EXPERIÊNCIA DO BARCO A VAPOR CASEIRO CONTRIBUÍ PARA O DESENVOLVIMENTO DOS ALUNOS NA DISCIPLINA DE CIÊNCIAS

Marileide Gonçalves da Silva Moreira; Iolanda Gonçalves Da Silva Miranda; Jozilene Batista de Souza; Kleemier de Miranda Luz

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Trabalho

Título do Trabalho

EXPERIÊNCIA DO BARCO A VAPOR CASEIRO CONTRIBUÍ PARA O DESENVOLVIMENTO DOS ALUNOS NA DISCIPLINA DE CIÊNCIAS

Autores

Marileide Gonçalves da Silva Moreira
Iolanda Gonçalves Da Silva Miranda
Jozilene Batista de Souza
Kleemier de Miranda Luz

Modalidade

Artigo Científico

Área temática

Educação

Data de Publicação

04/02/2020

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/amplamentecursos/235694-experiencia-do-barco-a-vapor-caseiro-contribui-para-o-desenvolvimento-dos-alunos-na-disciplina-de-ciencias

ISBN

978-85-5722-415-5

Palavras-Chave

Experiência. Barco a vapor. Matemática. Operações fundamentais.

Resumo

RESUMO: Desde o desenvolvimento da ciência e aplicação de suas teorias em diferentes campos do conhecimento, tem nos garantido sucesso para a adaptação da vida com a natureza e a sociedade. Desde muito tempo as habilidades do ser humano vêm sendo colocadas em prática em favor de sua própria organização, bem como da necessidade em fazer adaptações de acordo com a sua necessidade e assim o desenvolvimento de suas técnicas ele tornou-se essencial para sua sobrevivência. Desde o desenvolvimento da ciência e aplicação de suas teorias em diferentes campos do conhecimento, tem nos garantido sucesso para a adaptação da vida com a natureza e a sociedade. Desde muito tempo as habilidades do ser humano vêm sendo colocadas em prática em favor de sua própria organização, bem como da necessidade em fazer adaptações de acordo com a sua necessidade e assim o desenvolvimento de suas técnicas ele tornou-se essencial para sua sobrevivência. Este estudo na disciplina de ciências, destina-se a exposição de um barco a vapor caseiro de baixo custo que fora confeccionado com o objetivo de mostrar a transformação de energia térmica em energia do movimento, realizado na Escola Municipal Luiz Candido no distrito de Baixa do Meio, na modalidade do Ensino Fundamental I. Principalmente relacionado a Física, na disciplina de Termodinâmica e ondas. Entendemos que os conhecimentos implícitos neste experimento podem colaborar em outros seguimentos e interaciona-se com outras áreas do conhecimento. As questões acerca do desenvolvimento desta experiência que nos propomos reflete ao atual cenário educacional em que vivemos, sendo que educação, bem como as práticas metodológicas experimentais estão cada vez mais presentes nas escolas e demais repartições de ensino. Está exposição percorre um caminho dinâmico e lúdico no sentido de apostar na experiência para facilitar a assimilação de conhecimento, sendo este de forma mais simples e semiestruturada, possibilitando a inserção de experiências em favor do ambiente e escola. A experiência foi apresentada para turma do Ensino Fundamental I, da Escola Municipal Luiz Candido, do município de Baixa do Meio/Guamaré-RN. Palavras-chave: Experiência. Barco a vapor. Matemática. Operações fundamentais. ABSTRACT . Keywords: 1. INTRODUÇÃO Este trabalho objetiva a apresentar uma experiência de baixo custo na aula de ciência da Esc. Mun. Luiz Candido e destacar a importância para o processo de ensino e aprendizagem de ciência no Ensino Fundamental, apresentamos o experimento, suas análises mais consistentes do ponto de vista da ciência envolvendo a troca de energia. Segundo o que afirma de Costa, (2009, p. 8): [...] o conhecimento prático e o conhecimento teórico andavam em caminhos diferentes, sendo distintos pelas suas origens e seus objetivos. Eles acreditavam que o conhecimento prático se interessava apenas em saber “como fazer”. Era um processo sujeito à descoberta pelo uso, enquanto o conhecimento teórico dizia respeito exclusivamente à razão ou à compreensão das coisas, sugeridas pela observação dos fenômenos, através do conhecimento de suas causas, ou seja, o conhecimento teórico se direcionava para o esclarecimento dos “porquês”. A tecnologia cada vez mais vem desempenhando um papel relevante na educação e principalmente na formação dos professores em diversos conceitos, assim como a de seus educandos. Com base nesses preceitos, a inserção de um modelo de tecnologia, neste caso o instrumento da experiência como ferramenta de auxílio em diversas atividades do ensino, desenvolvemos este exemplo que envolve conhecimentos de ciência, especificamente no campo da energia, que tem como direcionamento, fins educacionais. Assim, todo o trabalho é constituído por meio desta experiência e está todo voltado a ele em si. Entendemos que este servirá como ferramenta didática para apresentar determinado conhecimento, bem como descartar o trabalho que os integrantes tiveram para este produto final. [...] a ciência que estuda as transformações de energia nas quais as variações de temperatura são importantes. A maioria das transformações químicas resulta em alterações nas temperaturas e, portanto, os químicos sempre estiveram envolvidos no desenvolvimento da Termodinâmica como ciência. Medina e Nisenbaum, [20?], p.4. Outrossim, consideramos também o papel dos professores diante desta problemática, sendo ele o o agente facilitador desse processo, afinal a evolução das ideias passo por algúem que pense e que organize de maneira estruturada para que consigamos atingir o objetivos, em outras palavas, tudo isso se deve a ultilização do conhecimento, que vem transformando o progresso do ensino ou modo de compreede-la. Todas as referências apresentadas nesse trabalho são pertinetes a área afim o que abrange o nosso estudo. O teste foi realizado dando um tempo estimado para a realização deste, e todos puderam participar de forma integral e contribuir para formar os dados da pesquisa. 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA As analogias, bem como experiências contribuem significativamente para a compreensão da natureza do ponto de vista alternativo, desde quando não temos totalmente a predisposição cientifica, pois estamos mergulhados em erros conceituais sobre as manifestações da natureza, acrescido de uma herança cultural fundamentada numa visão do senso comum que muitas vezes é indutiva. Martins (2013). O domínio do fogo proporcionou avanços consideráveis aos povos antigos e estes por sua vez puderam “dominar” uma nova grandeza da natureza, pois as experiências diárias observadas pelos seus sentidos davam condições para mensurar e interpretar mais uma vez a natureza. De acordo com as proposições teóricas e empíricas que envolvem a termodinâmica, em que estão intimamente ligados ao comportamento da matéria que observamos efeitos normalmente em caráter macros, porém os conhecimentos pertinentes estão concentrados em escalas microscópicas, sendo que para se chegar a tais conhecimentos, se apoiaram em outras teorias e proporcionalmente deram condições/garantias do surgimento/aperfeiçoamento de outras, como a conservação da energia. Destacamos na Lei Zero que a natureza se manifesta na forma de uma energia, e agora buscamos compreender quais as formas de manifestação são propensas trabalhar, bem como padronizar convencionalmente, assim, antes mesmo de definir, necessitamos compreender seus pressupostos. (Grifo nosso). Linhares (2015). Ao se considerar um corpo que naturalmente é composto por átomos/moléculas/partículas e um determinado estado de agitação, pois sabemos que ela tem uma energia armazenada do tipo potencial que será transformada em cinética (movimento), assim ele variação de energia pode provocar a expansão gás, aumento do volume, pressão, temperatura de modo a variar também o equilíbrio mecânico, químico ou térmico do sistema microscopicamente se tratando já que houve mudança de estado de agitação entre as partículas essa energia associada a esse fenômeno é particular ao próprio sistema, ou seja, uma energia interna desse sistema. Se este sistema em que se encontra este corpo não é perturbado/excitado ele permanece no estado de agitação inicial e sua energia interior depois de um intervalo de tempo não sofre modificações, ou seja, é igual a zero e assim o sistema está