Objetivos

- Entender que a energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas transformada, de acordo com a primeira lei da termodinâmica.

- Calcular trabalho, energia interna e calor trocado utilizando a primeira lei da termodinâmica.

- Aplicar os conceitos da primeira lei da termodinâmica em situações práticas e problemas do mundo real.

- Colaborar com colegas para resolver problemas e desenvolver projetos interativos.

- Desenvolver habilidades de comunicação científica utilizando ferramentas digitais e redes sociais.

Você Sabia?

1. Você sabia? Se a primeira lei da termodinâmica fosse quebrada, máquinas de movimento perpétuo seriam possíveis! Ou seja, nunca mais precisaríamos abastecer um carro.

2. Curiosidade Sideral! Na ciência espacial, a energia é tão valiosa que uma nave espacial precisa reciclar tudo, desde água até calor, para não correr o risco de ficar sem 'combustível' pelo caminho.

3. Isso faz sentido! A lei que você vai aprender está diretamente ligada à conservação da energia. Pense em uma pedalada no parque – toda a energia do pedal é transformada no movimento de sua bicicleta. Nada se perde! ‍♂️➡️

Contextualizando

Imagine se toda vez que você usasse seu celular ou laptop, ele simplesmente desaparecesse ao invés de desligar.  Pois é, sem a primeira lei da termodinâmica, isso seria possível! A sorte é que, enquanto não descobrimos como criar essa mágica, podemos pelo menos entender melhor o funcionamento do mundo ao nosso redor.

A primeira lei da termodinâmica é como a 'maior arrumação cósmica': ela nos diz que nada se perde ou se cria, tudo se transforma. Ela está por trás de como geladeiras mantêm nossa comida fresca, de como carros nos levam a passeios e até mesmo de como as estrelas brilham no espaço. Em resumo, sem essa lei, o universo seria um lugar bem mais caótico, com energia mudando de forma sem qualquer ordem.

Mas o que isso tem a ver com você? Tudo! Quando você entender a 1ª Lei da Termodinâmica, poderá reparar melhor sua bicicleta, projetar uma casa mais eficiente ou até mesmo descobrir como tornar a tecnologia mais sustentável. E ah, talvez até ganhe alguns pontos a mais em física! ✨ Pronto para embarcar nessa jornada cósmica?

Atividade 1: A Cientista Criativa: Digitalizando a Termodinâmica!

Descrição

Preparem-se para uma aventura virtual e interativa! Nessa atividade, vocês vão se tornar 'Cientistas Criativos' e criar um projeto único, combinando elementos digitais e experimentais. O desafio é investigar um fenômeno do cotidiano ou produzir a documentação de um experimento onde a 1ª Lei da Termodinâmica se aplique. Cada grupo trabalhará em conjunto para criar uma apresentação digital, que pode incluir simulações, vídeos, infográficos e muito mais! No final, estaremos prontos para uma 'Feira de Ciências Virtual', onde todos apresentarão suas criações e descobertas.

Materiais Necessários

- Celulares ou computadores com acesso à internet

- Materiais de baixo custo (caldeirões, cubos de gelo, termômetros, garrafas plásticas etc.)

- Ferramentas básicas de edição de vídeo (aplicativos gratuitos)

- Plataformas de simulação online (ex: PhET Interactive Simulations, MrDanPhysics Lab etc.)

- Ferramentas para criação de slides e infográficos (ex: PowerPoint, Google Slides, Canva)

- Materiais de anotações (cadernos, canetas)

- Audácia e imaginação científica!

Passo a Passo

• Formem subgrupos dentro da turma, cada um responsável por uma parte específica do processo. Exemplos: Pesquisa, Experimentação, Simulação, Documentação e Design Visual.
• Cada subgrupo deve pesquisar um fenômeno do cotidiano onde a 1ª Lei da Termodinâmica se aplica ou desenvolver um experimento inovador. Exemplos: Como a energia térmica é convertida em um motor, o funcionamento de uma geladeira, ou até mesmo um novo experimento que vocês criar! 
• Planejem e conduzam o experimento ou interajam com uma simulação online para coletar dados. Observem as variações de temperatura, a troca de energia interna e todo trabalho realizado. Sejam curiosos e atentos aos detalhes! 
• Criem relatórios experimentais detalhados e registrem todos os dados coletados em gráficos e tabelas. Esses dados serão a base para suas apresentações. 
• Utilizem ferramentas de edição de vídeo e gráficos para criar uma apresentação interativa. As informações devem ser claras, com gráficos e imagens intuitivos. Incluam vídeos do experimento, simulações, gráficos animados e tudo que tornar a apresentação mais impactante! ✨
• Organizem as diferentes partes da apresentação digital de modo coerente e envolvente. Certifiquem-se de que a mensagem esteja clara e todos possam entender os conceitos apresentados. 
• Finalizem o projeto com uma revisão coletiva, ajustando detalhes, e submetam à plataforma escolhida. Lembrem-se: o impacto visual e criativo pode fazer toda a diferença para tornar a ciência mais atrativa e compreensível! 

