Objetivos (5 - 10 minutos)

1. Compreensão do Conceito de Entropia: Os alunos devem ser capazes de definir claramente o que é entropia e como ela se relaciona com a desordem ou a aleatoriedade de um sistema. Eles devem entender que a entropia é uma grandeza que mede o grau de desordem ou de distribuição da energia em um sistema.

2. Aplicação Prática da Entropia: Os alunos devem ser capazes de aplicar o conceito de entropia a situações práticas, como entender como a entropia afeta a espontaneidade de uma reação química e como a entropia muda quando um sistema muda de estado.

3. Resolução de Problemas de Entropia: Os alunos devem ser capazes de resolver problemas que envolvam o cálculo ou a previsão da variação da entropia em uma reação química. Eles devem entender como usar a tabela de entropia padrão para determinar a variação da entropia.

Objetivos secundários:

• Desenvolver habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas.
• Promover a discussão em grupo e a colaboração entre os alunos.
• Incentivar a aplicação do conhecimento teórico a situações práticas.

O professor deve começar a aula revisando brevemente os conceitos de energia, reações químicas e equilíbrio químico, uma vez que esses conceitos são fundamentais para a compreensão da termoquímica e, em particular, da entropia.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de Conceitos Básicos: O professor deve começar a aula revisando brevemente os conceitos de energia, reações químicas e equilíbrio químico. Esses conceitos são fundamentais para a compreensão da termoquímica e, em particular, da entropia. O professor pode pedir aos alunos para relembrarem o que aprenderam anteriormente e fazer perguntas para verificar a compreensão dos alunos.

2. Situação Problema 1: O professor pode então apresentar uma situação problema: "Imagine que você tem uma sala bagunçada com brinquedos espalhados por todos os lados. Agora, imagine que você quer organizar todos os brinquedos em uma prateleira. Qual a probabilidade de você conseguir fazer isso sem ter que gastar energia (trabalho) para organizar os brinquedos? E se você quisesse desorganizar a prateleira, qual a probabilidade de ela se desorganizar sozinha?"

3. Situação Problema 2: Em seguida, o professor pode apresentar outra situação problema: "Imagine que você tem um cubo de gelo em um copo. O cubo de gelo derrete e se espalha pelo copo. Isso acontece naturalmente. Mas e se quiséssemos que a água voltasse a se transformar em cubo de gelo, o que aconteceria? Seria fácil? Como isso se relaciona com o conceito de entropia?"

4. Contextualização: O professor deve então contextualizar a importância do estudo da entropia, explicando que a entropia é um dos fatores que determina a espontaneidade de uma reação química. Além disso, a entropia também está relacionada com diversos fenômenos do dia a dia, como a tendência de um ambiente a se desorganizar com o tempo.

5. Introdução ao Tópico: Por fim, o professor deve introduzir o tópico da aula, explicando que a entropia é uma grandeza que mede o grau de desordem ou de distribuição da energia em um sistema. O professor pode apresentar a fórmula matemática da entropia e explicar que a entropia de um sistema pode aumentar, diminuir ou permanecer constante durante uma reação química, dependendo das condições em que a reação ocorre. Além disso, o professor deve explicar que a variação da entropia em uma reação química pode ser calculada a partir da tabela de entropia padrão.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade 1: "Bagunça e Ordem" (10 - 12 minutos)

   • Os alunos serão divididos em grupos de 3 a 4 integrantes.
   • Cada grupo receberá um conjunto de peças de quebra-cabeça e uma caixa grande.
   • O objetivo da atividade é organizar as peças de quebra-cabeça na caixa, de modo que todas fiquem encaixadas e formem uma imagem. No entanto, as peças estarão inicialmente misturadas e desorganizadas.
   • Os alunos devem discutir em grupo a melhor estratégia para organizar as peças na caixa e, ao mesmo tempo, registrar o número de tentativas necessárias para completar a tarefa.
   • Após a Conclusão da atividade, o professor deve conduzir uma discussão em sala de aula, relacionando a atividade com o conceito de entropia. Perguntas como "Como a quantidade de desordem (entropia) mudou ao longo da atividade?" e "Como a quantidade de trabalho realizado pelos alunos se relaciona com a entropia do sistema?" podem ser feitas para promover a reflexão dos alunos.

2. Atividade 2: "Do Gelo ao Vapor" (10 - 12 minutos)

   • Os alunos continuarão nos mesmos grupos e receberão um copo com gelo, um recipiente com água quente e um termômetro.
   • O objetivo da atividade é observar e registrar o que acontece com o gelo ao ser colocado no recipiente com água quente e como a mudança de temperatura afeta a velocidade do processo.
   • Os alunos devem discutir em grupo o que observaram e como isso se relaciona com o conceito de entropia. O professor deve orientar a discussão, fazendo perguntas como "O que aconteceu com a entropia do sistema (gelo + água) durante o processo?" e "Como a temperatura afetou a velocidade do processo e, consequentemente, a entropia do sistema?".
   • Após a discussão, os alunos devem escrever um pequeno relatório descrevendo a atividade, as observações feitas e as conclusões a que chegaram. O relatório deve incluir uma seção sobre a entropia e sua variação durante o processo.

