Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreender o conceito de entalpia: Os alunos devem ser capazes de definir o que é entalpia e entender como ela se relaciona com a energia de uma reação química. Eles devem entender que a entalpia é uma função de estado e que a variação de entalpia pode ser calculada usando as energias de ligação.

2. Aplicar a equação de Hess: Os alunos devem ser capazes de aplicar a equação de Hess para calcular a variação de entalpia em reações químicas. Eles devem entender que a variação de entalpia é uma quantidade que depende apenas dos estados inicial e final e não do caminho seguido.

3. Resolver problemas de entalpia: Os alunos devem ser capazes de resolver problemas que envolvam a variação de entalpia. Eles devem ser capazes de interpretar a informação dada no problema e aplicar corretamente a equação de Hess para obter a resposta.

Objetivos secundários:

• Desenvolver habilidades de pensamento crítico: O estudo da termoquímica e, mais especificamente, da entalpia, envolve a compreensão de conceitos abstratos e a aplicação de fórmulas e equações. Isso pode ajudar os alunos a desenvolver habilidades de pensamento crítico, como a capacidade de analisar e resolver problemas complexos.

• Promover a aprendizagem autônoma: A resolução de problemas de entalpia requer a aplicação de conhecimentos adquiridos e a capacidade de resolver problemas de forma independente. Isso pode ajudar a promover a aprendizagem autônoma, uma habilidade valiosa para o sucesso acadêmico e profissional.

Introdução (10 - 12 minutos)

1. Revisão de conceitos prévios: O professor deve começar a aula revisando os conceitos de reações químicas e energia. Os alunos devem ser lembrados de que todas as reações químicas envolvem uma troca de energia, seja na forma de calor, luz ou trabalho. Além disso, deve-se recordar os alunos sobre a lei de conservação da energia, que afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.

2. Situação-problema: O professor pode apresentar duas situações-problema para despertar o interesse dos alunos e contextualizar o tópico. A primeira pode envolver a queima de carvão, uma reação química que libera uma grande quantidade de energia na forma de calor. A segunda situação pode ser a reação de dois compostos diferentes para formar um terceiro, onde a energia é absorvida do ambiente.

3. Contextualização: O professor deve explicar a importância da termoquímica e da entalpia em aplicações práticas, como na produção de energia, na indústria farmacêutica, na produção de alimentos, entre outros. Os alunos devem entender que o estudo da entalpia não é apenas teórico, mas tem implicações reais e práticas.

4. Ganhar a atenção dos alunos: Para captar a atenção dos alunos, o professor pode compartilhar algumas curiosidades relacionadas à entalpia. Por exemplo, ele pode mencionar que a entalpia de formação do diamante é de cerca de 1.000 kJ/mol, o que significa que uma pequena quantidade de diamante contém uma grande quantidade de energia. Outra curiosidade pode ser o fato de que a entalpia de dissolução do sal (NaCl) na água é de cerca de -4 kJ/mol, o que significa que a dissolução do sal na água libera energia e esfria a mistura.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Teoria - O conceito de entalpia e a equação de Hess (7 - 10 minutos):

   • Definição de entalpia (3 - 4 minutos): O professor deve começar explicando o conceito de entalpia. Deve-se destacar que a entalpia é uma função de estado, ou seja, depende apenas do estado inicial e final e não do caminho percorrido. A entalpia é uma medida da energia total de um sistema, incluindo tanto a energia cinética quanto a potencial. Deve-se enfatizar que a entalpia é uma propriedade extensiva, ou seja, depende da quantidade de substância presente.

   • A equação de Hess (4 - 6 minutos): Em seguida, o professor deve introduzir a equação de Hess. Deve-se explicar que a equação de Hess é uma ferramenta matemática que permite calcular a variação de entalpia de uma reação química. A equação de Hess é baseada no princípio de que a entalpia é uma função de estado e, portanto, a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final, não do caminho seguido. Deve-se fornecer exemplos de como aplicar a equação de Hess para calcular a variação de entalpia.

2. Prática - Resolvendo problemas de entalpia (8 - 10 minutos):

   • Problema 1 (4 - 5 minutos): O professor deve apresentar um problema que envolve a variação de entalpia. O problema deve ser claramente definido e os alunos devem ser capazes de identificar quais informações são necessárias para resolvê-lo. O professor deve orientar os alunos a aplicar a equação de Hess para calcular a variação de entalpia. O professor deve fornecer assistência conforme necessário e verificar se os alunos estão resolvendo o problema corretamente.

   • Problema 2 (4 - 5 minutos): O professor deve, então, apresentar um segundo problema que envolve a variação de entalpia. Este problema deve ser um pouco mais desafiador do que o primeiro, a fim de testar a compreensão dos alunos do conceito. O professor deve orientar os alunos a aplicar a equação de Hess para calcular a variação de entalpia. O professor deve fornecer assistência conforme necessário e verificar se os alunos estão resolvendo o problema corretamente.

3. Discussão - Conexões com a vida real (5 - 7 minutos):

   • Discussão sobre aplicações da entalpia (2 - 3 minutos): O professor deve discutir algumas aplicações da entalpia na vida real. Por exemplo, a entalpia é usada na indústria para calcular a quantidade de energia liberada ou absorvida durante uma reação química. Isso é importante para determinar as condições de temperatura e pressão necessárias para uma reação ocorrer.

