AnimaçãoDensidade e Temperatura

CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA

Química1ª Série | Ensino Médio

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Objetivo geral:

Compreender a influência que a temperatura

exerce sobre a densidade da matéria.

Objetivos específicos:

Reconhecer a influência da temperatura na

densidade de uma substância;

Identificar o processo de dilatação e

contração térmica da matéria;

Identificar o processo de dilatação térmica

anômala da água.

Pré-requisitos:

Não há pré-requisitos.

Tempo previsto para a atividade:

Consideramos que uma aula (45 a 50 minu-

tos) será suficiente para o desenvolvimento

das atividades propostas.

Animação (Software)

Tema: Densidade e Temperatura

Área de aprendizagem: Química

Conteúdo: Densidade

Conceitos envolvidos: densidade, dilatação térmica da matéria, dilatação

anômala da água.

Público-alvo: 1ª série do Ensino Médio

Coordenação Didático-Pedagógica

Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Redação

Gislaine Garcia

Revisão

Alessandra Muylaert Archer

Projeto Gráfico

Eduardo Dantas

Diagramação

Romulo Freitas

Revisão Técnica

Nádia Suzana Henriques Schneider

Produção

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro

Realização

Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação

Ministério da Ciência e Tecnologia

Ministério da Educação

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pera

turaIntrodução

A apresentação desta animação deverá oferecer subsídios

que contribuam para o desenvolvimento pedagógico de suas

aulas. O guia oferece sugestões na apresentação do conteúdo

aos alunos, servindo também como âncora na apresentação

do tema. Para tanto, utiliza uma linguagem didática e busca

exemplos nas atividades diárias.

Não se esqueça de reservar com antecedência a sala de infor-

mática para a apresentação da aula:

Também é importante observar os requisitos técnicos para a

utilização do software:

Sistema operacional Windows, Macintosh ou Linux.•

Um navegador Web (Browser) que possua os seguintes •

recursos: Plug-in Adobe Flash Player 8 ou superior instala-

do e recurso de Javascript habilitado pelo navegador.

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Apresentação do TemaO tema Densidade e Temperatura desperta um interesse maior nos alunos devido ao caráter peculiar que possui.

Por isso, em geral, os alunos terão conhecimentos prévios sobre esse assunto. Caberá ao professor desfazer os

possíveis enganos causados pelo senso comum e reafirmar ou questionar as noções prévias que forem relevantes

ao tema. Contudo, nesta apresentação é importante que os alunos saibam identificar a influência que a tempera-

tura exerce sobre a densidade das substâncias e matérias. Além disso, os alunos precisam entender o processo da

dilatação térmica sofrida pela matéria ao passar por um processo de aquecimento nos diferentes estados físicos.

Atividades – Na Sala de ComputadoresPara dar início ao tema, a animação apresenta a importância que a temperatura exerce sobre a densidade das

substâncias.

A influência da temperatura na densidade de uma substância

1.

2.

Observe que a animação começa apresentando um guindaste com uma barra de ferro em sua extremidade e uma

espécie de tonel contendo ferro fundido (em estado líquido). A ilustração mostra que a temperatura do ferro e o

seu estado físico influem diretamente na densidade que ele terá, portanto o ferro em estado líquido é menos den-

so, permitindo que a barra de ferro afunde dentro do tonel.

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Tem

pera

turaDestaque para os alunos outro exemplo interessante na animação, que é a

relação da temperatura com a densidade relativa do ar. Quando a tempera-

tura está alta – em 35 graus – a densidade do ar diminui no marcador, e o con-

trário acontece nas temperaturas mais baixas, quando a densidade aumenta.

Converse com os alunos sobre a relação direta entre temperatura e densi-

dade, ressaltando que o aquecimento ou o resfriamento da substância irá

determinar o aumento ou a diminuição da densidade. Em geral, quanto mais

quente a substância, menos densa será, porém há exceção. Vale lembrar,

portanto, que uma das características da densidade é variar de acordo com a

temperatura, e isso ocorre devido à dilatação térmica da matéria.

Dilatação Térmica da Matéria

Explique para os alunos que, em geral, quando aumentamos a temperatura de uma matéria ou substância, esta aumenta o seu

volume pela dilatação térmica. Quando submetemos a matéria ao resfriamento, tende a diminuir o volume pela contração

térmica.

Esclareça que a expansão térmica ocorre devido às vibrações (energia cinética) das moléculas, que fazem com que elas se afas-

tem umas das outras, provocando um aumento do volume da matéria. O contrário ocorre no resfriamento, pois o espaço entre

as moléculas diminui devido a uma menor vibração entre elas, diminuindo, portanto, o seu volume.

Lembre aos alunos que as situações do cotidiano podem ajudar a fixar o conteúdo. Por exemplo, quando temos um pote de

vidro com tampa de metal, uma das formas para conseguirmos abri-la sem fazer força é aquecendo a tampa, para que seja dila-

tada pelo aquecimento e facilite a abertura. Outro exemplo comum é o aquecimento das formas de metal para desenformar

sobremesas como pudim e manjar, que são mais difíceis de serem desenformadas em temperatura ambiente.

mais detalhes!