O Que Você Deve Entregar?

Ao final do projeto, cada grupo deve entregar uma apresentação digital interativa (vídeo, postagem em blog, etc.) de 15 a 20 minutos, explicando e demonstrando a aplicação da 1ª Lei da Termodinâmica em um fenômeno do cotidiano ou em um experimento planejado. A apresentação deve ser clara, criativa, informativa e envolvente, utilizando os recursos tecnológicos e visuais sugeridos acima. As entregas deverão ser consolidadas em um repositório digital acessível a todos os alunos e colaborativamente organizado.

Atividade 2: A Grande Experiência: Simulando o Impossível

Descrição

Hora de colocar em prática toda a teoria aprendida de forma divertida e desafiadora! A missão agora é criar uma grande simulação interativa onde a turma toda poderá ver na prática como a 1ª Lei da Termodinâmica se aplica em situações cotidianas e reais. Vocês irão desenvolver uma espécie de jogo que explique e demonstre de forma lúdica e educativa os conceitos de troca de energia, trabalho e calor. O jogo poderá ser acessível online, como um web app ou até mesmo um aplicativo utilizando plataformas como Scratch ou Tinkercad. Vamos nessa?

Materiais Necessários

- Celulares ou computadores com acesso à internet

- Plataformas de desenvolvimento de jogos (ex: Scratch, Tinkercad)

- Ferramentas de edição de vídeo e imagem (ex: Canva, PicMonkey)

- Materiais de anotações (cadernos, canetas)

- Ferramentas básicas de codificação e criação de jogos

- Audácia e imaginação científica!

Passo a Passo

1. Brainstorm Digital: Reúnam-se (virtual ou presencialmente) e façam um brainstorming sobre ideias para o jogo. Pensem em cenários cotidianos (como cozinhar, andar de bicicleta, etc.) onde possam demonstrar troca de calor, energia e trabalho. Anotem tudo em um quadro branco interativo ou no Canva.
2. Divisão de Tarefas: Dividam-se em subgrupos menores, cada um responsável por uma parte do desenvolvimento. Alguns cuidarão da pesquisa, outros do design visual, programação e teste. Certifiquem-se que todos os alunos estão participando ativamente de alguma tarefa.
3. Pesquisa: Pesquisem sobre exemplos práticos da aplicação da 1ª Lei da Termodinâmica nos cenários escolhidos. Isso ajudará a fundamentar a simulação e torná-la mais realista. Anotem todos os dados relevantes para usar nas simulações.
4. Desenho dos Cenários: Com base na pesquisa, comecem a construir os cenários para o jogo. Se precisarem, usem ferramentas como Canva ou até mesmo softwares de desenho 3D e programas gráficos.
5. Programação: Suborquestem o desenvolvimento, comecem a programar os elementos do jogo. Utilizem as ferramentas de programação disponíveis para você, como Scratch ou Tinkercad, adicione diálogos, objetos interativos e a lógica dos cálculos termodinâmicos. Revisem o código e simplifiquem sempre que possível.
6. Testes Iniciais: Com o protótipo inicial pronto, façam testes com alguns colegas ou até mesmo familiares. Anotem possíveis bugs e áreas de melhoria do jogo.
7. Ajustes e Melhorias: Com base no feedback, façam os ajustes necessários, melhorem a jogabilidade e corrijam erros. Garantam que o jogo esteja funcional e intuitivo.
8. Criação do Material de Apresentação: Compilando as informações, criem uma apresentação digital que explique o jogo, os conceitos da 1ª Lei da Termodinâmica utilizados e dê um panorama completo do processo criativo.
9. Feira de Ciências Digital: Apresentem o jogo e a pesquisa prática para toda a turma e outros convidados. Preparem-se para responder perguntas e discutir os conceitos aplicados e as dificuldades encontradas durante o desenvolvimento.
10. Celebração! Comemorem!  Vocês criaram algo incrível que pode ser compartilhado com muitas outras pessoas para tornar a física mais acessível e divertida.

O Que Você Deve Entregar?

