13130
Ir ao conteúdo principal Ir ao menu Principal Ir ao menu de Guias

Faltam para  

Plano de aula > Ciências > 7º ano > Matéria e Energia

Plano de aula - Sistemas e Vizinhanças

Plano de aula de Ciências com atividades para 7o ano do EF sobre Sistemas e Vizinhanças

Plano 02 de 5 • Clique aqui e veja todas as aulas desta sequência

Plano de aula alinhado à BNCC • POR: Juliana Bressani Figueiredo Mascarenhas

ESTE CONTEÚDO PODE SER USADO À DISTÂNCIA Ver Mais >
 

Sobre este plano select-down

Slide Plano Aula

Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: este plano de aula faz parte de uma sequência de planos que tratará de transferência de energia e de massa, relacionados às máquinas térmicas. Este plano é o ponto de partida para uma série de planos de aula. Contudo, nada impede que seja usado separadamente para iniciar a discussão sobre um conteúdo correlacionado, que trabalha a importância de diferenciar um sistema aberto de um fechado. Abaixo, colocamos algumas definições importantes para o desenvolvimento deste plano e do conteúdo da unidade.

Sistema aberto é todo aquele que permite que tanto energia quanto massa sejam trocados com a vizinhança. Sistema fechado é todo aquele que permite a transferência apenas de energia para a vizinhança, por meio da fronteira. Temos também o sistema isolado, onde nem massa e nem energia são trocados com a vizinhança, como, por exemplo, uma garrafa térmica.

Chamamos de sistema o ambiente completo em que ocorre, ou não, troca de energia. Por sua vez, vizinhança é tudo aquilo que está fora do sistema. Por sua vez, universo é o conjunto que inclui vizinhança e sistema e fronteira é o material que separa a vizinhança do sistema.

Neste plano de aula, a panela de pressão será usada como instrumento de análise. A válvula de pressão é que determina o comportamento do sistema, que pode ser fechado (enquanto não “pega pressão” ou quando a válvula está entupida) ou aberto (quando “pega” pressão ou enquanto a tampa não fechou o sistema). Enquanto a panela não “pega” pressão, ela troca apenas energia (térmica) e assim se mantém como um sistema fechado. Quando a panela “pega” pressão, ela passa a ser um sistema aberto uma vez que vapor d’água é expelido pela válvula de pressão (também chamada de válvula de alívio ou válvula de controle de pressão da panela, acionada quando a pressão de vapor d’água ultrapassa a pressão suportada pela panela). Nesse segundo exemplo, a panela passa a ser um sistema aberto ao trocar massa e energia com a vizinhança.

A válvula de segurança garante que o sistema se abra e permite que a panela transfira o vapor excedente para o ambiente, garantindo que a ela não exploda.

Entenda melhor o funcionamento de uma panela de pressão:

Este plano trata da elaboração, de forma intuitiva, das definições de sistema aberto e fechado, por meio de observações e análises experimentais. Para auxiliar o professor nesses conceitos, segue uma série de textos e artigos sobre o tema:

Materiais necessários para a aula: 4 garrafas plásticas transparentes de água (500 ml), uma bacia contendo água gelada e outra contendo água fervente, 2 termômetros e uma agulha de costura.

Título da aula select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos

Orientações: Leia o tema da aula para a classe e pergunte:

  • Como vocês definiriam o que é vizinhança?

Respostas possíveis:

Vizinhança é aquilo que está ao lado, mas não é seu;

Vizinhança é tudo aquilo que está do outro lado no muro/da cerca;

Aquilo que está depois da sua fronteira, como a Argentina e o Uruguai, que são vizinhos do Brasil.

  • O que vocês entendem por sistema?

Respostas possíveis:
Sistema é um conjunto de coisas que tem uma função, como o sistema respiratório, ou o sistema nervoso;

Sistema é algo que tem uma utilidade específica.

As respostas para essas perguntas podem vir relacionadas a conceitos geográficos-sociais, como para a primeira pergunta. Para a segunda questão, a relação pode vir de aulas relacionada à biologia.

Neste momento não tente corrigi-los, apenas ouça atentamente o que respondem. Anote as respostas que se destacarem no quadro. Ao final da aula, eles deverão ser capazes de responder estas perguntas de acordo com as definições apresentadas no slide inicial.

Contexto select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: pergunte se os alunos sabem o motivo da panela de pressão ter duas válvulas: a válvula de pressão (válvula de alívio da pressão ou válvula de controle da pressão) e a válvula de segurança. As respostas podem ser desde “não tenho ideia” até “porque se a válvula de pressão entupir, a válvula de segurança abre e a panela não explode”. Pergunte se eles sabem indicar na imagem qual das válvulas é a válvula de pressão e qual é a de segurança.

Anote as respostas. Pergunte se eles têm histórias a contar sobre panela de pressão. Muito provavelmente algum deles já viu a válvula de segurança agindo. Permita que eles compartilhem as histórias, caso tenham alguma para contar. Motive os alunos em relação a pesquisa que será realizada.

A válvula de segurança foi adicionada há pouco tempo, pois antigamente as panelas de pressão só tinham a válvula alívio da pressão. Como seu próprio nome diz, sua inserção trouxe segurança ao processo de cozimento de alimentos. Com ela, mesmo com o entupimento da válvula de alívio da pressão (aquela que gira quando a panela “pega pressão” e por onde sai o vapor d’água), por pedaços de alimentos, a panela não explode, pois a válvula de segurança é acionada. Não explique isto a eles neste momento, o experimento a ser realizado deve levá-los a esta compreensão.

