câmara do pistão, onde ocorre a queima do combus- tível. A fonte fria é o meio ambiente, onde são descarregados os resíduos da combustão. Portanto, uma máquina térmica retira uma quantidade de calor Q1 da fonte quente, realiza uma quantidade de trabalho T e rejeita uma quantidade de calor Q2 para a fonte fria (Fig. 1). Fig. 1: Representação do funcionamento de uma máquina térmica. Fonte: AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. v 4, 1. ed. São Paulo. Moderna, 2020. VOLUME 1 Ciências Humanas e Sociais Aplicadas 29 Apresente a definição de Trabalho realizado em uma máquina térmica, seu rendimento e sua eficiência bem como o rendimento de uma máquina térmica operando de acordo com o ciclo de Carnot. • Mostre para os estudantes o funcionamento de um refrigerador, seu funcionamento, sua eficiência. Evidencie as transformações de energia envolvidas em cada processo. Como sugestão: Dialogue/debata com os estudantes uma questão do ENEM com a seguinte discussão: (Enem 2009) A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transpor- tados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubu- lação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos proces- sos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira. Fonte: AMABIS, José Mariano et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. v 4, 1. ed. São Paulo. Moderna, 2020. Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira, a) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da geladeira. b) o calor flui de forma não espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira. c) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira. d) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno. e) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia. Professor, após apresentar o enunciado da questão, se preferir, explique aos estudantes que o que circula pela serpentina inferior é, na verdade, um líquido muito comprimido que sofre um rápido aumento de volume ao chegar à válvula de expansão, evapora ao circular pelo “congelador” (que na verdade é um evaporador), liberando calor, e se condensa ao retornar ao compressor. Aproveite a oportunidade para explorar os itens a e c deste exercício, verifique com os estudantes quais alterações eles poderiam realizar nas alternativas para que elas fossem consideradas corretas. Para esta situação, é esperado que eles proponham que as alternativas possam ser escritas das seguintes formas: a) a expansão adiabática do gás é um processo que cede calor para o ambiente externo ao refrigerador, produzindo o resfriamento do ambiente interno. b) a quantidade de calor cedida ao meio externo é a soma da quantidade de calor retirado do interior da geladeira com a energia recebida do meio externo, em geral energia elétrica. c) Não se espera que o estudante conheça tecnicamente o funcionamento de uma geladeira, mas é indispensável que ele venha a conhecer os aspectos gerais dos processos físicos pre- sentes nas conversões de energia e no transporte dos fluidos