Proponha que os alunos

complementem seus

conhecimentos sobre

densidade e temperatu-

ra através da leitura do

texto Densidade - Quí-

mica Virtual, escrito pelo

Profº Emiliano Chemello,

disponível em: www.qui-

mica.net/emiliano/vesti-

bucast/densidade.pdf

professor!

Este guia foi prepara-

do pensando em uma

aprendizagem dialógica. O

objetivo é favorecer a todo

momento os insights da

turma, sendo você a peça

fundamental na constru-

ção deste conhecimento.

Faça uma ótima aula!

dica!

Leitura complementar:

Disponível em: http://

www2.fc.unesp.br/experi-

mentosdefisica/fte_list.htm

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Dilatação Térmica Anômala da Água

Em geral, há o aumento da densidade de sólidos e líquidos, quando aquecidos. Entretanto, existem substâncias

como a água que, em determinados intervalos de temperatura, sofrem o fenômeno inverso, isto é, diminuem de

volume quando a temperatura aumenta. Isso corresponde à dilatação térmica anômala da água.

Porém, é bom deixar claro que esse fenômeno ocorre com a água em temperaturas abaixo de 4 graus Celsius. Nes-

se caso, ao colocarmos a água em baixíssimas temperaturas, ela congela e aumenta o seu volume. E ao aquecer-

mos a água em seu estado sólido, ela irá diminuir o seu volume, derretendo os blocos de gelo.

Somente quando a água atingir a temperatura de 4 graus Celsius irá se comportar como as demais substâncias,

ou seja, aumentar o volume de acordo com o aumento da temperatura. Isso ocorre porque através das vibrações

dos átomos da água ocorre o distanciamento causado por essas vibrações. Vale lembrar que o gálio, o germânio,

o bismuto e o antimônio são outros elementos que também se comportam como a água quando submetidos ao

aquecimento, durante o processo de dilatação.

Destaque a frase apresentada na tela: “Se o gelo fosse mais denso que a água líquida, quando a superfície dos

lagos congelasse, o bloco de gelo formado desceria continuamente até o congelamento de todo o lago”.

Seguindo este raciocínio, explique aos alunos que devido à menor densidade da água na forma sólida, ou seja, a

zero grau Celsius, o gelo que se forma não afunda na água em seu estado líquido. Isso também explica porque os

icebergs não afundam nos lagos, possibilitando a vida abaixo das geleiras. A dilatação térmica da água permite a

vida aquática no lago congelado, pois o bloco funciona como um cobertor, não deixando que o calor armazenado

no verão se dissipe na atmosfera.

professor!

Lembre-se que a curio-

sidade e o interesse são

os principais motivado-

res da aprendizagem!

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Atividades ComplementaresSugira aos alunos que realizem uma pesquisa mais aprofundada sobre densidade e temperatura. Ao final da atividade, você

poderá pedir aos alunos que repassem as telas apresentadas, identificando os conceitos principais.

Peça aos alunos para realizarem a seguinte experiência: eles deverão ir até uma escada ou na janela de um prédio levando dois

pedaços de folha de caderno, sendo que uma amassada formando uma bolinha e outra aberta sem amassar. Em seguida, eles

deverão jogar os dois pedaços de papel ao mesmo tempo e deverão verificar o que acontece.

Solicite aos alunos que verifiquem com pessoas próximas se elas têm o costume de usar o princípio da dilatação da matéria na

cozinha. Em seguida, os alunos deverão pesquisar em que outras situações esse princípio pode ser utilizado.

AvaliaçãoUm dos objetivos da avaliação é verificar o alcance das informações apresentadas e quais os conhecimentos adquiridos.

As situações apresentadas pelos alunos indicarão se os objetivos da aula foram atingidos. Você poderá propor, informalmente,

algumas questões que desafiem o grupo de alunos. Essas questões devem ser elaboradas em função do conteúdo que vem

sendo estudado e do avanço do grupo em relação ao tema.

Este é um momento propício para você confirmar o que os alunos já sabem e encorajá-los a avançar nos estudos. Lembre-se

que também é importante avaliar o seu próprio trabalho!

3.

b)

c)

a)

4.

ANIMAÇÃO - SOFTWARE

EQUIPE PUC-RIO

Coordenação Geral do ProjetoPércio Augusto Mardini Farias

Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon Ricardo Queiroz Aucélio

Assistência Camila Welikson

Produção de Conteúdos PUC-Rio

CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação GeralGilda Helena Bernardino de Campos

Coordenação de Software Renato Araujo

Assistência de Coordenação de Software Bernardo Pereira Nunes

Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque

Coordenação de Produção dos Guias do ProfessorStella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Assistência de Produção dos Guias do ProfessorTito Tortori

RedaçãoAlessandra Muylaert ArcherGisele da Silva MouraGislaine Garcia

DesignIsabela La Croix Romulo Freitas

RevisãoAlessandra Muylaert ArcherCamila Welikson Gislaine Garcia