Produto Educacional

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO
PÓS GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA
MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL ENSINO DE FÍSICA
MANUAL DAS ATIVIDADES:
SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA ENSINO DE ALGUNS CONCEITOS DE
FÍSICA TÉRMICA PARA ALUNOS DO ENSINO MÉDIO NA
MODALIDADE EJA.
Daniel Berg de Amorim Lima.
Juazeiro – BA
2015

A2
DANIEL BERG DE AMORIM LIMA
MANUAL DAS ATIVIDADES:
SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA ENSINO DE ALGUNS CONCEITOS DE
FÍSICA TÉRMICA PARA ALUNOS DO ENSINO MÉDIO NA
MODALIDADE EJA.
Produto educacional apresentado à
Coordenação do Curso de Pós-
Graduação em Ensino de Física, da
Universidade Federal do vale do são
Francisco, como requisito parcial para
obtenção do grau de Mestre.
Juazeiro – BA
2015

A3
Sumário
Apresentação ..........................................................................................................................A5
SEÇÃO I .................................................................................................................................A6
Fundamentação Teórica: Alguns conceitos de Física Térmica................................................A6
Capítulo 1 – Temperatura e Calor...........................................................................................A6
1.1 Temperatura....................................................................................................................A6
1.2 Calor...............................................................................................................................A9
Capítulo 2 – Dilatação térmica e processos de transferência de calor..................................A12
2.1 Dilatação Térmica ........................................................................................................A12
2.2 Dilatação irregular da água...........................................................................................A14
2.3 Processos de Transferência de Calor............................................................................A14
SEÇÃO II..............................................................................................................................A19
Sequência Didática.................................................................................................................A19
Capítulo 3 – Primeira Etapa: Análise e revisão a priori .......................................................A19
3.1 Introdução.....................................................................................................................A19
3.2Objetivos .......................................................................................................................A19
3.3 Conteúdos programáticos.............................................................................................A20
3.4 Metodologia – Estratégias de ensino............................................................................A20
3.5 Recursos didáticos a serem utilizados..........................................................................A21
3.6 Avaliação......................................................................................................................A21
Capítulo 4 – Segunda etapa: Ensino .....................................................................................A22
4.1 Introdução.....................................................................................................................A22
4.2 Parte A.........................................................................................................................A22
4.2.1 Objetivos ...................................................................................................................A22
4.2.2 Conteúdos programáticos..........................................................................................A23
4.2.3 Metodologia – Estratégias de ensino.........................................................................A23
4.2.4 Recursos didáticos a serem utilizados.......................................................................A23
4.2.5 Avaliação...................................................................................................................A24

A4
4.3 Parte B.........................................................................................................................A24
4.3.1 Objetivos ...................................................................................................................A24
4.3.2 Conteúdos programáticos..........................................................................................A24
4.3.3 Metodologia – Estratégias de ensino.........................................................................A25
4.3.4 Recursos didáticos a serem utilizados.......................................................................A25
4.3.5 Avaliação...................................................................................................................A25
Capítulo 5 – Terceira etapa: Atividade Prática.....................................................................A26
5.1 Introdução.....................................................................................................................A26
5.2 Objetivos ......................................................................................................................A26
5.3 Conteúdos programáticos.............................................................................................A26
5.6 Avaliação......................................................................................................................A29
Capítulo 6 – Quarta etapa: Avaliação e Revisão a posteriori...............................................A30
6.1 Introdução.....................................................................................................................A30
6.2 Objetivos ......................................................................................................................A30
6.5 Avaliação......................................................................................................................A31
SEÇÃO III ............................................................................................................................A32
Questionários propostos.........................................................................................................A32
SUBSEÇÃO A ......................................................................................................................A33
Questionário Socioeconômico ...............................................................................................A33
SUBSEÇÃO B ......................................................................................................................A37
SUBSEÇÃO C ......................................................................................................................A40
SUBSEÇÃO D ......................................................................................................................A45
Questionário Avaliativo 1 ......................................................................................................A45
SUBSEÇÃO E ......................................................................................................................A48
Questionário Avaliativo 2 ......................................................................................................A48
Referências............................................................................................................................A50

A5
Apresentação
Daniel Berg de Amorim Lima
É com muita alegria e satisfação que apresento este material didático, fruto da vontade
de contribuir com uma educação de qualidade. A seguir, serão apresentadas três seções que
compreendem: a fundamentação teórica, necessária para o estudo dos fenômenos físicos que
serão abordados na sequência didática; a sequência didática, descrita como manual para o
leitor que queira aplicar em sua sala de aula; e os questionários propostos que devem ser
aplicados durante a sequência didática. Esta sequência didática foi elaborada tomando como
base o diálogo entre as características da Andragogia de Malcolm Knowles, na Psicologia
Sociocultural de Lev S. Vygotsky, e na Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Tal
sequência foi desenvolvida observando as características da abordagem Interativa/Dialógica
visando o desenvolvimento de aulas não tradicionais. Os conteúdos de Física Térmica
abordados na sequência didática são: os conceitos de temperatura, calor e grandezas Física
relacionadas, além de alguns processos térmicos, tais como expansão e contração térmica e os
processos de transferência de calor.

A6
SEÇÃO I
Fundamentação Teórica: Alguns conceitos de Física
Térmica
Capítulo 1 – Temperatura e Calor
O termo Termodinâmica – derivado de palavras gregas que significam “movimento do
calor” – foi introduzido pelo físico escocês William Thomson (nascido em Belfast, na
Irlanda), Primeiro Barão Kelvin (1824 – 1907). Ele foi responsável pela publicação de mais
de seiscentos artigos científicos e registrou mais de setenta patentes. A Termodinâmica foi
desenvolvida no início do século XIX, antes que a teoria atômica e molecular da matéria fosse
compreendida. Duas premissas da termodinâmica são a conversão da energia e o fato de que o
calor flui espontaneamente do quente para o frio e jamais ocorrerá (espontaneamente) o
inverso (HEWITT, 2011). Neste capítulo serão apresentado alguns conceitos de Física
Térmica necessários para o desenvolvimento da sequência didática que será abordada a
seguir.
1.1 Temperatura
Toda matéria, seja ela sólida, líquida ou gasosa, é formada por átomos ou moléculas
que se encontram em constante agitação, movendo-se de forma aleatória e, portanto, possuem
energia cinética. A temperatura está diretamente ligada à agitação destas partículas. De fato, a
energia cinética média de tais partículas produz efeitos correspondentes às sensações
térmicas, quando os objetos são tocados. Portanto, a temperatura é a quantidade que informa
quão quente ou frio é um objeto em relação a algum padrão (HEWITT, 2011).
A definição de temperatura mediante a Teoria Cinético-Molecular da matéria está
presente em muitas referências. Como já foi mencionado, todo corpo é resultado do arranjo de
moléculas ou átomos e a temperatura está associada ao movimento médio das partículas que o

