Contextualização
A ciência e o estudo da termometria - a medição de temperatura - e a calorimetria - o estudo das trocas de energia - são fundamentais para a compreensão da natureza ao nosso redor. Calor e temperatura são conceitos distintos, mas frequentemente confundidos. A temperatura é uma medida da energia cinética média das partículas em um objeto, enquanto o calor é a transferência total de energia cinética de uma parte do objeto para outra ou entre objetos devido a uma diferença de temperatura.
Neste projeto, vocês irão explorar os conceitos de calor e temperatura, bem como suas diferenças. A partir de atividades práticas, vocês irão potencializar seus conhecimentos teóricos e comprovar de maneira experimental as teorias estudadas.
Ao longo da vida cotidiana nos deparamos com situações em que o calor e a temperatura têm papel central. Isso vai desde decidir qual roupa usar de acordo com a previsão do tempo, escolher a temperatura ideal para cozinhar um alimento ou até mesmo no processo de refrigeração dos alimentos para preservação. Além disso, o estudo desses conceitos é essencial em muitas áreas da ciência e tecnologia, como a meteorologia, a medicina, a engenharia e a física.
Os processos físicos e químicos que ocorrem ao nosso redor e em nosso próprio corpo estão intimamente ligados à temperatura e ao calor. Por exemplo, a sensação de calor ou frio ao tocar um objeto está diretamente relacionada à transferência de calor entre o objeto e a nossa pele, e isso é mediado pela temperatura. Portanto, entender esses conceitos pode nos ajudar a entender melhor o mundo ao nosso redor e pode até mesmo nos permitir desenvolver tecnologias para controlar e manipular essas propriedades.
Para se aprofundar nos conceitos de calor e temperatura, recomendamos os seguintes recursos:
Atividade Prática: Experimentos com Calor e Temperatura
1. Objetivo do Projeto
Nesta atividade, vocês irão colocar em prática os conceitos de calor e temperatura, realizando experimentos que ajudarão a entender melhor esses fenômenos. O objetivo é que, ao final do projeto, vocês sejam capazes de diferenciar temperatura, calor e sensação térmica, e entender como eles atuam nas diferentes situações cotidianas.
2. Descrição Detalhada do Projeto
Os grupos devem realizar três experimentos simples que mostrem a diferença entre calor e temperatura, bem como influenciam nossa sensação térmica. Cada experimento será seguido de uma discussão para consolidar o aprendizado.
3. Materiais Necessários
Para a realização dos experimentos, serão necessários os seguintes materiais:
- Três recipientes de vidro ou plástico transparente
- Três termômetros
- Água gelada e quente
- Cubos de gelo
- Chaleira para aquecer a água
- Metais variados (ex: moedas, chaves de metal)
- Um pedaço de papel
- Isqueiro ou fósforos
- Luvas térmicas
4. Metodologia
Experimento 1 - Comparando Temperaturas
- Encha dois recipientes com a mesma quantidade de água, um com água gelada e outro com água morna.
- Coloque um termômetro em cada recipiente e registre as temperaturas iniciais.
- Adicione um cubo de gelo em cada recipiente.
- Anote as temperaturas dos recipientes a cada minuto, durante 10 minutos.
- Compare as temperaturas registradas e analise os resultados.
Experimento 2 - Transferência de Calor
- Coloque diferentes tipos de metais (moedas, chaves de metal) em um recipiente com água quente por 5 minutos.
- Após o tempo, remova os metais (use luvas térmicas para evitar queimaduras) e coloque-os em um recipiente com água fria.
- Observe a reação da água e relate o que aconteceu.
Experimento 3 - Sensação Térmica
- Coloque um pedaço de papel no congelador e deixe por alguns minutos.
- Pegue o papel (que estará muito frio) e segure-o com uma mão, e com a outra mão, segure um pedaço de papel em temperatura ambiente.
- Registre a sensação térmica de cada mão.
Após a realização dos experimentos, cada grupo deve elaborar um relatório com as observações, resultados e discussões relacionadas a cada experimento. O relatório deve ser estruturado da seguinte maneira:
- Introdução - Contextualize o tema, sua relevância e aplicação no mundo real, bem como o objetivo deste projeto.
- Desenvolvimento - Explicitar a teoria por trás do(s) tema(s) central(is) do projeto, explicar a atividade em detalhes (descreva os experimentos, a metodologia utilizada) e por fim apresentar e discutir os resultados obtidos.
- Conclusão - Concluir o trabalho retomando seus pontos principais, explicitando os aprendizados obtidos e as conclusões retiradas sobre o projeto.
- Bibliografia - Indicar as fontes em que se basearam para trabalhar no projeto como livros, páginas da web, vídeos, etc.
Cada grupo tem uma semana a partir da data de início para realizar os experimentos e entregar o relatório escrito.