isolado. (Grifo nosso). Medina ([20?].). Ao provocar o sistema, de modo a colocá-lo em determinado movimento, depois de um intervalo observaremos que a energia irá oscilar conforme o tempo passa, esta oscilação faz com seja cedida energia manifestada sob outra forma (calor) fazendo com que a energia interna do sistema esteja associada diretamente a essa transformação. (Grifo nosso). Por último e não menos importante, o sistema até aqui já está em plena atividade, um agente externo A (qualquer um que possa provocar variação) o colocou em um estado de agitação e agora o sistema alterou seu estado mudando as suas propriedades iniciais e ao longo deste caminho ele cederá energia de outra forma e a presença desta diferença entre o agente externo e a energia que foi claramente manifestada neste intervalo implicará na variação interna da energia. (Grifo nosso). Linhares (2015). Assim, ao aplicar a mudança de estado de um sistema por meio de uma forma de energia durante um determinado caminho, é o suficiente para mudar as propriedades de um sistema, fazendo com que a energia do sistema seja transformada em outra forma de energia de acordo com variáveis pertinentes ao sistema, expressando assim a conservação da energia do sistema. Medina ([20?].). Ao se aquecer um gás localizado dentro de um recipiente qualquer por exemplo, e sobre ele esteja um êmbolo que possa ser deslocado, ao realizar um trabalho nesse gás, este irá provocar um deslocamento do êmbolo para cima, devido ao aumento da agitação das partículas do gás, assim observaremos o aumento do volume do gás em função da força aplicada no êmbolo. E poderemos notar outras formas de deslocamento e variação de acordo com o trabalho realizado num determinado gás. Medina ([20?].). Figura 1: Barco a vapor caseiro 1. Fonte: Do próprio autor, (2019). 3. MATERIAL UTILIZADO - 2m de Arrame grosso não farpado; - 30cm de arrame fino não farpado; - 2 Latas de refrigerante; - 1 Seringa; - 1 Prego; - 60cm de chapa de ferro; - 2 Pedaços de isopor 10 x 15; - 2 Folhos de isopor 1m x 1,5cm espessura e 1m x 1,0cm espessura; - 1 Vela; - 1 Pacote de algodão; - 1 Sequeiro/fósforo - 1 Recipiente com álcool; - 1 Estilete; - 1 Bandeja de isopor; - 1 Caixa de palitos; 4. METODOLOGIA Esse estudo foi dividido em três etapas: compreensão do objetivo de estudo, exposição do experimento e análise da experiência em forma de discussão e questionamentos. A primeira etapa deste estudo foi efetuada a partir da necessidade em inserir experiências de ciências no Ensino Fundamental I, assim nos motivou a apresentar esta experiência tão significativa para compreender as transformações da energia térmica e em energia de movimento. Figura 2: Barco a vapor caseiro 2. Fonte: Do próprio autor, (2019). Entendemos que a respaldo que a ciência proporciona e toda a eventual projeção que esta experiência dará a aspectos didáticos de forma geral e ainda por considerar o desenvolvimento desta experiência, assim como as demais, muitos conhecimentos importantes que merecem destaques. A partir destes pressupostos procuramos desenvolver uma experiência que refletisse na mesma proporção que a disciplina exige, e que buscasse estimar tópicos propedêuticos que naturalmente são trabalhados no Ensino Fundamental em Ciência em todo o mundo e que se relacionam com as nossas vivências, conforme nosso dia-a-dia. O experimento em si funciona no momento que a água dentro da lata atinge o ponto de ebulição, já que previamente colocamos um algodão umedecido com álcool, assim, ao atingir esse ponto o barco começa a ganhar movimento. Para entender o motivo que faz o barco se movimentar, temos que compreender que o calor no interior da lata, acaba por ser transformado em energia, e está por sua vez provoca um movimento cinético do ar que está dentro do recipiente. Assim, a água que foi colocada dentro da lata por meio da seringa, passa ao estado de ebulição, que por sua vez transforma-se em vapor, em função deste fenômeno, haverá uma pressão no interior do recipiente e ela se torna grande suficientemente, desta forma a forma de se aliviar a pressão se dar por meio da saída do vapor pelo