A7
constituem, ou seja, o aumento de temperatura de um objeto corresponde a maior energia de
movimento de tais moléculas, que passam a vibrar, em média, mais intensamente. A energia
associada à agitação das partículas recebe o nome de Energia Térmica e, obviamente, não
corresponde à definição de calor, como muitos erroneamente os correlacionam (OLIVEIRA,
2010).
Segundo Hewitt (2011), a temperatura está relacionada ao movimento aleatório dos
átomos ou moléculas de determinado objeto. Ou seja, a temperatura é proporcional à energia
cinética média “translacional” do movimento molecular – energia que proporciona o
movimento das moléculas de um lado para o outro. As partículas da matéria se movimentam
de várias maneiras diferentes, havendo movimento de translação, rotação e vibração. Ou seja,
além da energia cinética translacional já mencionada, as moléculas também possuem energia
cinética rotacional e vibracional, que juntamente com a energia potencial formam a energia
total de um corpo. No entanto, a temperatura é definida, mediante a Teoria cinético-
molecular, apenas em relação à energia do movimento de translação.
Figura 1. Tipos de movimento realizado por moléculas que compõem os objetos.
Em termos macroscópicos, a temperatura está diretamente ligada a experiências
sensoriais, sendo definida pela Lei Zero ou anteprimeira Lei da Termodinâmica. O conceito
de temperatura tem origem nas ideias qualitativas das sensações térmicas de „quente‟ e „frio‟,
medidas através do tato. Considere três sistemas A, B e C, que inicialmente não estão em
equilíbrio térmico. Coloca-se tais sistemas em uma caixa isolante ideal de forma a não
interagir com o meio externo. Na primeira situação, separa-se A e B por meio de um isolante
térmico e apenas C interage com os primeiros devido a existência de um condutor térmico
entre A e C e entre B e C. Após um certo intervalo de tempo percebe-se que C entra em
equilíbrio térmico com A e B, no entanto, nada garante que A e B estejam em equilíbrio

A8
térmico. Em seguida coloca-se A em contato térmico com B e os separam de C através de um
isolante térmico. Após análise, percebe-se que nada se altera, não havendo nenhuma interação
entre A e B. Desta forma conclui-se que quando C está em equilíbrio térmico com A e com B,
então A também está em equilíbrio térmico com B. Essa definição é denominada Lei Zero da
Termodinâmica (YOUNG, 2008).
Figura 2. Lei Zero da Termodinâmica.
Considerando que o sistema C seja um termômetro, quando atinge-se o equilíbrio
térmico, ou seja, a temperatura do termômetro torna-se estável, ele estará medindo a
temperatura de A e B que serão as mesmas quantidades. Deste modo, o termômetro mede sua
própria temperatura e estando em equilíbrio térmico com outro sistema também define a
temperatura deste sistema (YOUNG, 2008). Termômetro é a denominação para um medidor
térmico e um caso típico é dos termômetros clínicos que medem temperatura por meio da
dilatação ou contração de um líquido (o mercúrio) dentro de um tubo de vidro que possui uma
escala (HEWITT, 2011).
É importante ressaltar a relevância da grandeza física Temperatura, pois muitas
propriedades da matéria são dependentes desta, como comprimento de uma haste metálica, a
pressão no interior de uma panela, a intensidade de corrente elétrica por um fio transportada e
a cor de um objeto incandescente muito quente (YOUNG, 2008).

A9
Algumas escalas termométricas possuem relevância para este estudo. Uma escala
termométrica muito utilizada mundo afora é a denominada escala Celsius, em homenagem ao
astrônomo sueco Anders Celsius (1701 – 1744). Os termômetros graduados na escala Celsius
possuem o número 0 para a temperatura que a água congela e o número 100 para a
temperatura em que a água entra em ebulição (tais valores para pressão atmosférica no nível
do mar), havendo cem divisões ou espaços entre estes números. Daí surge a expressão
termômetro centígrado (HEWITT, 2011).
Uma outra escala termométrica é a denominada Fahrenheit, em homenagem ao físico
alemão Gabriel Daniel Fahrenheit (1686 – 1736) e adota os números 32 para a temperatura na
qual a água congela e 212 para temperatura que a água entra em ebulição, nas mesmas
condições de pressão da escala anterior. Tal escala é comumente utilizada nos Estados Unidos
(HEWITT, 2011).
A escala utilizada pelos cientistas é denominada Kelvin, em homenagem ao físico
escocês William Thomson, Primeiro Barão Kelvin (1824 – 1907). Para esta escala é definido
o zero absoluto, na qual as partículas do sistema possuiriam movimentação mínima, tendo
valor correspondente na escala Celsius de aproximadamente -273ºC. As temperaturas em que
a água congela e entra em ebulição são +273K e +373K, respectivamente, não havendo
valores negativos nesta escala. As relações matemáticas existentes entre tais escalas descritas
acima são fórmulas aritméticas e são utilizadas para conversão entre as unidades de medida
(HEWITT, 2011).
1.2 Calor
Na antiguidade, os gregos já debatiam sobre a natureza do calor, havendo duas linhas
de pensamento distintas. Para alguns o calor estaria associado a um suposto fluido e, para
outros, à manifestação de vibrações das partículas que compõem os corpos. Mais tarde, a ideia
de que o calor correspondia a um fluido foi responsável pelo desenvolvimento de duas teorias:
a primeira, do flogístico e a segunda, do calórico. Tais teorias serão abordadas a seguir
(OLIVEIRA, 2010).
De fato, há muitos séculos, alguns filósofos consideravam o calor como algo que fluía
de objetos quentes para objetos frios. Mais tarde, Hooke, em 1665, afirmou que o calor era
uma propriedade dos corpos e surgia mediante o movimento ou agitação de suas partes. Em
1697, Georf Ernet propôs a teoria do flogístico, afirmando a existência de um elemento que

A10
possuía massa e que estava presente em todos os materiais combustíveis. Materiais que
possuíam grande capacidade de combustão teriam grande quantidade de flogístico (PIRES,
2008).
Em 1760, Joseph Black (1728-1799), médico e químico escocês,defendeu que o calor
é um fluido ponderável e indestrutível (que, portanto, permanecia constante), com
possibilidade de interpenetrar todos os corpos materiais. Ele afirmou que para elevar a
temperatura de um corpo era necessário o fornecimento de uma certa quantidade de calor.
Black também foi o responsável por definir o conceito de calor latente – a quantidade de calor
necessária para transformar o gelo em água ou água em vapor. Ele também definiu claramente
e diferenciou os conceitos de temperatura e calor, sendo considerado o fundador da ciência da
Termodinâmica (PIRES, 2008).
A teoria do flogístico viera a ser derrubada por Lavoisier (1743-1794), ao estudar o
ganho ou perda de peso de diversas substâncias quando realizavam reação de oxidação ou
redução, mostrando a presença do elemento recém descoberto, o Oxigênio. Para Lavoisier o
calor era uma espécie de fluido estranho que veio chamar de calórico, sendo sua quantidade
sempre conservada no Universo. Sadi Carnot (1796-1832), utilizando-se da teoria do calórico,
estudou a geração de movimento usando o calor. Para ele, uma máquina com diferentes
temperaturas, podia realizar trabalho se o calor fluísse entre uma maior diferença de
temperatura. Ao analisar tal problema (o fluxo do calor), ele definiu uma lei geral: “Não
existe uma série de processos cujo único resultado seja a conversão total em trabalho da
energia contida em uma fonte de calor”. Mais tarde, tal afirmação viria a ser definida como a
Segunda lei da Termodinâmica, e portanto, esta lei fora definida antes que a primeira (PIRES,
2008).
A teoria do calórico foi utilizada para justificar vários fenômenos da natureza; no
entanto, alguns não poderiam ser explicados mediante tal teoria. Um exemplo seria o calor
gerado pelo atrito entre dois corpos, pois acreditava-se que o calórico não podia ser criado ou
destruído, somente podia fluir de um objeto para o outro. Porém, o atrito entre corpos gerava
calor. Thompson (1753-1814) contestou a teoria do calórico afirmando que o calor era um
tipo de movimento interno de um corpo material. Mais tarde, James Prescott Joule (1818-
1889) concluiu que o calor não era conservado e deveria ser uma forma de energia. Joule,
após algumas experiências, propôs uma teoria de conservação da energia que mais tarde viera
a ser conhecida como a Primeira Lei da Termodinâmica, definida por William Thomson em
1854 – que mais tarde recebeu o título nobiliárquico de Lord Kelvin (PIRES, 2008).

