1. Apresentação da Sequência

A sequência didática proposta tem como tema central a 1ª Lei da Termodinâmica, que se ocupa do estudo das trocas de energia na forma de calor e trabalho. A proposta visa proporcionar aos alunos uma compreensão aprofundada dos conceitos de energia interna, trabalho, e suas aplicações em sistemas térmicos, além de discutir as implicações socioambientais dos processos energéticos. A abordagem permitirá que os alunos analisem fenômenos naturais e desenvolvam soluções sustentáveis, alinhando-se à competência específica do ensino médio.

2. Objetivos de Aprendizagem

Objetivos Gerais

• Compreender a 1ª Lei da Termodinâmica e suas aplicações em sistemas térmicos.
• Analisar as transformações e conservações de energia em diferentes contextos.

Objetivos Específicos

#### Aula 1: Introdução à 1ª Lei da Termodinâmica

• Compreender o conceito de trabalho em termodinâmica.
• Identificar as diferenças entre trabalho positivo e negativo em processos de expansão e compressão.

#### Aula 2: Aplicações da 1ª Lei da Termodinâmica

• Analisar gráficos de pressão versus volume e discutir as implicações das variáveis.
• Identificar situações cotidianas onde a energia de um sistema aumenta ou diminui.

3. Habilidades BNCC

• (EM13CNT101) Analisar e representar com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria de energia e de movimento.
• (EM13CNT102) Realizar previsões, avaliar intervenções e construir protótipos de sistemas térmicos voltados à sustentabilidade.
• (EM13CNT201) Analisar e discutir modelos, teorias e leis de diferentes épocas e culturas.

4. Recursos e Materiais

• Quadro branco e marcadores
• Projetor multimídia
• Computadores ou tablets com acesso à internet
• Gráficos impressos de pressão versus volume
• Material para experimentos práticos (ex.: balões, água, recipiente)
• Acesso a simuladores de termodinâmica online (ex.: PhET)
• Folhas de atividades

5. Desenvolvimento das Aulas

Aula 1: Trabalho e a 1ª Lei da Termodinâmica

• Objetivos específicos desta aula
  • Compreender o conceito de trabalho e suas aplicações em sistemas térmicos.

• Duração: 50 minutos
• Introdução/Acolhimento (10 min)
  • Iniciar a aula com uma breve discussão sobre energia no cotidiano. Perguntar aos alunos onde percebem trocas de energia em suas vidas.
  • Apresentar a 1ª Lei da Termodinâmica de maneira simples: “A energia não pode ser criada ou destruída, apenas transformada”.

• Desenvolvimento (30 min)
  • Atividade 1 (10 min): Explicar o conceito de trabalho em termodinâmica, utilizando a fórmula ( W = P Delta V ) (onde (P) é a pressão e (Delta V) é a variação do volume).
  • Atividade 2 (20 min): Dividir a turma em grupos. Cada grupo irá discutir e apresentar exemplos de trabalho positivo e negativo em processos de expansão e compressão de gases. Os alunos devem usar gráficos impressos para ilustrar suas apresentações.

• Fechamento/Síntese (5 min)
  • Realizar uma breve revisão dos conceitos abordados. Perguntar aos alunos como a 1ª Lei da Termodinâmica se relaciona com a sustentabilidade.

• Tarefa/Preparação para próxima aula (5 min)
  • Pedir aos alunos que tragam exemplos de situações em que a energia de um sistema aumenta ou diminui, como um carro acelerando ou um refrigerador funcionando.

• Metodologia ativa utilizada nesta aula: Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP).

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Aula 2: Analisando Gráficos e Sistemas Térmicos

• Objetivos específicos desta aula
  • Analisar gráficos de pressão versus volume e discutir as implicações das variáveis.

• Duração: 50 minutos
• Introdução/Acolhimento (10 min)
  • Revisar rapidamente os conceitos da aula anterior. Perguntar quais exemplos os alunos trouxeram sobre o aumento e diminuição de energia.

• Desenvolvimento (30 min)
  • Atividade 1 (15 min): Introduzir gráficos de pressão versus volume. Explicar como ler esses gráficos e o que cada parte representa.
  • Atividade 2 (15 min): Utilizar simuladores online (como PhET) para que os alunos experimentem mudanças nas variáveis de um sistema térmico. Cada grupo deve registrar suas observações.

• Fechamento/Síntese (5 min)
  • Promover uma discussão em classe sobre como as mudanças nas variáveis afetam o sistema térmico e suas implicações para a sustentabilidade.

• Tarefa/Preparação para próxima aula (5 min)
  • Solicitar aos alunos que escrevam um pequeno texto sobre a importância da 1ª Lei da Termodinâmica em contextos de sustentabilidade.

• Metodologia ativa utilizada nesta aula: Rotação por estações.

6. Avaliação

• Critérios: Participação nas atividades, clareza nas apresentações, capacidade de relacionar os conceitos discutidos.
• Instrumentos: Observação direta, folhas de atividades, e avaliação dos textos escritos.
• Avaliação formativa: Feedback contínuo durante as atividades.
• Avaliação somativa: Análise das apresentações e textos finais.

7. Conexões Interdisciplinares

• Relações com Matemática: Análise de gráficos e fórmulas.
• Relações com Geografia: Discussão sobre o impacto ambiental das transformações energéticas.
• Relações com História: Evolução das máquinas térmicas e seu impacto na sociedade.

8. Extensões e Aprofundamento

• Propor um projeto onde os alunos desenvolvem um protótipo de um sistema térmico sustentável, apresentando suas soluções e implicações.
• Realizar uma pesquisa sobre a história da termodinâmica e suas aplicações na tecnologia moderna.

Data	Aula
15/06	Aula 1: Trabalho e a 1ª Lei da Termodinâmica
17/06	Aula 2: Analisando Gráficos e Sistemas Térmicos