Vocês devem criar um jogo interativo e educativo que demonstre os conceitos da 1ª Lei da Termodinâmica através de uma simulação. O jogo deverá ser criado usando uma plataforma de desenvolvimento acessível online (como Scratch ou Tinkercad) e deverá ser atraente visualmente e educativo. O jogo deve ser acompanhado de uma apresentação digital (vídeo, infográfico, slides) explicando o processo criativo, os conceitos envolvidos, e como a 1ª Lei da Termodinâmica se aplica em cada etapa. Sejam criativos, usem elementos visuais atrativos e deixem o jogo intuitivo. Não se esqueçam de testar o jogo com outros alunos para garantir que ele cumpra sua função educativa e que as mecânicas estejam bem ajustadas.

Atividade 3: Super Hackathon de Energia: Desenvolvendo um Protótipo Sustentável

Descrição

Preparem-se para um 'Mega Hackathon de Energia'! Nessa atividade, vocês terão a missão de desenvolver um projeto prático e tecnológico para demonstrar a aplicação dos conceitos da 1ª Lei da Termodinâmica. Vocês vão realizar uma extensa pesquisa sobre maneiras inovadoras de usar e transformar energia e, em seguida, criar um protótipo físico, cálculos detalhados e documentação visual. No final, estaremos prontos para criar uma exposição digital onde todos os subgrupos irão apresentar seus protótipos e como a Lei da Termodinâmica está presente em cada solução proposta.

Materiais Necessários

- Celulares ou computadores com acesso à internet

- Materiais de baixo custo para prototipagem (garrafas plásticas, palitos de madeira, papéis, cartolinas, arame, LEDs, pequenas pilhas, canudos, etc.)

- Ferramentas básicas (tesoura, cola, fita adesiva, marcadores, régua, etc.)

- Ferramentas de criação digital (Photoshop, Canva, aplicativos de edição de vídeo gratuitos)

- Plataformas de apresentação (Google Slides, PowerPoint, Prezi, etc.)

- Audácia e imaginação científica!

Passo a Passo

1. Divisão de Tarefas: Dividam-se em subgrupos menores, cada um responsável por uma parte específica do projeto. Exemplos: Pesquisa, Prototipagem, Documentação Visual, Apresentação.
2. Pesquisa Inicial: Comecem pesquisando maneiras práticas e inovadoras de transformação e uso de energia. Encontrem exemplos onde a 1ª Lei da Termodinâmica está presente. Anotem e organizem bem todas as informações.
3. Brainstorming e Seleção de Ideias: Usem as informações da pesquisa para gerar ideias de protótipos sustentáveis. Anotem todas e votem nas mais factíveis e interessantes. Leve em consideração a disponibilidade dos materiais que serão utilizados.
4. Planejamento do Protótipo: Visualizem como será o protótipo, desenhem os primeiros esquetes e comecem a organizar o material necessário. Planejem como irão coletar os dados para cálculos posteriores.
5. Construção do Protótipo: Coloquem a mão na massa! Cada subgrupo precisa construir seu protótipo sustentável, documentando cada etapa do processo. Durante a prototipagem, coletem dados relevantes para os cálculos da 1ª Lei da Termodinâmica.
6. Cálculos Detalhados: Calculem a energia interna, trabalho e troca de calor do seu protótipo de acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica. Documentem esses cálculos e os exibam de forma compreensível.
7. Feedback e Ajustes: Realizem testes com seus protótipos para verificar a eficácia e identificar possíveis melhorias. Ajustem o projeto conforme necessário usando a teoria da 1ª Lei da Termodinâmica.
8. Documentação Visual: Criem uma apresentação digital detalhada sobre o protótipo e o processo. Usem vídeos, imagens, gráficos e textos claros para explicar cada etapa do projeto e como a termodinâmica foi aplicada.
9. Consolidação do Material: Juntem todos os elementos (apresentação, vídeos, gráficos, relatórios) e hospedem em um repositório digital acessível para que todos possam acessar e revisar.
10. Apresentação na Exposição Digital: Preparem-se para uma exposição virtual onde cada subgrupo terá a oportunidade de apresentar seu protótipo e conceitos de energia aplicados, respondendo perguntas e discutindo os processos e desafios enfrentados.
11. Celebração e Feedback: Aproveitem para celebrar as realizações! Recebam o feedback dos colegas e do professor, anotem sugestões de melhoria e considerem oportunidades futuras de aprimorar o projeto.

O Que Você Deve Entregar?

Cada subgrupo deve entregar um protótipo físico funcional, acompanhado de uma documentação detalhada. A documentação deve incluir relatórios escritos, cálculos da 1ª Lei da Termodinâmica, imagens, vídeos e uma apresentação digital. Os protótipos e toda documentação devem ser hospedados em um repositório digital acessível onde todos os alunos possam compartilhar, discutir e aprender com as ideias de seus colegas. Na exposição digital, cada subgrupo terá aproximadamente 10 a 15 minutos para apresentar seus trabalhos, explicar os conceitos físicos aplicados e como eles desenvolveram a solução apresentada.