   • Discussão sobre o papel da entalpia na natureza (2 - 3 minutos): O professor deve também discutir o papel da entalpia na natureza. Por exemplo, a entalpia é uma das forças motrizes por trás das mudanças de fase (como a fusão e a vaporização) e das reações químicas que ocorrem em nosso corpo e no ambiente.

4. Revisão e Conclusão (3 - 5 minutos):

   • Revisão dos principais pontos (1 - 2 minutos): O professor deve concluir a aula revisando os principais pontos discutidos, incluindo a definição de entalpia, a equação de Hess e como resolver problemas de entalpia.

   • Conexão entre aula e aplicações práticas (1 - 2 minutos): O professor deve reiterar a relevância da entalpia e da termoquímica, destacando como esses conceitos são aplicados na indústria e na natureza.

   • Encorajamento para o estudo autônomo (1 - 2 minutos): Por fim, o professor deve encorajar os alunos a revisar o material em casa e a praticar a resolução de problemas de entalpia por conta própria. Eles também devem ser incentivados a pesquisar mais sobre o tópico e a buscar entender como a entalpia se aplica em outras áreas da química e da ciência.

Retorno (8 - 10 minutos)

1. Revisão do conteúdo (3 - 4 minutos): O professor deve iniciar a etapa de Retorno revisando os principais conceitos abordados durante a aula. Isso pode ser feito por meio de perguntas diretas aos alunos ou por uma breve recapitulação feita pelo professor. Os alunos devem ser encorajados a participar ativamente, respondendo às perguntas e fazendo perguntas adicionais, se necessário. O professor deve garantir que os alunos tenham compreendido os conceitos de entalpia, equação de Hess e como resolver problemas de entalpia.

2. Conexão com a prática (2 - 3 minutos): O professor deve, então, fazer a conexão entre a teoria apresentada e a prática. Isso pode ser feito através de exemplos de como a entalpia é aplicada na vida real, como na indústria para calcular a quantidade de energia liberada ou absorvida durante uma reação química. O professor pode também mencionar como a entalpia está envolvida em processos naturais, como as mudanças de fase e as reações químicas que ocorrem em nosso corpo e no ambiente.

3. Reflexão individual (2 - 3 minutos): O professor deve propor que os alunos reflitam individualmente sobre o que aprenderam durante a aula. O professor pode fazer perguntas como:

   • Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?
   • Quais questões ainda não foram respondidas?
   • Como você pode aplicar o que aprendeu hoje em situações do dia a dia? Os alunos devem ter um minuto para pensar sobre essas perguntas e, em seguida, são convidados a compartilhar suas respostas. O professor deve estar aberto a todas as respostas, incentivando os alunos a expressar suas opiniões e ideias livremente.

4. Feedback e esclarecimento de dúvidas (1 - 2 minutos): Por fim, o professor deve solicitar feedback dos alunos sobre a aula e esclarecer quaisquer dúvidas que ainda possam ter. O feedback dos alunos é uma ferramenta valiosa para o professor avaliar a eficácia da aula e fazer ajustes, se necessário. Além disso, esclarecer as dúvidas dos alunos é essencial para garantir que eles tenham um entendimento claro dos conceitos apresentados.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo da Aula (2 - 3 minutos): O professor deve começar a Conclusão da aula resumindo os principais pontos abordados durante a aula. Isso inclui a definição de entalpia e a equação de Hess, bem como a aplicação desses conceitos para resolver problemas de entalpia. O professor pode reiterar a importância de entender que a entalpia é uma função de estado e que a variação de entalpia depende apenas dos estados inicial e final, não do caminho seguido.

2. Conexão entre Teoria, Prática e Aplicações (1 - 2 minutos): O professor deve reforçar como a aula conectou a teoria, a prática e as aplicações. Isso pode ser feito referindo-se aos exemplos práticos e às aplicações da entalpia discutidos durante a aula. O professor deve enfatizar que a entalpia não é apenas um conceito teórico, mas tem implicações práticas reais, especialmente na indústria e na natureza.

3. Materiais Complementares (1 - 2 minutos): O professor deve sugerir materiais de estudo adicionais para os alunos. Isso pode incluir livros didáticos, sites de química, vídeos educativos, entre outros. O professor pode, por exemplo, sugerir que os alunos assistam a um vídeo que explique a entalpia de forma mais detalhada ou que leiam um artigo que discuta as aplicações da entalpia em diferentes indústrias. Os alunos devem ser incentivados a explorar esses materiais em seu próprio ritmo e aprofundar seu entendimento do tópico.

4. Importância do Tópico para o Dia a Dia (1 minuto): Por fim, o professor deve explicar brevemente a importância do tópico para o dia a dia. Deve-se mencionar, por exemplo, como a entalpia está envolvida em processos que ocorrem em nosso corpo, como a digestão de alimentos, ou em processos industriais, como a produção de energia. Isso pode ajudar a motivar os alunos a continuar aprendendo sobre o tópico e a aplicar o que aprenderam em suas vidas diárias.