Objetivos
- Aprender a aplicar os conceitos de termodinâmica na resolução de problemas do cotidiano.
- ️ Entender o funcionamento básico das máquinas térmicas e suas aplicações práticas.
- Explorar a possibilidade de inovação e sustentabilidade ao projetar novos tipos de máquinas térmicas.
- Desenvolver habilidades de pesquisa, trabalho em equipe e comunicação ao realizar experimentos e projetos colaborativos.
Você Sabia?
1. Sabia que motores de carros e até turbinas de avião são exemplos de máquinas térmicas? É, você já convive com essas engenhocas diariamente!
2. No supermercado, o que consegue manter aquele sorvete bem geladinho em pleno verão? Termodinâmica! Os freezers usam máquinas térmicas para fazer seu trabalho.
3. Ar condicionado não é mágica, mas é quase! Eles utilizam ciclos termodinâmicos para mover calor de dentro da casa para fora, mantendo você fresquinho no calorão.
Contextualizando
Imagine um mundo sem geladeiras para manter o seu sorvete deliciosamente congelado no verão. E sem motores para te dar carona ou fazer o avião decolar! Mesmo simples, essas máquinas fazem parte da nossa vida diária, e todas têm algo em comum: a termodinâmica. A termodinâmica é a ciência que estuda as leis básicas do calor e como ele pode ser convertido em trabalho útil.
Agora, vamos falar de uma máquina lendária: a máquina a vapor, que teve suas bases desenvolvidas por Thomas Newcomen no início do século XVIII e foi aprimorada por James Watt em 1765. Esta inovação revolucionou a Revolução Industrial e marcou o início da era das máquinas térmicas. Desde então, evoluímos para os potentes motores de nossos carros e avançadas turbinas de aeronaves. Sem máquinas térmicas, o mundo seria muito, muito diferente (e talvez bem menos confortável!).
E por último, mas não menos importante, essas máquinas são super atuais! Em um mundo onde a sustentabilidade é a palavra de ordem, entender como as máquinas térmicas são eficientes e sustentáveis é essencial. Dos carros elétricos aos sistemas de refrigeração e ar condicionado e, sim, até os processadores de seus celulares – todas as grandes inovações tecnológicas usam conceitos de termodinâmica. Ou seja, estamos rodeados por máquinas que funcionam graças a esses conceitos maravilhosos que vamos explorar juntos! Vamos nessa?
Atividade 1: A Feira do Futuro: Design de Máquinas Térmicas Inovadoras!
Descrição
Preparem-se para uma jornada inovadora! Vamos criar uma 'Feira do Futuro' especial, onde vocês, como uma turma unida, projetarão as máquinas térmicas mais inovadoras e sustentáveis que o mundo nunca viu! Esta atividade permitirá que todos vocês mergulhem nas profundezas da termodinâmica, utilizando conceitos de eficiência, ciclos e calor gerado para esboçar ideias que podem mudar o mundo. Será uma combinação de pesquisa, design e trabalho em equipe, onde cada um de vocês terá um papel crucial para o sucesso do projeto. Ao final, apresentem suas criações de forma digital e interativa para o mundo!
Materiais Necessários
- Celulares ou Computadores
- Ferramentas de Pesquisa (Google Scholar, Portal Educação, etc.)
- Software Tinkercad para design 3D
- ️ Ferramentas de Comunicação (Google Meet, Zoom, WhatsApp, etc.)
- Google Docs para documentação
- Acesso à internet
Passo a Passo
- Passo 1: Inicialmente, cada aluno deverá se juntar a um dos grupos de pesquisa. Dividam-se em subgrupos dentro do grupo maior para tarefas específicas (pesquisa sobre eficiência, design e inovação, cálculos termodinâmicos, etc).
- Passo 2: Realizem uma pesquisa extensa sobre máquinas térmicas existentes e suas aplicações atuais. Encontrem artigos acadêmicos, vídeos educativos no YouTube e outras fontes confiáveis.
- Passo 3: Com base nas pesquisas, cada subgrupo deve começar a esboçar ideias para uma máquina térmica inovadora e sustentável. Lembrem-se de considerar eficiência energética, impacto ambiental e possíveis aplicações práticas.
- Passo 4: Utilizem o Tinkercad ou outra ferramenta de design 3D para criar um protótipo digital da máquina térmica de vocês. Incluam detalhes técnicos e visuais, mostrando como a máquina funcionará e que tipo de energia ela converterá.
- Passo 5: Paralelamente, cada subgrupo deve realizar cálculos detalhados de rendimento, eficiência e calor gerado baseados nas características da máquina desenhada. Utilizem Google Docs para documentar esses cálculos.
- Passo 6: Usem uma ferramenta de comunicação escolhida (Google Meet, Zoom ou WhatsApp) para discutirem os resultados, compartilhar ideias e garantir a coerência entre os aspectos técnicos e de design da máquina.