A11
Quando um aluno toca uma panela quente, há transferência de energia da panela para a
mão do aluno. Da mesma forma, se o aluno tocar um recipiente que contém uma grande pedra
de gelo, energia transitará de sua mão para o gelo. Isto ocorre pelo fato de que,
espontaneamente, sempre ocorrerá transferência de energia térmica de um corpo de maior
temperatura para um corpo de menor temperatura. Portanto, Calor é a energia em trânsito de
um corpo para outro, devido a diferença de temperatura existente entre eles (SANT‟ANNA,
2013).
Figura 3. Calor: transferência de energia térmica.

A12
Capítulo 2 – Dilatação térmica e processos de transferência
de calor
2.1 Dilatação Térmica
Analisando a estrutura interna de um sólido, pode-se perceber que os átomos que os
constituem se distribuem ordenadamente, dando origem a uma estrutura denominada rede
cristalina, unidos mediante ligações (forças elétricas) e funcionam como se existissem
pequenas molas unindo um átomo a outro. Tais átomos estão em constante vibração em torno
de uma posição média (de equilíbrio) (MÁXIMO, 2010).
Quando um corpo é aquecido ou resfriado, há alteração de algumas de suas
propriedades físicas, de forma que, a maior parte dos sólidos e dos líquidos sofrem expansão
após uma variação positiva de sua temperatura. Os gases, quando possível, também se
expandem com o aquecimento ou sofrem um aumento na pressão se forem aquecidos a um
volume constante (TIPLER, 2000).
A dilatação térmica dos objetos depende de algumas grandezas físicas, tais como as
dimensões do mesmo ou a variação de temperatura a que são submetidos. É importante
afirmar também que substâncias diferentes dilatam-se com diferentes taxas. Um bom exemplo
é a união entre duas lâminas metálicas – denominada lâmina bimetálica. Quando aquecida,
um dos lados da tira dupla torna-se mais longo do que o outro fazendo com que ela se vergue,
tornando-se curva. Quando a variação de temperatura é negativa, ou seja, quando a lâmina
bimetálica é resfriada, a curvatura acontece no outro sentido (HEWITT, 2011).
De um modo geral, a dilatação ocorre simultaneamente em todas as direções dos
objetos (comprimento, largura e altura). Porém quando um ou dois lados se destaca em
relação aos demais pode-se considerar para fins didáticos que a dilatação ocorre em uma ou
duas direções. A expansão e a contração dos corpos são diretamente proporcionais à variação
de temperatura, e às dimensões do corpo. Para a dilatação linear, tem-se (SANT‟ANNA,
2013):
(1)
Quando introduzida uma constante de proporcionalidade na equação 1, esta passa a ser
escrita conforme a equação 2. A constante de proporcionalidade representa o coeficiente de

A13
dilatação linear, que varia de acordo com a substância do objeto e sua unidade no sistema
internacional é (SANT‟ANNA, 2013).
(2)
(3)
A seguir uma tabela com alguns coeficientes de dilatação.
Material )
Aço 1,1
Alumínio 2,4
Chumbo 2,9
Cobre 1,7
Ferro 1,2
Latão 2,0
Ouro 1,4
Prata 1,9
Vidro Comum 0,9
Vidro Pirex 0,3
Sílica 0,4
Diamante 0,09
Tabela 1. Coeficientes de dilatação linear (SANT‟ANNA, 2013; MÁXIMO, 2010).
Para diversos objetos sólidos, denominados isotrópicos, a variação do comprimento,
para uma dada variação de temperatura, é igual para todas as direções. Desta forma a variação
da área é dada por:
(4)
E a do volume por:

A14
(5)
Em que: e .
2.2 Dilatação irregular da água
A água, como as demais substâncias, se dilata ao sofrer uma variação positiva de
temperatura. Contudo, na faixa de temperatura que vai de 0°C a 4°C seu comportamento é
anômalo. Na fase sólida, a água possui uma estrutura cristalina, formada por cristais
estruturalmente ocos, de modo a ocupar maior volume que no estado líquido, tornando assim
o gelo menos denso do que a água. Quando o gelo é aquecido e entra em mudança de fase,
nem todos os cristais ocos se desfazem. Parte dos cristais que ainda persistem, formam uma
neve fofa e lisa em mistura com o gelo-água e proporciona um aumento do seu volume,
portanto a água gelada, no intervalo de temperaturas entre 0°C e 4°C, é menos densa que a
água mais quente. À medida que a temperatura vai aumentando, as estruturas cristalinas vão
sendo desfeitas. Neste momento, passam a coexistir dois processos: o da contração devido ao
colapso dos cristais de gelo e o da expansão devido à maior agitação das moléculas. A
contração predomina até a temperatura de 4°C e, a partir desta temperatura, a expansão passa
a se sobressair, pois a maioria dos cristais microscópicos já terá se derretido (HEWITT,
2011).
2.3 Processos de Transferência de Calor
Como já foi mencionado, a energia térmica é transferida de maneira espontânea de um
corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura. O processo de transferência de
calor entre quaisquer corpos cessa quando os corpos envolvidos nas trocas de energia atingem
a mesma temperatura, ou seja, quando o equilíbrio térmico é alcançado. Pode-se classificar
tais processos de propagação de calor em três tipos: condução, convecção e radiação
(SANT‟ANNA, 2013).

