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RELATÓRIO DE APLICAÇÃO DO PROJETO -RAPT RADIAÇÃO SOLAR JEAN CARLOS ALEGRI – pontodamoda@ymail.com UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA Trabalho apresentado como parte integrante da avaliação da disciplina Instrumentação para o Ensino De Física III – FSC9113 Polo: Pouso Redondo Prof. Dr. José Francisco Custódio Filho Pouso Redondo 2018 Sumário 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 4 2 CRONOGRAMA .................................................................................................................... 5 3 APLICAÇÃO .......................................................................................................................... 5 3.1 Aplicação da 1ª aula (22/05):............................................................................................ 5 3.2 Aplicação da 2ª aula (22/05):............................................................................................ 5 3.3Aplicação da 3 ª aula (23/05):............................................................................................ 6 3.4 Aplicação da 4 ª aula (29/05):........................................................................................... 6 3.5 Aplicação da 5 ª aula (29/05):........................................................................................... 7 3.6 Aplicação da 6 ª aula (30/05):........................................................................................... 7 3.7 Aplicação da 7ª e 8ª aulas (05/06): ................................................................................... 8 APÊNDICE I – IMAGENS AULAS MIRIM DOCE ................................................................ 9 Figura 1 ............................................................................................................................... 9 Figura 2 ............................................................................................................................... 9 Figura 3 ............................................................................................................................. 10 Figura 4 ............................................................................................................................. 10 Figura 5 ............................................................................................................................. 11 Figura 6 ............................................................................................................................. 11 Figura 7 ............................................................................................................................. 12 Figura 8 ............................................................................................................................. 12 Figura 9 ............................................................................................................................. 13 Figura 10 ........................................................................................................................... 13 Figura 11 ........................................................................................................................... 14 Figura 12 ........................................................................................................................... 14 APÊNDICE II – MATERIAL MULTIMÉDIA UTILIZADO ................................................. 15 Figura 13 ........................................................................................................................... 15 APÊNDICE III – QUESTIONÁRIOS UTILIZADOS ............................................................. 16 Anexo 1 ............................................................................................................................ 16 Anexo 2 ............................................................................................................................ 17 Anexo 3 ............................................................................................................................ 18 Anexo 4 ............................................................................................................................ 19 APÊNDICE IV – TEXTOS UTILIZADOS ............................................................................. 20 Anexo 6 ............................................................................................................................ 20 Anexo 7 ............................................................................................................................ 21 Anexo 8 ............................................................................................................................ 22 Anexo 9 ............................................................................................................................ 23 Anexo 10 .......................................................................................................................... 24 Anexo 11 .......................................................................................................................... 25 Anexo 12 .......................................................................................................................... 26 Anexo 13 .......................................................................................................................... 27 Anexo 14 .......................................................................................................................... 28 Anexo 15 .......................................................................................................................... 