- Passo 7: Unam as criações dos subgrupos em uma apresentação coesa. Criem slides em Google Slides ou vídeos curtos para explicar cada aspecto do projeto (design, cálculos, eficiência, etc).
- Passo 8: Apresentem o projeto final, gravando uma live de 'Feira do Futuro' digital, onde todos poderão apresentar suas inovações e interagir com perguntas e comentários.
- Passo 9: Avaliem o desempenho de cada grupo com base nos cálculos, clareza da apresentação, colaboração e criatividade. Podem utilizar uma rubrica para isso.
O Que Você Deve Entregar?
Ao final do projeto, vocês devem criar uma apresentação interativa e digital da 'Feira do Futuro: Design de Máquinas Térmicas Inovadoras'. Esta apresentação consiste em: Uma introdução detalhada sobre o projeto e seus objetivos; Slides ou vídeos de cada grupo explicando sua máquina térmica inovadora, juntamente com cálculos detalhados de rendimento, eficiência e calor gerado; Detalhes visuais de cada protótipo digital criado no Tinkercad; Feedback coletivo e reflexões finais sobre o projeto e o aprendizado. A apresentação deve ser usada para realizar uma 'Feira do Futuro' digital, onde outros alunos, professores e até familiares podem acessar e conhecer as inovações criadas por vocês!
Atividade 2: Crie seu Próprio Ciclo Termodinâmico - Desafio Colaborativo e Virtual!
Descrição
Imagine criar um jogo de tabuleiro digital e interativo baseado em um ciclo termodinâmico! Nesta atividade, vocês serão desafiados a desenhar, modelar e explicar um ciclo termodinâmico de alguma máquina térmica (como uma geladeira, motor a vapor, entre outros) de forma inovadora. A proposta é explorar os conceitos de eficiência, calor gerado e rendimento em um contexto dinâmico e lúdico. O resultado será uma experiência interativa e educativa que pode ser compartilhada com outros alunos e até familiares. Preparados? Vamos criar!
Materiais Necessários
- Celulares ou Computadores com acesso à internet
- Aplicativos de Design Gráfico (Canva, Google Drawings, etc.)
- ️ Software Tinkercad para design 3D
- ️Plataformas de Comunicação (Google Meet, Discord, WhatsApp, etc.)
- Google Docs para documentação
- Acesso à internet
Passo a Passo
- Passo 1: Inicialmente, como turma unida, escolham um ciclo termodinâmico específico para representar no tabuleiro, como o ciclo de um motor a vapor ou de uma geladeira. Dividam-se em subgrupos de pesquisa para explorar detalhadamente as características do ciclo escolhido.
- Passo 2: Realizem uma pesquisa aprofundada sobre o ciclo escolhido, utilizando fontes confiáveis e academicamente aceitas. Enquanto isso, compartilhem suas descobertas e insights utilizando plataformas de comunicação escolhidas (Google Meet, Discord, etc.).
- Passo 3: Com base nas pesquisas, cada subgrupo deve começar a criar rascunhos e protótipos do tabuleiro e das cartas, utilizando software de design gráfico como Canva ou Google Drawings. Lembrem-se de incluir elementos visuais que tornem o jogo interativo e atrativo.
- Passo 4: Utilizem o Tinkercad ou outra ferramenta de design 3D para criar modelos visuais tridimensionais que representem cada etapa do ciclo termodinâmico, tornando o jogo mais imersivo e educativo.
- Passo 5: Paralelamente ao design, realizem cálculos detalhados de eficiência, calor gerado e outras variáveis relacionadas ao ciclo termodinâmico escolhido. Documentem esses cálculos em Google Docs, garantindo que todas as informações sejam precisas e corretas.
- Passo 6: Usem uma plataforma de comunicação para discutirem e ajustarem os detalhes do jogo, compartilhando ideias e garantindo que todos os subgrupos estejam alinhados.
- Passo 7: Unam os elementos criados por cada subgrupo para formar o jogo completo (tabuleiro, cartas, modelos 3D e explicações detalhadas). Organizem tudo de forma coesa e clara.
- Passo 8: Organizem uma apresentação ao vivo onde um ou mais representantes de cada subgrupo expliquem o projeto, apresentem o jogo e convidem os espectadores a participarem de uma versão interativa, online e ao vivo do jogo.
- Passo 9: Avaliem o desempenho de cada grupo com base na clareza das explicações, qualidade do design e cálculos precisos. Podem usar uma rubrica como critério.
O Que Você Deve Entregar?
Preparem-se para criar e apresentar um 'Jogo de Tabuleiro Digital Interativo - Ciclo Termodinâmico'. Este jogo incluirá: Um tabuleiro digital (desenhado no Canva ou Google Drawings) representando o ciclo termodinâmico da máquina escolhida; Cartas interativas com desafios relacionados ao ciclo (criadas no Canva ou Google Drawings); Uma explicação detalhada do funcionamento do ciclo, com cálculos de eficiência e calor gerado (documentados em Google Docs); Uma apresentação ao vivo do jogo, explicando as regras, desafios e como ele pode ser utilizado para ensinar termodinâmica de forma prática e lúdica. Afinal, quem disse que termodinâmica não pode ser divertida?