A15
2.3.1 Condução
Quando uma das extremidades de objeto metálico entra em contato com uma fonte
térmica e a outra está sendo segurada por uma pessoa, rapidamente esta pessoa perceberá que
a parte na qual segura se tornará quente mesmo estando relativamente distante da fonte
térmica (MÁXIMO, 2010). Vale ressaltar que objetos metálicos conduzem bem o calor. Isso
se dá devido às ligações em sua estrutura atômica ou molecular. Os sólidos formados por
átomos que possuem elétrons mais externos, com fraca interação, são bons condutores de
calor (e de eletricidade). Os metais são exemplos de elementos com elétrons fracamente
ligados, portanto estão livres para transportar energia por meio de colisões através do metal,
sendo estes classificados como excelentes condutores de calor e eletricidade. Já a lã ou a
madeira possuem elétrons mais externos com grande interação, estando fortemente ligados e
são classificados como maus condutores ou isolantes. A maior parte dos líquidos e gases são
maus condutores de calor, portanto o meio sólido é o mais apropriado para que o processo de
propagação de calor por condução ocorra (HEWITT, 2011).
Figura 4. Transferência de energia mediante condução.
A condução térmica, portanto, é um processo de propagação de calor que ocorre pela
transmissão da agitação térmica de partículas de uma região de maior temperatura para
partículas de uma região vizinha de menor temperatura. Deste modo, a presença de partículas
torna-se primordial para a existência da condução térmica. O cálculo do fluxo de calor é dado
pela razão entre a quantidade de calor Q que atravessa uma seção transversal da barra e o
intervalo de tempo correspondente (BÔAS, 2010):

A16
(6)
Considerando uma barra metálica, pode-se afirmar que, inicialmente as diversas seções
transversais da barra apresentam temperatura variável. No entanto, decorrido um certo
intervalo de tempo e assumindo temperaturas constantes, mas diferentes entre si, considera-se
que o fluxo de calor dá-se em regime permanente ou estacionário, ou seja, torna-se o mesmo
em qualquer seção da barra. No regime permanente, o fluxo térmico depende de quatro
quantidades: a primeira é a área de seção transversal A, a segunda o comprimento da barra L,
a terceira, a diferença de temperatura dos extremos da barra e, por fim, do material que a barra
é feita K. Esta grandeza K é uma constante que caracteriza o material da barra e é denominada
coeficiente de condutibilidade térmica. A equação 7 representa a lei de Fourier (BÔAS,
2010).
(7)
Material )
Alumínio 49
Aço 12
Chumbo 8,2
Vidro 0,2
Madeira 0,03
Cortiça 0,01
Tabela 2. Condutibilidade térmica de alguns materiais (BÔAS, 2010).
2.3.2 Convecção
Convecção térmica é o processo de propagação de calor no qual a energia térmica
muda de local, acompanhando o deslocamento do próprio material aquecido. Portanto, os
líquidos e os gases transmitem calor principalmente por convecção, que pode acontecer em

A17
todos os fluidos. Quando um fluido é aquecido na parte inferior, por exemplo uma panela com
água no fogo, as moléculas que o compõem passam a se mover mais rapidamente, afastando-
se mais, em média, umas das outras, tornando o material menos denso, surgindo assim uma
força de empuxo que empurra o fluido para cima. Já o fluido frio, mais denso, move-se para
baixo de modo a ocupar o lugar do fluido mais quente (HEWITT, 2011).
Um bom exemplo são as correntes de convecção vistas na costa marítima. Durante o
dia, o solo da costa marinha esquenta mais facilmente do que a água. O ar logo acima do solo
é empurrado para cima pelo ar mais frio que vem das camadas mais próximas à água. Durante
a noite, o processo é o inverso, porque o solo esfria mais rapidamente do que a água e, então,
o ar mais aquecido se encontra acima do mar (HEWITT, 2011).
Figura 5. Brisa marítima.
Figura 6.Brisa terrestre.

A18
2.3.3 Radiação
A radiação é o processo de propagação de energia na forma de ondas
eletromagnéticas. Ao serem absorvidas, parte da energia dessas ondas se transforma em
energia térmica. Esta propagação de calor pode acontecer tanto num meio material quanto no
vácuo. A propagação de calor proveniente do Sol ao planeta Terra não ocorre por condução
ou convecção, pois estes processos dependem de meios materiais para ocorrer. Toda
substância que se encontre a uma temperatura superior ao zero absoluto emite energia
radiante, ou seja, energia transmitida mediante radiação (HEWITT, 2011; BÔAS, 2010).
A taxa com a qual um objeto emite energia através da radiação eletromagnética
depende da área A da superfície do objeto e da temperatura T dessa área (dada em Kelvins),
sendo expressa pela equação 8, na qual é conhecida como a constante de Stefan-Boltzmann.
O símbolo representa a emissividade da superfície do corpo ( varia de 0 a 1, onde um
corpo com emissividade 1 corresponde ao chamado corpo negro). Os corpos também
absorvem energia e a taxa de absorção é dada pela equação 9. Como os corpos,
simultaneamente, absorvem e irradiam energia, o cálculo para a taxa líquida é dada pela
equação 10 (HALLIDAY, 2012).
(8)
(9)
(10)
Em todos os processos de transferência de calor, a velocidade de resfriamento de um
corpo ou a taxa com a qual ele resfria é aproximadamente proporcional à diferença de
temperatura entre o corpo e as suas vizinhanças. Este é o enunciado da lei de Newton do
resfriamento.

A19
SEÇÃO II
Sequência Didática
Capítulo 3 – Primeira Etapa: Análise e revisão a priori
3.1 Introdução
A sequência didática, produto educacional desta dissertação, compreende quatro partes
sequenciais distribuídas em dez aulas. A primeira, “análise e revisão a priori”, compreende a
aplicação dos questionários socioeconômico e sondagem, para caracterização da turma. Esta
etapa é realizada durante a primeira aula. Na aula subsequente, o professor deve realizar uma
aula de revisão, na qual os conceitos físicos, necessários para o entendimento das aulas
seguintes, serão expostos. O tema da aula é “calor e temperatura”, fazendo-se necessário a
utilização de duas horas aula.
3.2 Objetivos
3.2.1 Objetivo geral
Avaliar o entendimento dos alunos sobre os conceitos necessários para o
desenvolvimento dos próximos temas que a Sequência Didática deverá abordar.
3.2.2 Objetivos Específicos
1. Assimilar os conceitos de temperatura, calor e energia térmica;
2. Distinguir temperatura de sensações térmicas;
3. Estabelecer diferença entre calor e temperatura;
4. Relacionar as grandezas Físicas com fenômenos do dia-a-dia.

A20
3.3 Conteúdos programáticos
1. Temperatura;
2. Equilíbrio térmico;
3. Energia térmica;
4. Calor.
3.4 Metodologia – Estratégias de ensino
Inicialmente, o professor deve aplicar o questionário Socioeconômico para
caracterização da turma de aplicação da sequência didática compreendido na Seção III,
subseção A.
Posteriormente, aplica-se o questionário de sondagem para determinar possíveis
incoerências na aprendizagem, no que se refere aos conceitos físicos necessários para a
aprendizagem do tema. Tal questionário corresponde a seção III, subseção B. A aplicação dos
dois questionários iniciais compreende a primeira aula de 45 minutos da sequência didática.
A segunda aula corresponde a revisão dos pré-requisitos necessários para o
entendimento dos novos conteúdos a serem ministrados.
O professor deverá revisar os conceitos de temperatura, energia térmica, calor e
equilíbrio térmico. Como problematização, pode ser utilizado uma simples experiência para
desfazer ideias errôneas sobre os conceitos físicos acima (utilizar três recipientes com água a
temperaturas diferentes). Tal atividade tem por objetivo sanar divergências de conceitos e
solidificar o entendimento sobre cada grandeza Física. A distinção entre as grandezas de
associações do senso comum é fundamental nesta aula.
Os conceitos descritos acima devem ser retomados durante a aula com o simulador
que desenvolvemos, que deve ser realizada durante a terceira etapa da aplicação desta
Sequência Didática.
Durante a aula, o docente deve retomar as questões conceituais aplicadas no
questionário de sondagem, mediante abordagem que prioriza a característica do discurso
interativo/dialógico.