3. Atividade 3: "Cálculo da Variação de Entropia" (5 - 8 minutos)

   • O professor deve então apresentar um problema que envolva o cálculo da variação de entropia em uma reação química. Por exemplo: "Dada a reação A(g) + B(g) → C(g), onde os reagentes e o produto são gases, e sabendo que a entropia molar padrão de A é x, de B é y e de C é z, calcule a variação da entropia do sistema."
   • Os alunos, ainda em seus grupos, devem resolver o problema, utilizando a tabela de entropia padrão fornecida pelo professor. Eles devem discutir a estratégia para resolver o problema e, em seguida, apresentar a solução para a classe.
   • O professor deve corrigir a solução, se necessário, e esclarecer quaisquer dúvidas que os alunos possam ter.

Essas atividades lúdicas e práticas ajudarão os alunos a compreenderem melhor o conceito de entropia e a aplicá-lo a situações do dia a dia e a problemas de cálculo. Além disso, as atividades em grupo promovem a colaboração e a discussão entre os alunos, o que é fundamental para o Desenvolvimento do pensamento crítico e da habilidade de resolver problemas.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discussão em Grupo (5 - 7 minutos)

   • O professor deve promover uma discussão em grupo com todos os alunos, onde cada grupo compartilha suas conclusões e soluções para as atividades realizadas.
   • Durante a discussão, o professor deve incentivar os alunos a explicarem suas soluções e a relacionarem suas observações com o conceito de entropia.
   • O professor deve fazer perguntas para promover a reflexão e aprofundar a compreensão dos alunos, como "Por que a entropia do sistema aumenta quando as peças do quebra-cabeça são misturadas na caixa (Atividade 1)?" ou "Como a temperatura afeta a velocidade do processo e, consequentemente, a entropia do sistema (Atividade 2)?".

2. Conexão com a Teoria (2 - 3 minutos)

   • Após a discussão, o professor deve conectar as conclusões das atividades com a teoria apresentada no início da aula.
   • O professor deve enfatizar como as atividades ilustram o conceito de entropia e como a entropia pode ser usada para prever a espontaneidade de uma reação química ou o sentido em que ela ocorrerá.
   • O professor pode relembrar os cálculos realizados na Atividade 3 e explicar como a tabela de entropia padrão pode ser usada para determinar a variação da entropia em uma reação química.

3. Reflexão Individual (3 - 5 minutos)

   • Para finalizar a aula, o professor deve propor que os alunos reflitam individualmente sobre o que aprenderam.
   • O professor pode fazer perguntas como "Qual foi o conceito mais importante aprendido hoje?" e "Quais questões ainda não foram respondidas?". Os alunos devem anotar suas respostas.
   • O professor deve lembrar aos alunos que eles podem trazer suas dúvidas para a próxima aula ou procurar o professor em horários disponíveis para esclarecê-las.

Este momento de Retorno é essencial para consolidar o aprendizado dos alunos e para identificar quaisquer lacunas de entendimento que ainda possam existir. Além disso, a reflexão individual ajuda os alunos a se tornarem conscientes de seu próprio processo de aprendizagem e a identificarem áreas que precisam de mais estudo ou prática.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo dos Conteúdos (2 - 3 minutos)

   • O professor deve iniciar a Conclusão recapitulando os principais pontos abordados durante a aula. Isso inclui a definição de entropia, como ela se relaciona com a desordem ou aleatoriedade de um sistema, e como a entropia pode ser calculada ou prevista em uma reação química.
   • Além disso, o professor deve relembrar as observações e conclusões feitas pelos alunos durante as atividades práticas. Isso ajudará a fortalecer a conexão entre a teoria e a prática, e a reforçar o entendimento dos alunos sobre o tópico.

2. Conexão da Teoria com a Prática (1 - 2 minutos)

   • O professor deve destacar como as atividades práticas realizadas em sala de aula ajudaram os alunos a compreenderem melhor o conceito de entropia e a aplicá-lo a situações do dia a dia e a problemas de cálculo.
   • O professor pode ressaltar, por exemplo, como a atividade "Bagunça e Ordem" ilustrou o conceito de entropia e como a atividade "Do Gelo ao Vapor" permitiu aos alunos observarem a variação da entropia durante um processo físico.
   • O professor deve enfatizar que a Química, assim como outras ciências, não é apenas um conjunto de teorias abstratas, mas também uma disciplina que busca entender e explicar os fenômenos que ocorrem ao nosso redor.

3. Materiais Extras (1 minuto)

   • O professor deve sugerir alguns materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seus conhecimentos sobre entropia. Isso pode incluir vídeos explicativos, sites de apoio ao estudo de Química, livros didáticos, entre outros.
   • O professor pode, por exemplo, indicar um vídeo de uma experiência prática demonstrando a variação da entropia, ou um site que forneça problemas de entropia para os alunos praticarem em casa.

4. Importância do Assunto (1 - 2 minutos)

   • Por fim, o professor deve resumir a importância do estudo da entropia.
   • O professor pode explicar que a entropia é um dos fatores que determina a espontaneidade de uma reação química, e, portanto, é crucial para entender e prever o comportamento dos reagentes em uma reação.
   • O professor pode também ressaltar que a entropia está relacionada com diversos fenômenos do dia a dia, como a tendência de um ambiente a se desorganizar com o tempo. Isso pode ajudar a despertar o interesse dos alunos pelo assunto e a mostrar a relevância da Química para suas vidas.