pequeno orifício que foi feita com prego na parte superior da lata. Dessa forma, aplicamos o conceito encontrado, o sistema em questão está ligado ao princípio da conservação da energia. Ou seja, ao fornecermos certa quantidade de energia em forma de calor, de uma fonte quente a um determinado sistema (lata), que aqui seria o algodão que está em chamas. Parte da energia é utilizada para o sistema realizar trabalho, neste caso movimentado o barco que está sobre a água. A outra parte é absorvida pelo sistema, que se transforma em energia interna, ou seja, essa parte da energia é igual a variação da energia. O sistema usou certa quantidade de energia para realizar trabalho, a variação de energia não foi constante, onde houve transferência de energia do meio para o sistema. Assim, a energia acrescentada ao sistema quando este foi aquecido pela chama, já a quantidade de energia cedida pelo sistema que realizou trabalho é a energia interna do nosso sistema. Ele foi desenvolvido de acordo com um plano estruturado e orientações relevantes para a sua construção e funcionamento visando sempre evitar e minimizar situações inapropriadas ou eventuais danos à saúde humana ou ao ambiente. Todos os alunos deram sua parcela de contribuição para a construção deste experimento. Este experimento funcionará desde que algumas regras sejam seguidas, depois torna-lo público o seu desenvolvimento, depois de serem analisado para que possam assim se apropriarem e consigam reproduzir para fins de pesquisa ou de ensino os seus eventuais resultados. Pensando na melhor maneira de estruturar e organizar esta experiência, primeiramente desconsideramos alguns itens farão necessários esclarecer os pressupostos motivadores sobre a experiência, e assim, acompanhar outros trabalhos e discussões com os alunos, No experimento que reproduzimos recebeu o nome de Barco a vapor caseiro, que podem ser colocados conceitos alternativos, depende de quem está sendo questionado. Os levantamentos de questionamentos poderão ser feitos por aqueles que estão participando da dinâmica e poderão ser respondidos por ambos também. Os tópicos introdutórios que o experimento estiver vinculado deverão ser lavados em consideração para fins de desenvolvimentos e explicações de conhecimento. Serão a partir destas definições que julgamos importantes que serão necessárias para que possamos avançar e realizar os processos com segurança, respaldo e ética o caminho da aprendizagem e do desenvolvimento. Demais iremos nos adaptando aplicativo com responsabilidade já que estaremos produzindo informações técnicas e de real relevância. Na busca de alcançarmos nossos objetivos devemos estarmos sensíveis aos resultados se adequarem em razão das próprias consciências cientificas de cada um. O experimento disporá de sugestões bibliográficas e metodológicas para que sejam consultados em favor de melhorar o processo de ensino-aprendizagem e ainda montagem. Diante desse contexto, o desenvolvimento do experimento que produziremos facilitação as trocas de experiências e assim construiremos mais conhecimento a partir deste inicial, que por sua vez resultarão em uma realidade bem diferente do que era antes, alcançaremos os objetivos e, por meio de muito suor e dedicação, alcançaremos o êxito e ficará uma lição. Essa pesquisa conclui-se na discussão e conclusão, em que comentamos sobre os objetivos da pesquisa face ao desenvolvimento do trabalho e análise dos dados. 5. DISCUSSÃO DO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL A atividade em questão, se concentra na apresentação da experiência de um barco a vapor caseiro. Nele estão vinculados conceitos importantes de ciência, assim como, explica-la de modo menos formal, e dessa forma o entendimento ser mais dinâmico e lúdico. 