A21
3.5 Recursos didáticos a serem utilizados
Multimídia, quadro branco, apagador e pincel.
3.6 Avaliação
A primeira ferramenta de avaliação é o questionário de sondagem. Posteriormente, o
professor deverá basear-se na participação dos alunos nas discussões ao longo da aula e no
momento da resolução dos exercícios.

A22
Capítulo 4 – Segunda etapa: Ensino
4.1 Introdução
Esta etapa é dividida em dois momentos que devem acontecer separadamente. No primeiro,
deve-se abordar os conceitos que envolvem a dilatação térmica. Já no segundo, abordam-se os
conceitos que envolvem os processos de transferência de calor. Estes momentos foram
nomeados “parte A” e “parte B” e serão melhor descritos a seguir.
4.2 Parte A
Durante a aplicação da sequência didática que compreende a parte A da etapa de ensino,
deve-se abordar o tema “dilatação térmica”, tendo duração de duas horas aulas.
4.2.1 Objetivos
4.2.1.1 Objetivo geral
Analisar o fenômeno físico da dilatação térmica e suas características em um sólido ou
em um líquido.
4.2.1.2 Objetivos Específicos
1. Enunciar os diferentes tipos de dilatação térmica;
2. Apontar as características físicas dos objetos quando sofrem dilatação;
3. Resolver problemas relacionados ao fenômeno da dilatação térmica;
4. Apontar eventos do dia-a-dia que caracterizem o fenômeno estudado;
5. Perceber a importância do entendimento do fenômeno físico.

A23
4.2.2 Conteúdos programáticos
1. Dilatação térmica dos sólidos: linear, superficial e volumétrica;
2. Dilatação térmica dos líquidos;
2.1. Dilatação anômala da água.
4.2.3 Metodologia – Estratégias de ensino
O professor deve iniciar a aula problematizando e fazendo questionamentos a partir de
fenômenos do dia-a-dia, como por exemplo, a existência de espaços entre linhas ferroviárias -
para demonstrar a importância do conceito físico em questão. É importante tornar palpável
para o aprendente o tema da aula, de forma que o mesmo encontre respostas e aplicabilidade
para o mundo em que vive.
Posteriormente o professor deve descrever os conceitos físicos envolvidos na
dilatação/contração térmica dos objetos e, em seguida, definir e explicar os tipos de
dilatação/contração térmica dos sólidos. Deve também abordar sobre a dilatação térmica dos
líquidos e da dilatação anômala da água.
A discussão de questões conceituais deve ser priorizada quando houver a interação dos
aprendentes no debate sobre os conteúdos. É importante ressaltar que as experiências trazidas
pelos adultos devem ser consideradas neste processo de ensino-aprendizagem. Apesar da
ênfase nas discussões conceituais, a resolução de questões que envolva cálculo não podem ser
desprezadas, pois os aprendentes necessitarão de experiências com as formulações
matemáticas para descrever fenômenos físicos na natureza.
Na terceira etapa, a atividade prática, será o momento em que os aprendentes poderão
manipular um simulador com objetivo de tornar mais palpável os conceitos inerentes ao
processo de dilatação térmica. O simulador retrata a dilatação térmica linear em uma haste
metálica.
4.2.4 Recursos didáticos a serem utilizados
 Multimídia, quadro branco, apagador e pincel.

A24
4.2.5 Avaliação
A avaliação irá se basear na participação dos aprendentes nas discussões ao longo da
aula e no momento da resolução dos exercícios.
4.3 Parte B
Nesta etapa, deve-se abordar os conceitos que envolve os processos de transferência
de calor, correspondendo a duas horas aulas.
4.3.1 Objetivos
4.3.1.1 Objetivo geral
Conhecer os diferentes tipos propagação de calor existentes na natureza.
4.3.1.2 Objetivos Específicos
1. Determinar os diferentes tipos de transferência de calor;
2. Identificar qual ou quais processos de propagação de calor ocorreram em determinado
evento no seu dia-a-dia;
3. Relacionar os tipos de processo de transferência de calor com fenômenos da natureza;
4. Exemplificar cada processo estudado.
4.3.2 Conteúdos programáticos
1. Condução térmica;
2. Convecção térmica;
3. Radiação térmica.

A25
4.3.3 Metodologia – Estratégias de ensino
Assim como nas aulas anteriores, o professor deve iniciar a aula citando exemplos do
dia-a-dia dos processos de transferência de calor, como por exemplo, uma concha metálica
esquentar ao ser deixada em uma panela sobre um fogão ligado. Posteriormente deve fazer
questionamentos como por exemplo “porque os aparelhos de ar condicionado são geralmente
instalados na parte superior dos ambientes”. É importante que o professor escute e dialogue
com seus aprendentes.
Após demonstrar aplicações do fenômeno, como por exemplo, a existência de aletas
no motor de motocicletas propiciando o resfriamento do mesmo, o professor deve definir os
tipos de processos de transferência de calor e explicá-los detalhadamente. É importante que
exemplos sejam dados em sala. Mais uma vez, a resolução de questões conceituais que
coloquem em evidencia as características de cada processo de propagação de calor deve ser
priorizada durante a aula.
Os conceitos envolvidos nos processos de transferência de calor serão retomados na
etapa seguinte – uso da simulação. Com a utilização do simulador, o professor poderá
trabalhar os conceitos de convecção térmica, observando a evaporação do líquido contido no
recipiente e sua passagem pela parte interna da haste metálica. Outro processo de transmissão
de calor é a condução, que se dará pelo corpo da haste. O docente ficará mais inteirado
quando for apresentado a terceira etapa.
4.3.4 Recursos didáticos a serem utilizados
 Multimídia, quadro branco, apagador e pincel.
4.3.5 Avaliação
A avaliação irá se basear na participação dos alunos nas discussões ao longo da aula e
no momento da resolução dos exercícios.