29 4 1 INTRODUÇÃO Apresento o relatório da aplicação do projeto RADIAÇÃO SOLAR realizado para atender a disciplina de Instrumentação para o Ensino De Física III – FSC9113, ministrada pelo Prof. Dr. José Francisco Custódio Filho. O projeto será aplicado na E. E. B. Bruno Heidrich na cidade de Mirim Doce, na turma da segunda série de Ensino Médio Inovador. A turma é composta de 25 estudantes com três aulas semanais de Física. A escola possui uma boa infraestrutura conta com a presença dos pais na escola. Estão presentes nos conselhos de classe, nas assembleias, nos eventos realizados na escola e assim há uma interação entre a escola e comunidade, vários projetos estão em prática como por exemplo: coleta de óleo de cozinha usado, cisterna para captação de água. 5 2 CRONOGRAMA Abaixo o cronograma de aplicação do projeto. Tabela 1 - Cronograma de aplicação das aulas na E.E.B. Bruno Heidrich. CRONOGRAMA DE APLICACAO DAS AULAS EM MIRIM DOCE AULA DATA HORÁRIO TURMA AULA 1 22/05 4 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 2 22/05 5 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 3 23/05 2 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 4 29/05 4 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 5 29/05 5 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 6 30/05 2 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 7 05/06 4 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 8 05/06 5 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 9 06/06 4 Aula Matutino 2 Ano Emi AULA 10 06/06 5 Aula Matutino 2 Ano Emi Fonte: Os autores, 2018 3 APLICAÇÃO 3.1 APLICAÇÃO DA 1ª AULA (22/05): Neste dia foi iniciado a aplicação. Apresentei o tema geral, os objetivos do trabalho geral e específicos e passei aos estudantes o cronograma de aplicação. Após a introdução chamei três estudantes para realizarem o experimentode sensação térmica, deixando a turma bem curiosa com relação a essa atividade. Antes de realizarem o experimento pedi para os mesmos o que esperavam dos resultados. Um deles respondeu que o metal seria mais frio. Então perguntei como será mais frio se ambos estão no mesmo ambiente? Deixei a pergunta no “ar” para a turma discutir. Após realizaram o toque aos objetos e relataram o que sentiram. Após o relato dos mesmos falei o motivo pela qual a sensação de calor foi diferente, que isso é efeito da maior rapidez de absorção de calor nos diferentes materiais. 3.2 APLICAÇÃO DA 2ª AULA (22/05): No mesmo dia (aula dupla) mostrei a diferença entre calor e temperatura, mostrando os equívocos cometidos no dia a dia com esses dois conceitos. Após passei para os estudantes uma cópia da página pagina 219 do livro Física Fundamental (Bonjorno) conforme figura 3 em 6 anexo no projeto. O texto mostra os detalhes de um termômetro, suas partes e como funciona. Ainda nesta aula indaguei os estudantes se sabiam a diferença entre condutores e isolantes de calor. Houve no início pequena confusão entre condutores de calor e condutores de eletricidade, mas após explicação a turma foi entendo a diferença e conseguiu assimilar os conceitos. 3.3APLICAÇÃO DA 3 ª AULA (23/05): Na terceira aula de aplicação a proposta era mostrar o funcionamento de um termômetro com um experimento. Mas para iniciar mostrei no quadro as principais escalas termométricas e como surgiram e a importância de sabermos realizar as conversões dos valores de uma escala para outra. Assim fiz as demonstrações e deixei três exercícios para fazerem a conversão como tarefa. Mostrei que existem vários sites e aplicativos que fazem a conversão de escalas automaticamente e deixei por alguns minutos usarem o celular para fazerem a prova real do havíamos feito como exemplo no quadro. Passei no quadro o endereço: www.metric- conversions.org para os que tiveram dificuldades em encontrar na rede. Após nos deslocamos para o laboratório de Biologia da escola para realização do experimento sobre termômetros. Com o termômetro já montado pela laboratorista Jessica, como uso de matérias reciclados recolhido dos próprios estudantes, os grupos observaram o funcionamento do termômetro. Ao final entreguei a pergunta como tarefa. “Suponha que você esteja no litoral, precise medir a temperatura de uma pessoa que você suspeita estar com febre e o termômetro disponível está com a numeração apagada e não permite a leitura. Na casa em que você se encontra tem fogão e geladeira com freezer. Qual será seu procedimento para graduar o termômetro, de acordo com a escala Celsius” Espera-se que os estudantes tenham a capacidade de relacionar a graduação com a escala do termômetro em Celsius como o ponto de fusão do gelo e o ponto de ebulição da água no litoral. E que entre esses dois pontos deve-se ter 100 partes iguais. 3.4 APLICAÇÃO DA 4 ª AULA (29/05): Antes de iniciar observei se os estudantes haviam respondido à questão proposta na aula anterior. Percebi a que alguns não tentaram, mas uma boa parcela da turma respondeu corretamente. (provavelmente houve cópias por ser uma atividade realizada em casa) 7 Fiz a definição no quadro do conceito de calor e ada evolução desse conceito, mostrei que a transferência de calor depende de três variáveis: massa do corpo – citei como exemplo esquentarmos duas quantidades de água na mesma chama e em chaleiras similares- “a turma concordou que a que tem menos quantidade de água irá esquentar antes”. Que a transferência também depende da quantidade do material da qual a chaleira e feita e da intensidade da fonte de calor. Ao final passei uma questão como atividade extraclasse, receberam a seguinte pergunta: “Pretende-se aquecer certa massa de água até iniciar fervura, para isso dispomos de duas panelas. Uma feita de ferro e outra de alumínio. Qual delas você escolheria para fazer o aquecimento mais rápido? Supondo usar a mesma fonte de calor.” 3.5 APLICAÇÃO DA 5 ª AULA (29/05): Ao seguir com a aula foi realizado em sala a demonstração da transferência de calor por condução. Com um equipamento já montado anteriormente deixei os estudantes observarem o que acontecia com os grãos de milho no decorrer do aquecimento da peça metálica. A turma observou atenta e concluíram que o calor nesse caso se transfere lentamente da direção da parte que está abaixo da chama para a região mais afastada. Um comentário de um estudante chamou- me atenção o mesmo falou que duvidaria que um grão de milho a uns 20cm da chama cairia. Porém o mesmo logo percebeu que sim a cera era aquecida mesmo longe da chama. Após terminar essa parte debatemos em sala sobre os melhores condutores e os melhores isolantes e a importância do uso adequado de cada tipo de material. 