ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Ensino de Química
Autores
Barbosa de Sousa Nascimento, S. (UEMA) ; da Luz Costa, C. (UEMA) ; Rennan Sousa Vieira, I. (UEMA) ; Alaíde Pereira Sousa, K. (UEMA) ; Célia Pires Costa, M. (UEMA)
Resumo
Um dos grandes desafios atuais do ensino de ciências nas escolas de ensino médio é fazer uma analogia macroscópica com os fenômenos microscópicos. Partindo-se de um modelo didático construído a partir de materiais alternativos, buscou-se demonstrar o movimento das “partículas de um gás”. Onde foi possível analisar sua trajetória caracterizando seu Movimento Browniano. Por meio deste protótipo, é possível assimilar conceitos relacionados à físico-química, visando sua aplicação em escolas de ensino médio.
Palavras chaves
Movimento Browniano; Concepção Alternativa; Ensino de química
Introdução
Um dos grandes desafios atuais do ensino de ciências nas escolas de nível fundamental e médio é construir uma ponte entre o conhecimento e o cotidiano dos alunos. Ao se restringir a uma linguagem formal, o ensino não contempla as várias possibilidades que existem para tornar o ensino de ciências mais atrativo e interessante (VALADARES et al, 2001). A teoria cinética dos gases analisa o movimento molecular dos gases ideais por meio de hipóteses: movimento das moléculas regido pelos princípios da Mecânica Newtoniana; moléculas que não exercem atração ou repulsão umas sobre as outras, exceto quando colidem, de modo que estas colisões sejam totalmente elásticas, colisões de duração desprezível; partículas de tamanho desprezível, em relação ao grande espaço livre entre elas. As hipóteses permitiram criar um modelo que se aplicasse a fenômenos e à teoria dos gases. Este trabalho buscou realizar uma analogia macroscópica que permitisse visualizar o movimento das partículas de um gás “ideal” no qual as interações entre as moléculas são desprezíveis e as colisões elásticas (MOORE, 1976).
Material e métodos
Para a construção do modelo didático utilizou-se materiais alternativos como alfinetes para mapas, motor elétrico, garrafa PET, discos de plástico rígido, fonte de computador e disjuntor, cano, tesoura, cola e furadeira elétrica. Com o sistema montado (Figura 1), foram adicionadas 3 bolas de alfinetes com cores distintas, simulando as partículas de um gás. Em seguida, ligou-se o sistema. Com o sistema em funcionamento, foi possível observar o movimento caótico e desordenado das “partículas de um gás”, registrado por meio de fotos, a partir das quais traçamos a trajetória das partículas designando assim seu Movimento Browniano.
Resultado e discussão
O equipamento apresentado na Figura 1 foi montado por Vieira & Sousa, 2012, inspirados no trabalho de Lacerda (2010), no decorrer da disciplina Estudos dos Gases e Termodinâmica do Curso de Química Licenciatura da Universidade Estadual do Maranhão. Para a montagem do equipamento, utilizaram o motor elétrico de uma impressora. Em 2013, ao longo da mesma disciplina, a primeira autora deste trabalho, aceitou o desafio de construir um modelo objetivando a visualização do “movimento das partículas de um gás”, utilizando o equipamento montado pelos alunos. Assim nasceu este trabalho, o qual simula a agitação das esferas e relaciona o mesmo à temperatura (T) de um gás. A distância entre os dois êmbolos (disco de plástico rígido) representa o volume (V) ocupado pelo gás. O experimento permite determinar a relação entre grandezas macroscópicas (p, V e T) a partir do estudo do movimento de átomos e moléculas. As esferas coloridas retiradas da cabeça de alfinetes de mapas representavam as moléculas de alguns gases. A distância entre os dois êmbolos de plástico representava o volume dos gases, o qual por natureza ocupa todo o espaço do recipiente. A pressão era representada pelas colisões dessas bolinhas. O motor elétrico, com diferentes velocidades, simulava a variação de temperatura. Assim, foi possível estudar o comportamento de um gás, no qual suas partículas estão muito distantes uma das outras, tendo o vazio entre si. Também foi observado que a principal característica dos gases é de praticamente só existir interação entre suas partículas quando elas colidem umas com as outras. Concluindo, foi possível acompanhar a trajetória de cada esfera, em intervalos de 19 segundos, obtendo-se uma sequencia de fotos e assim traçado o “Movimento Browniano das Partículas”.
Figura 1: Sistema construído por Vieira & Sousa (2012) para simular o “comportamento de um gás ideal”
Conclusões
Com a realização do experimento foi possível compreender de forma prática, conceitos sobre a Cinética dos Gases e traçar o percurso de cada esfera (partícula) do sistema, caracterizando o movimento Browniano das partículas.
Agradecimentos
A Deus, a minha família e amigos que contribuíram para realização deste trabalho.
Referências
ATKINS, P. Principios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente / Peter Atkins, Loretta Janes – 3 ed. Porto Alegre Brookman 2006.
Http://www.pontociencia.org.br(experimentosI; autor: Ricardo Lacerda; 23/06/2010.
MOORE, W. J. Físico-química. Vol1., 4ª ed., Edgard Blucher, São Paulo, 1976.
VALADARES, E. C. Propostas de experimentos de baixo custo para o aluno e a comunidade. Rev. Química Nova na Escola, n° 13, maio de 2011. Espaço aberto.
VIEIRA, I. R. S., SOUSA, K. A. P., Propostas de experimentos de baixo custo centrados no aluno e na comunidade – Relatório de aula prática, UEMA, 2013
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