A26
Capítulo 5 – Terceira etapa: Atividade Prática
5.1 Introdução
A etapa da atividade prática corresponde à mais importante da aplicação, pois é nela
que o aluno sente-se mais motivado para aprender. Deste modo, o professor tem uma grande
oportunidade de propiciar uma melhor internalização dos conceitos físicos pelos alunos,
tornando a aprendizagem significativa. Os temas a serem abordados são dilatação térmica e
processos de transferência de calor. O tempo necessário para aplicação dessa etapa
corresponde a duas horas aulas.
5.2 Objetivos
Aplicar os conhecimentos teóricos aprendidos nas aulas anteriores através de um
experimento analisado mediante simulação computacional.
1. Estabelecer relação entre os conhecimentos teóricos e fenômenos do dia-a-dia;
2. Explicar o comportamento de uma barra metálica quando submetida a uma variação
de temperatura;
3. Aplicar os conhecimentos adquiridos a outros eventos;
4. Reconhecer os fenômenos estudados no seu dia-a-dia.
5.3 Conteúdos programáticos
1. Dilatação térmica dos sólidos;
2. Processos de propagação de calor.

A27
A aula prática deve ser realizada em um laboratório de informática, utilizando o
simulador de um dilatômetro, sendo esta, direcionada por um roteiro presente na seção III,
subseção C deste manual. O professor deve orientar os discentes a seguir o roteiro.
O simulador do dilatômetro foi produzido pelo professor autor da dissertação, e está
disponível gratuitamente para ser utilizada para fins didáticos1
. Abaixo segue a imagem da
tela inicial do simulador.
Figura 1. Imagem da tela inicial do simulador.
Ao abrir a tela inicial, o aprendente tem a opção de escolher o material que compõe a
haste metálica que irá analisar. Esta escolha é feita na parte superior direita da tela. Em
seguida, ele deve definir qual a temperatura inicial e final do líquido que irá aquecer a haste,
quando entrar em ebulição – trata-se da água. Ao acionar a fonte de calor, o “relógio” no lado
direito, que já apresenta o comprimento inicial (50cm), começa a variar até o valor
correspondente ao comprimento final da haste após a dilatação.
O roteiro que guia a aula solicita que seja determinado o coeficiente de dilatação linear
do material da haste, que posteriormente deve ser comparado no seu livro didático para
1
O simulador utilizado nesta aula prática foi desenvolvido pelo professor Daniel Berg, autor desta dissertação, e
encontra-se disponível em http://www.univasf.edu.br/~cpgef/.

A28
certificação do mesmo. O roteiro ainda é formado por algumas questões conceituais sobre o
tema processos de transferência de calor.
É importante que o professor não interfira diretamente na manipulação do simulador
pelo aprendente. Porém, inicialmente deve ser feita uma discussão sobre o fenômeno físico
que será simulado. A simulação permite ao professor explorar vários conceitos físicos que
estão envolvidos na aula prática. Por exemplo, quais fatores interferem na determinação da
temperatura da sala e da temperatura de ebulição da água, fatores como a altitude do local no
qual está sendo realizada a aula podem ser considerados. O fornecimento de energia térmica
ao recipiente provoca variação na temperatura da água ao ponto dela entrar em ebulição. Aqui
o professor pode explorar, de forma breve, as mudanças de estado físico e quais são os fatores
que interferem neste processo. Com a evaporação da água, cabe ao professor discutir o que
ocorre na haste metálica devido a passagem deste vapor de água no seu interior. Neste
momento, deve ser abordado os processos de transferência de calor que ali são evidenciados.
O professor também deve fazer com que os aprendentes percebam que a dilatação
depende diretamente do material que compõe a barra metálica, do seu comprimento inicial e
da variação de temperatura que a mesma será submetida. Ou seja, para cada material presente
no simulador haverá um resultado diferente e para cada variação de temperatura também
haverá outros resultados. Para isso, o professor deve solicitar que o aprendente refaça a
atividade, de forma que, possa ser observada a relação entre estas grandezas físicas no
processo de dilatação térmica.
Os conceitos que foram revisados no primeiro encontro também devem ser novamente
reforçados aqui. Para que as definições de temperatura e calor possam ser melhor
compreendidas, cabe ao professor discutir tais conceitos com o auxílio do simulador, pois
comumente os aprendentes costumam relacionar calor a temperaturas altas. O equilíbrio
térmico pode ser relembrado pelo professor, pois quando a haste metálica atinge seu
comprimento máximo para aquela variação de temperatura é porque a haste possui a mesma
temperatura de ebulição da água – a haste e o fluido que por ela passa entram em equilíbrio
térmico.
É importante ressaltar que as simulações são importantes ferramentas para o Ensino de
Física, sendo potencialmente significativas, embora não possam substituir, em sua plenitude,
o experimento real realizado em um laboratório de Física.

A29
Computadores do laboratório de informática (para utilização do simulador),
multimídia, quadro branco, apagador e pincel.
5.6 Avaliação
A avaliação irá basear-se na participação dos aprendentes nas discussões ao longo da
aula e, principalmente, no relatório escrito pelo aprendente durante a realização da aula
prática.

A30
Capítulo 6 – Quarta etapa: Avaliação e Revisão a posteriori
6.1 Introdução
A quarta e última etapa corresponde à aplicação dos questionários avaliativos 1 e 2.
Tais questionários envolvem todos os conceitos apresentados durante a sequência didática.
Esta etapa tem duração de duas horas aula.
6.2 Objetivos
Avaliar o entendimento dos aprendentes quanto os temas estudados durante a
aplicação da Sequência Didática.
1. Definir as grandezas Físicas estudadas;
2. Caracterizar cada fenômeno físico estudado;
3. Responder problemas relacionados aos temas dilatação térmica e processos de
transferência de calor;
4. Exemplificar todos os fenômenos descritos pela Sequência.
Inicialmente, o professor deve aplicar o questionário avaliativo. Que, por sua vez, tem
a função de identificar a aprendizagem dos discentes ao longo da realização da sequência
didática. Este questionário está presente na seção III, subseção D. Esta etapa deve ter duração
de 45 minutos.
Posteriormente, o docente deve novamente propiciar uma discussão de caráter
predominantemente interativo/dialógico para sanar as deficiências identificadas no último

A31
questionário. Nas discussões, é importante que o professor relembre os passos realizados
pelos próprios aprendentes durante a aula prática, pois torna-se mais concreto o entendimento
quando submetido à atividades práticas.
Por fim, a aplicação do questionário avaliativo 2, apresentado na seção III, subseção E,
deve ser realizada. Tal questionário objetiva a avaliação da Sequência Didática pelos próprios
aprendentes. Através da análise desta avaliação e da comparação entre os resultados dos
questionários de sondagem e avaliativo, o professor poderá avaliar se a aplicação da
sequência foi positiva em termos de aprendizagem.
 Quadro branco, apagador e pincel.
6.5 Avaliação
As principais ferramentas de avaliação são os questionários inicialmente aplicados.
Contudo, a participação dos aprendentes nas discussões durante a aula de revisão deve
também ser levada em conta.

A32
SEÇÃO III
Questionários propostos

A33
SUBSEÇÃO A
Questionário Socioeconômico
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO - UNIVASF
MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA - MNPEF / POLO DE JUAZEIRO.
QUESTIONÁRIO DE PERFIL SOCIOECONÔMICO
Q.1) Você é do sexo:
a) ( ) Masculino;
b) ( ) Feminino.
Q.2) Você se considera:
a) ( ) Branco c) ( ) Pardo e) ( ) Indígena
b) ( ) Preto d) ( ) Amarelo f) ( ) Não declarado
Q.3) Estado Civil:
a) ( ) Solteiro(a);
b) ( ) Divorciado(a);
c) ( ) Viúvo(a);
d) ( ) Casado(a);
Q.4) Local da sua residência:
a) ( ) Zona Urbana;
b) ( ) Zona Rural.