3.6 APLICAÇÃO DA 6 ª AULA (30/05): Corrigimos rapidamente a questão da aula anterior “Pretende-se aquecer certa massa de água até iniciar fervura, para isso dispomos de duas panelas. Uma feita de ferro e outra de alumínio. Qual delas você escolheria para fazer o aquecimento mais rápido? Supondo usar a mesma fonte de calor.”. a maioria conseguiu responder corretamente. Falei então que o aquecimento depende nesse caso do material em que a panela é constituída e que a água irá aquecer mais rapidamente onde o material tiver maior coeficiente de condutividade térmica no caso aqui seria a de alumínio. Fiz então outra pergunta oralmente: Em qual das duas panelas a água esfriaria mais rapidamente. Houve contradição na turma. Expliquei que como o Ferro demora mais a 8 receber calor o inverso também vale, sendo assim a panela de alumínio irão esquentar mais rápido, mas também esfriaria mais rapidamente. Ao dar sequência ao planejado iniciei uma aula expositiva da convecção e radiação e sobre densidade. Demostrei então a convecção com uma garrafa cortada no fundo. A garrafa foi colocada sobre uma vela acesa sem possibilidade de entrada de ar pela parte de baixo (somente pelo gargalo) assim logo a vela apagou. Após reacender a vela e colocar no gargalo um pedaço de papel que criava dois caminhos para o ar uma para entra outro para sair. Assim criou-se uma corrente de convecção o possibilitava a entrada de oxigênio não deixando a vela apagar. Os estudantes observaram bem o fenômeno pois perceberam a diferença de temperatura em cada lado do orifício. Comentei que esse fenômeno é o responsável pelas brisas marítimas, e brisas terrestres. Que acontece no interior das panelas com alimentos cozinhando onde há o movimento do liquido mais aquecido para cima e do menos aquecido para baixo criando assim uma corrente de convecção. Também tomei como exemplo os planadores, asas deltas e balões. Deixei claro que a transferência por convecção necessita de matéria e esta deve estar no estado líquido ou gasoso para que haja o deslocamento da mesma. O outro experimento não foi realizado pois no dia não havia sol. Mas comentei que corpos com cores escuras absorvem mais energia, e que corpos de cores claras refletem a energia absorvendo menos. 3.7 APLICAÇÃO DA 7ª E 8ª AULAS (05/06): Nestas aulas foi construído o aquecedor. Os estudantes foram divididos em grupos e cada grupo tinha uma tarefa a ser cumprida. O primeiro grupo preparava as caixas de leite. O segundo lavou e preparou as garrafas pet. Terceiro grupo foi encarregado de cortar nas medidas, lixar e colar os tubos de PVC. Um quarto grupo ficou encarregado de fazer o reservatório. Assim com o projeto em mãos foi iniciado o trabalho de construção, porém as duas aulas não foram suficientes, usei então uma terceira aula nesse dia (aula de matemática).Em vários momentos os estudantes tiveram dúvidas (inclusive eu) mas com o estudo do projeto e algumas adaptações conseguimos finalizar o aquecedor. 9 APÊNDICE I – IMAGENS AULAS MIRIM DOCE Figura 1 Figura 1- Foto retirada durante a aula no laboratório no dia 23/05/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. Figura 2 Figura 2- Fotos tiradas durante demonstração no dia 29/05/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. 10 Figura 3 Figura 3- Foto tirada durante a aula expositiva sobre convecção e radiação no dia 30/05/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce. Fonte: O autor, 2018. Figura 4 Figura 4- Foto tirada durante a demonstração de corrente de convecção no dia 30/05/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce. Fonte: O autor, 2018. 11 Figura 5 Figura 5- Fotos tiradas durante a construção do aquecedor solar no dia 05/06/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. Figura 6 Figura 6- Fotos tiradas durante a construção do aquecedor solar no dia 05/06/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. 12 Figura 7 Figura 7- Fotos tiradas durante a construção do aquecedor solar no dia 05/06/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. Figura 8 Figura 8- Fotos tiradas durante a construção do aquecedor solar no dia 05/06/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. 13 Figura 9 Figura 9- Fotos tiradas durante a construção do aquecedor solar no dia 05/06/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. Figura 10 Figura 20- Fotos tiradas durante a construção do aquecedor solar no dia 05/06/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. 14 Figura 11 Figura 31- Fotos tiradas durante a construção do aquecedor solar no dia 05/06/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. Figura 12 Figura 42- Fotos tiradas durante a aula no laboratório no dia 09/05/2018 na E. E B. Bruno Heidrich – Mirim Doce Fonte: O autor, 2018. 15 APÊNDICE II – MATERIAL MULTIMÉDIA UTILIZADO Figura 13 Figura 13- conversor de unidades de temperatura. Fonte: captura tela site www.metric-conversions.org, 2018. 16 APÊNDICE III – QUESTIONÁRIOS UTILIZADOS Anexo 1 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 17 Anexo 2 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 18 Anexo 3 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 19 Anexo 4 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 20 APÊNDICE IV – TEXTOS UTILIZADOS Anexo 6 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 21 Anexo 7 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 22 Anexo 8 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 23 Anexo 9 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 24 Anexo 10 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 25 Anexo 11 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 26 Anexo 12 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 27 Anexo 13 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 28 Anexo 14 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres) 29 Anexo 15 Fonte: Física Ciência e Tecnologia (Torres)
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