1. No momento inicial, nós fixamos o experimento numa base de isopor para garantir que flutuasse sobre água, já que o metal da maneira que o dispomos seria improvável que flutuasse; 2. Em seguida colocamos água dentro da latinha de refrigerante com o auxílio de uma seringa, devido ao orifício ser pequeno estrategicamente; 3. Colocamos agora o algodão abaixo da lata; 4. Em sequência preparamos o local onde a base de isopor com o experimento vai ficar; 5. Adicionamos álcool ao algodão; 6. Agora fornecemos energia ao sistema por meio de isqueiro/fósforo; 7. Após a água no interior atingir o ponto de ebulição veremos o barco se movimentar; 8. Conhecemos agora o que fez o barco se movimentar por meio de explicação; 9. Notaremos que o barco percorre uma distância, se deslocando da sua posição inicial consideravelmente em relação ao sistema ter entrado em funcionamento. 6. DADOS QUE OS ALUNOS PERCEBERAM ? Velocidade inicial do barco é zero; ? Velocidade do barco durante aumenta; ? Temperatura inicialmente é baixa; ? Temperatura em 100 Cº, atingindo o ponto de ebulição o que garante o movimento do barco; ? Explanação do fenômeno. ? Energia do fogo; 7. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO Muitas experiências envolvendo energia térmica por exemplo podem ser desenvolvidos, assim seja objeto de estudo de uma determinada pessoa ou grupo, conforme ainda uma finalidade e situação. Dessa forma, este experimento fora proposto e nos motivamos a partir da ideia, e reproduzimos a construção de um barco a vapor caseiro, que foi objeto de estudo deste trabalho. A experiência não teve grandes dificuldades em fins de apresentação, nesse artigo estão relacionados diversos conceitos e princípios de ciências. Podemos ainda observar nesta experiência, aplicações práticas das propriedades da energia térmica, relacionadas a conservação da energia, vaporização, pontos de ebulição e outros, conforme foi observado na apresentação do experimento em sala. Observamos o movimento do barco a vapor, conforme a energia cedida pela fonte quente, que fez com que o barco ganhasse energia suficiente para deslocasse. Outrossim, podemos trabalhar o experimento de maneira conceitual e matemática, dependendo do objetivo da aula, bem como comportamento da matéria em seu estado microscópico e macroscópico, e outras relações importantes de temperatura, volume e pressão por exemplo. Portanto a partir deste experimento fomos capazes de compreender o funcionamento de um barco a vapor, apesar de eventuais dificuldades de organização do experimento em sala, os resultados em formato geral obtido foram satisfatórios. 8. REFERÊNCIAS COSTA, M, H, X. As leis da termodinâmica e os motos perpétuos. Trabalho de conclusão de curso. Ji-Paraná- RO, 2009. Disponível em: <http://www.fisicajp2.unir.br/uploads/48059049/arquivos/TCC_MARCONI_HENRIQUE_XAVIER_DA_COSTA_2009_1593157242.pdf> acesso em: 05/05/2019.] Acesso em: 05/06/2019 LINHARES, M, L, C. O estudo da termodinâmica em sala de aula: uma perspectiva crítica a partir da história da ciência. Trabalho de conclusão de curso. Curitiba, PR, 2015. Disponível em: <http://repositorio.roca.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3901/1/CT_COFIS_2014_2_04.pdf> Acesso em: 05/06/2019. MARTINS, M, J, G. Primeira lei da termodinâmica. Relatório de estágio para obtenção do grau de mestre em ensino de Física e Química no 3º ciclo de Ensino Básico e no ensino Secundário. Corvilhã, Portugal, 2013. Disponível em: < https://ubibliorum.ubi.pt/bitstream/10400.6/3188/1/Relat%C3%B3rio%20de%20Est%C3%A1gio.pdf > Acesso em: 05/06/2019. MEDINA, M, N; NISENBAUM, M, A. A primeira lei da termodinâmica. [20?]. Disponível em:< http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/A_primeira_lei_termodinamica.pdf > Acesso em: 05/06/2019.

Título do Evento: EDUCAÇÃO E FORMAÇÃO CONTINUADA NA CONTEMPORANEIDADE
Título dos Anais do Evento: Anais Educação e Formação Continuada na Contemporaneidade
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

MOREIRA, Marileide Gonçalves da Silva et al.. EXPERIÊNCIA DO BARCO A VAPOR CASEIRO CONTRIBUÍ PARA O DESENVOLVIMENTO DOS ALUNOS NA DISCIPLINA DE CIÊNCIAS.. In: Anais Educação e Formação Continuada na Contemporaneidade. Anais...Natal(RN) Evento on-line - Amplamente Cursos, 2019. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/Amplamentecursos/235694-EXPERIENCIA-DO-BARCO-A-VAPOR-CASEIRO-CONTRIBUI-PARA-O-DESENVOLVIMENTO-DOS-ALUNOS-NA-DISCIPLINA-DE-CIENCIAS. Acesso em: 01/05/2025