A34
Q.5) Você possui alguma deficiência?
a) ( ) Sim;
b) ( ) Não.
5.1. Em caso afirmativo, indique o tipo:
a) ( ) Deficiência Física.
b) ( ) Deficiência visual.
c) ( ) Deficiência auditiva.
e) ( ) Outro: especificar___________________________________________
Q.6) Você tem filhos?
a) ( ) Não. b) ( ) Sim. Quantidade: ___________
Q.7) Meio de Transporte utilizado para vir a escola?
a) ( ) A pé;
b) ( ) carro ou moto;
c) ( ) ônibus;
d) ( ) bicicleta.
Q.8) Sua residência é:
a) ( ) Própria.
b) ( ) Alugada.
c) ( ) Outros: _____________________________________
Q.9) Qual o grau de escolaridade de seu pai?
a) ( ) Não alfabetizado;
b) ( ) Ensino Fundamental;
c) ( ) Ensino Médio;
d) ( ) Ensino Superior;
e) ( ) Pós graduação;
f) ( ) Não sei.

A35
Q.10) Qual o grau de escolaridade de sua mãe?
a) ( ) Não alfabetizada;
b) ( ) Ensino Fundamental;
c) ( ) Ensino Médio;
d) ( ) Ensino Superior;
e) ( ) Pós graduação;
f) ( ) Não sei.
Q.11) Qual a renda mensal do seu grupo familiar? (Soma do rendimento de todos que
contribuem com a renda)
a) ( ) Menos de 1 Salário Mínimo. d) ( ) De 6 a 10 Sal. Mínimos.
b) ( ) De 1 a 3 Sal. Mínimos. e) ( ) Mais de 10 Sal. Mínimos.
c) ( ) De 3 a 6 Sal. Mínimos.
Q.12) Quantas pessoas contribuem com a renda familiar?
a) ( ) 1 a 2 pessoas. b) ( ) 3 a 5 pessoas. c) ( ) Mais de 5 pessoas.
Q. 13) Você trabalha?
a) ( ) Sim. b) ( ) Não
Se a resposta for positiva do item anterior responda a questão 14
Q. 14) Qual sua jornada de trabalho semanal
a) ( ) Menos de 10 horas;
b) ( ) Entre 10 e 20 horas;
c) ( ) Entre 20 e 30 horas;
d) ( ) Entre 30 e 40 horas;
e) ( ) 40 horas ou mais.

A36
Q. 15) Com que idade você começou a trabalhar?
a) ( ) Antes dos 14 anos;
b) ( ) Entre 14 e 16 anos;
c) ( ) Entre 17 e 18 anos;
d) ( ) Após os 18 anos;
e) ( ) Nunca Trabalhei.
Q. 16) Há quanto tempo você deixou os estudos? ______________________
Q.17) Qual série que você interrompeu seus estudos? ___________________

A37
SUBSEÇÃO B
Questionário de Sondagem
QUESTIONÁRIO DE SONDAGEM
1- Em termos microscópicos, o que compõe os objetos?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2- O que acontece com os objetos quando aquecidos?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3- O que a temperatura mede?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________

A38
4- As menores partições de cada corpo se comportam de que forma quando submetidas a
uma variação de temperatura?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
5- O que é um corpo quente? E um corpo frio?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
6- Por que em certos momentos do dia temos dificuldades em abrir ou fechar portas
metálicas?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
7- Por que quando se mede a temperatura de uma pessoa, o nível de mercúrio do
termômetro varia?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
8- Por que nas quadras de esportes que ficam ao ar livre, recebendo a radiação solar, o
piso é feito em blocos quadrados separados por um material elástico?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
9- Sempre que fornecemos energia para um objeto, sua temperatura aumenta? Explique.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________

A39
10- Você já colocou uma garrafa de vidro cheia de suco no congelador e, depois de algum
tempo, a garrafa estourou? Por que a garrafa estoura?2
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2
Questão utilizada na aplicação do questionário de sondagem que, após análise, percebeu-se a
necessidade de ser aprimorada.

A40
SUBSEÇÃO C
Roteiro da Aula Prática
ROTEIRO DA AULA PRÁTICA
1- Introdução
Nesta aula prática estudaremos o fenômeno de dilatação/contração térmica. De fato,
quando aumentamos a temperatura de uma substância, suas moléculas ou átomos passam, em
média, a oscilar mais rapidamente e tendem a se afastar umas das outras. O resultado disso é a
expansão da substância. Com poucas exceções, todas as formas de matéria – sólidas, líquidas
ou gasosas – normalmente se dilatam quando são aquecidas, e contraem-se quando resfriadas.
(HEWITT, 2011)
Esta variação de comprimento dos corpos, podendo ser uma expansão ou uma
contração, é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial ( e à variação de
temperatura que este corpo sofre ( ), sendo ( a temperatura inicial e ( a
temperatura final do corpo. Tendo como constante de proporcionalidade o coeficiente de
dilatação linear . Tal expressão está matematicamente escrita abaixo.
(1)
A tabela 1 expressa alguns valores de coeficiente de dilatação linear :

A41
Material )
Vidro Comum 0,9
Vidro Pirex 0,3
Sílica 0,4
Diamante 0,09
Tabela 1: Coeficientes de dilatação linear
Para diversos objetos sólidos, denominados isotrópicos, a variação do comprimento,
para uma dada variação de temperatura, é igual para todas as direções. Desta forma a variação
da área é dada por:
(2)
E a do volume por:
(3)
Em que: e .
2- Objetivos
 Perceber o significado dos conceitos físicos que envolve calor;
 Compreender os efeitos da dilatação térmica nos materiais;
 Identificar os processos de transferência de calor.
3- Equipamento (Simulador)
O equipamento que será utilizado é o simulador descrito abaixo, o dilatômetro. Ele
simula um experimento realizado em um laboratório de Física.