Atividade 3: ⚛️ Documentário Interativo: As Máquinas Térmicas no Mundo Atual!
Descrição
Vocês já pensaram em criar um documentário interativo sobre como as máquinas térmicas estão presentes em nosso mundo atual? Nessa atividade épica, vocês mergulharão fundo em diferentes tipos de máquinas térmicas, desde motores a vapor a turbinas modernas, e criarão um material riquíssimo e interativo para ensinar ao mundo. A proposta é combinar pesquisa, criação de conteúdo e desenvolvimento digital para produzir um documentário envolvente que poderá ser explorado em formatos de realidade virtual e outras plataformas interativas. Se preparem para se tornar verdadeiros cineastas e cientistas ao mesmo tempo!
Os objetivos dessa atividade são: compreender como máquinas térmicas funcionam em diversas aplicações, calcular e comparar eficiências, e se aproximar das tendências tecnológicas mais modernas na área. O produto final será um documentário repleto de cálculos, experimentos simulados e muita criatividade digital! Vamos lá?
Materiais Necessários
- Celulares, Computadores ou Tablets
- Plataformas de Documentação e Colaboração (Google Docs, Google Drive, etc.)
- Ferramentas de Gravação e Edição de Vídeo (InShot, iMovie, etc.)
- Softwares de Design Gráfico e 3D (Tinkercad, Canva, etc.)
- ️ Mídias Digitais (Fotos e Vídeos que podem ser utilizados)
- ️ Plataformas de Comunicação (Google Meet, Zoom, WhatsApp, etc.)
- Acesso à internet
Passo a Passo
- Passo 1: Todo o grupo se reúne para escolher os temas principais do documentário e divide as tarefas entre os subgrupos. Estabeleçam comunicação constante utilizando plataformas de comunicação online.
- Passo 2: Cada subgrupo inicia sua pesquisa sobre máquinas térmicas específicas, coletando informações sobre funcionamento, aplicações, eficiências e inovações recentes. Utilizem fontes confiáveis para garantir a precisão dos dados.
- Passo 3: Parte dos subgrupos grava introduções e contextos sobre as máquinas térmicas estudadas, enquanto outros se dedicam a criar animações e simulações gráficas usando softwares como Tinkercad e Canva. Lembrem-se de garantir a qualidade tanto do conteúdo visual quanto do conteúdo informativo.
- Passo 4: Cada subgrupo deve realizar cálculos e experimentos simulados para ilustrar os conceitos aprendidos. Utilizem Google Docs para documentar os cálculos de eficiência, calor gerado e rendimento, e garantir que todas as etapas sejam bem explicadas.
- Passo 5: Aprofundem a pesquisa para incluir entrevistas fictícias com personagens criativos que podem ajudar a ilustrar os conceitos de forma mais acessível. Essas entrevistas podem ser realizadas por vídeos com efeitos especiais ou animações.
- Passo 6: Usem plataformas de comunicação online para garantir que todas as partes do documentário estejam alinhadas e se complementem. Discutam detalhes e façam ajustes para garantir a coerência e a qualidade do produto final.
- Passo 7: Unam todas as partes do documentário em um único projeto coeso, conferindo que a introdução, os conteúdos visuais, vídeos informativos, cálculos e entrevistas estejam bem integrados para uma experiência de aprendizado completa e envolvente.
- Passo 8: Realizem uma prévia interna do documentário em uma plataforma de videoconferências. Coletem feedbacks dos colegas referentes ao projeto.
- Passo 9: Apresentem o documentário final ao mundo usando uma plataforma online, garantindo que seja de fácil acesso e altamente interativo. Estimulem o envolvimento através de quizzes e perguntas que os espectadores poderão responder para testar seus conhecimentos.
O Que Você Deve Entregar?
Ao final do projeto, vocês apresentarão ao mundo o 'Documentário Interativo: As Máquinas Térmicas no Mundo Atual'. Este documentário interativo incluirá: Uma introdução detalhada sobre o projeto e suas metas; Vídeos explicativos, animações e experimentos simulados sobre diferentes tipos de máquinas térmicas; Cálculos de eficiência, calor gerado e rendimento aplicados no contexto real e contemporâneo; Entrevistas fictícias com personagens criativos que ajudarão a ilustrar os conceitos de forma didática; Uma seção interativa onde os espectadores poderão realizar cálculos e responder a perguntas para testar seus conhecimentos.
O documentário deverá ser apresentado online, em uma plataforma como YouTube ou Google Sites, de forma a garantir a acessibilidade e interatividade. Ele será um ótimo recurso educativo para ser usado por toda a comunidade escolar e, quem sabe, além!