A42
Fig. 1: Tela inicial do simulador.
Neste simulador você dispõe de uma fonte de calor responsável por aquecer o
recipiente, sendo esta acionada pelo interruptor ao lado. A água entra em ebulição e o seu
vapor passa na parte interna da haste oca que está fixa, sendo liberado na outra extremidade.
O relógio comparador existente do lado esquerdo da tela tem a função de determinar a
variação do comprimento da haste, em centímetros.
4- Procedimentos da Aula
1. Escolha de qual material a haste metálica é formada. Escreva esta informação abaixo;
____________________________________________________
2. Determine a temperatura ambiente, ou seja, a que temperatura a sala de aula se
encontra. Digite no simulador esta informação no espaço correspondente a
temperatura inicial;
=__________ºC

A43
3. Determine a temperatura de ebulição da água para a altitude em que sua cidade se
encontra. Digite no simulador esta informação no espaço correspondente a
temperatura final;
4. Acione o interruptor fornecendo calor para o recipiente que contem água a
temperatura ambiente e aguarde que a água entre em ebulição e o seu vapor aqueça a
haste;
5. Escreva a variação de comprimento fornecida no relógio comparador que a haste
sofreu;
A partir os dados coletados, responda as questões abaixo:
1) Calcule a variação de temperatura.
2) Determine o coeficiente de dilatação do material que haste é formada.
3) Quais processos de transmissão de calor farão com a água fervendo esquente a barra
metálica?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
4) Como o calor é transmitido através da barra?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
=__________ºC
=_________cm

A44
5) Explique sucintamente os processos de transmissão de calor envolvidos na
experiência.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
6) Repita todo o processo para outra haste.
5- Bibliografia
Hewitt, Paul, G. “Física Conceitual”; Ed. Bookman. RG. 9ª 2002.
MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física- Coleção Curso de física. V. 2. São
Paulo: Scipione, 2010.
Roteiro experimental Universidade Federal de Alagoas. Dilatômetro: Dilatação térmica
linear. Disponível em <http://www.ufal.edu.br/unidadeacademica/if/pt-br/institucional/
laboratorios-de-ensino/laboratorio-de-fisica-2/lab-2/dilatacao-termica> Acesso em
10/06/2015.

A45
SUBSEÇÃO D
Questionário Avaliativo 1
QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 1
Aluno(a):______________________________________________________________
Parte A
1- Em termos microscópicos, o que compõe os objetos?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2- O que a temperatura mede?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3- Por que em certos momentos do dia temos dificuldades em abrir ou fechar portas
metálicas?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________

A46
4- Por que nas quadras de esportes que ficam ao ar livre, recebendo a radiação solar, o
piso é feito em blocos quadrados separados por um material elástico?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
5- Sempre que fornecemos energia para um objeto, sua temperatura aumenta? Explique.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Parte B
1- Um corpo, ao sofrer uma variação positiva na sua temperatura, as menores partições
de um corpo (átomos e moléculas):
a) Se agitarão mais.
b) Se agitarão menos.
c) Se unirão a outras moléculas.
d) Permanecerão inalteradas.
2- O que acontece com um objeto metálico quando resfriado?
a) Ocorre um aumento no grau de agitação de suas moléculas.
b) Provoca uma dilatação térmica devido a diminuição no grau de agitação das
moléculas.
c) Ocorre uma contração térmica devido a diminuição no grau de agitação das moléculas.
d) O Objeto permanece inalterado.

A47
3- Uma dona de casa resolveu fazer uma salada para o jantar, mas não conseguiu abrir o
frasco de palmito, que tem tampa metálica. Porém, lembrando-se de suas aulas de
Física, ela mergulhou a tampa da embalagem em água quente durante alguns
segundos. Ao tentar mais uma vez, percebeu que ela abriu facilmente. Isso
provavelmente ocorreu porque:
a) O coeficiente de dilatação do vidro é maior que o do metal.
b) O coeficiente de dilatação do metal é maior que o do vidro.
c) Os coeficientes de dilatação são iguais.
d) Porque o metal fica “mais quente” que o vidro.
4- As linhas ferroviárias possuem espaços entre seus trilhos. Marque o item abaixo que
justifica esta afirmação.
a) Porque os operários erraram durante as obras.
b) Devido a necessidade de escoar o calor entre os trilhos.
c) Devido à dificuldade de unir peças metálicas.
d) Para evitar deformações nos trilhos com as variações de temperatura durante o dia.
5- Quando uma garrafa de vidro cheia de água é colocada no congelador, depois de
algum tempo a garrafa estoura. Por que isto acontece?3
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
6- Por que coloca-se o evaporador do ar condicionado na parte superior dos ambientes?
a) Porque fica inacessível para crianças.
b) Para evitar que objetos obstruam a passagem do ar.
c) Porque facilita o resfriamento do ambiente devido a convecção do ar.
d) Porque ajuda na condução do ar para as paredes do ambiente.
3
Questão utilizada na aplicação do questionário de sondagem que, após análise, percebeu-se a
necessidade de ser aprimorada.

A48
SUBSEÇÃO E
Questionário Avaliativo 2
QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 2
1) Você se sente motivado a estudar os conteúdos de Física na escola?
( ) Sim;
( ) Não.
2) Você se sente mais motivado para estudar os conteúdos de Física na escola quando as
aulas são realizadas em laboratório?
( ) Sim;
( ) Não.
3) De que forma a realização da atividade com o simulador contribuiu para sua
aprendizagem? Comente.
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________

A49
4) Assinale com um X os itens abaixo que você acha com relação as atividades práticas
no Ensino de Física.
( ) Aprendo mais facilmente quando a aula é prática.
( ) Não interfere em nada no meu aprendizado.
( ) É mais atrativa.
( ) Aproxima com os fenômenos do dia-a-dia.
( ) São menos motivadoras e mais monótonas.
( ) São mais dinâmicas e participativas.
5) Atribua uma nota de 0 a 10, em relação ao grau de importância que você daria a
disciplina se a mesma fosse abordada por meio de aulas práticas.
___________________________________________________________________________
6) Na sua opinião, as atividades práticas utilizando simuladores despertam o interesse
dos estudantes para as aulas de Física?
( ) Muito pouco
( ) Pouco
( ) Muito

A50
Referências
BÔAS, N. V., DOCA, R. H., BISCUOLA, G. J., Física, 2, 1°ed. São Paulo: Saraiva, 2010.
Hewitt, Paul, G. “Física Conceitual”; Ed. Bookman. RG. 9ª 2002.
HALLIDAY, D., RESNICK R. WALKER J., Fundamentos de física: gravitação, ondas e
termodinâmica; tradução e revisão técnica Ronaldo Biasi – Rio de Janeiro, LTC, 2012.
MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física- Coleção Curso de física. V. 2. São
Paulo: Scipione, 2010.
OLIVEIRA, M.P.P. de, et al. Física em contextos: pessoal, social e histórico: energia,
calor, imagem e som; FTD, 1º ed. São Paulo, 2010.
PIRES, Antônio S.T. Evolução das ideias da Física; São Paulo: Editora Livraria da Física,
11º ed., 2008.
Roteiro experimental Universidade Federal de Alagoas. Dilatômetro: Dilatação térmica
linear. Disponível em <http://www.ufal.edu.br/unidadeacademica/if/pt-br/institucional/
laboratorios-de-ensino/laboratorio-de-fisica-2/lab-2/dilatacao-termica> Acesso em
10/06/2015.
SANT‟ANNA, B et al. Conexões com a Física, vol. 02, São Paulo: Moderna, 2º ed., 2013.
TIPLER, P. A. Física para cientistas e engenheiros; editora LTC, 4ºed., Rio de Janeiro,
2000.
YOUNG, H. D., FREEDMAN, R. A., Física II: termodinâmica e ondas; 12ºed. São Paulo:
Pearson, 2008.

Produto Educacional

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