Questão disparadora select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 3 minutos

Orientações: neste momento, a resposta para a questão disparadora pode parecer óbvia e causar certo alvoroço. Por isso, antes de apresentar esse slide, peça para lembrarem das respostas dadas sobre os conceitos de sistema e vizinhança, para responderem a questão disparadora. Apenas após esse momento mostre a questão disparadora.

Alguns questionamentos podem surgir, como “o que vizinhança e sistema tem a ver com as válvulas de uma panela de pressão?” ou “por que uma panela de pressão é o tema da aula?”.

Para esses questionamentos, responda que o tema “sistema e vizinhança” tem muita coisa a ver com a panela de pressão e que eles logo irão perceber a relação.

Mão na massa select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 25 minutos

Orientações: antes de mostrar esse slide, divida a sala em trios e distribua a tabela do slide seguinte, disponível no material complementar.

Diga à sala que hoje eles serão engenheiros de uma empresa de panelas. Mas perderam os arquivos que explicam porque as panelas de pressão têm válvulas. Os estudantes deverão descobrir os motivos que levaram a inserção das duas válvulas na panela de pressão. Para isso, irão simular uma situação que ocorre em muitas casas. Pergunte:

  • Como, geralmente, é retirada a pressão da panela após o cozimento?Possíveis respostas:

Acho que esperam acabar a pressão;

Erguem a válvula com um garfo ou não;Coloca a panela debaixo da torneira aberta.

Assim que um aluno der a última resposta, diga à classe que esse será o processo que eles irão simular. Para isso, monte a preparação do experimento. Caso nenhum aluno fale sobre colocar a panela debaixo da torneira, você pode perguntar se eles já viram alguém fazer isso.

OBSERVAÇÃO: Se achar perigoso, o professor poderá realizar o experimento para a classe observar.

O experimento deve decorrer da seguinte forma (tempo sugerido para o experimento: 10 minutos):

  • Três garrafas plásticas de água devem permanecer abertas. Uma delas deve ser furada próxima ao gargalo da garrafa, com uma agulha de costura. Caso cada grupo fique responsável por fazer o furo, tome cuidado para que ninguém se machuque.

Uma quarta garrafa deve ser tampada e todas as quatro colocadas em água quente. Se achar necessário, amarre um pedaço de barbante no pescoço da garrafa, para garantir que elas fiquem em pé e não entre água dentro delas.

  • Experimento 1: retire a garrafa da água quente depois de 3 minutos e coloque em água fria. Realize as perguntas 1 e 2 do documento e espere as respostas.
  • Experimento 2: retire a garrafa tampada da água quente, mostre que ficou difícil abrir a garrafa. Neste momento, é importante que a garrafa não se abra. Coloque em água fria, aguarde 3 minutos e mostre como ficou mais fácil abrir a garrafa. Realize as perguntas 3 e 4 e espere as respostas de cada grupo.
  • Experimento 3: retire as duas garrafas restantes da água quente, tampe-as e coloque as duas em água gelada (mistura de água e gelo). Realize as outras preguntas e aguarde que os trios terminem de responder os questionários.
  • Mostre o que ocorreu com as garrafas para a sala. A garrafa que foi fechada deverá deformar devido a contração dos gases. A outra garrafa, que tinha o furinho, não deverá sofrer deformações.

As garrafas simularam situações distintas da panela de pressão:

  • A garrafa que permanece aberta (garrafa 1), tanto na água quente como na água fria, simulará uma panela qualquer destapada.
  • A garrafa que inicia os experimentos fechada (garrafa 2) simula uma panela de pressão. Ora com pressão, quando é difícil abri-la, ora sem pressão, após o banho frio.
  • Já a garrafa que será fechada antes de ser colocada em água fria (garrafa 3), simulará a perda de pressão panela de pressão, quando colocada debaixo da torneira.
  • A garrafa com o furinho (garrafa 4) simulará a panela de pressão apenas com a válvula de pressão em funcionamento.

Os resultados esperados são:

Garrafa 1: não sofrerá alteração no formato de forma visível.

Garrafa 2: sofrerá dilatação pelo aquecimento e contração pelo resfriamento.

Garrafa 3: durante o resfriamento, a garrafa sofrerá contração.

Garrafa 4: não sofrerá alteração visível, talvez seja possível ouvir o gás entrando na garrafa, isso dependerá do diâmetro do furo (quanto menor mais provável que esse efeito ocorra) e do silêncio no ambiente.

Dê tempo para que os alunos preencham a tabela e respondam às questões. Peça para que os grupos discutam os motivos que levaram as garrafas a terem comportamentos distintos. Fale para observarem o que diferenciava uma garrafa da outra e, a partir dessa observação, propor explicações para os processos ocorridos.

Se notar que os grupos não conseguem desenvolver uma idéia sobre os motivos que levaram aos comportamentos distintos das garrafas, dê dicas como: “o que há dentro da garrafa que pode ser transferido?”ou “como pode ocorrer essa transferência?”.

Guie cada grupo para atingir as respostas necessárias, ajudando a responderem às questões mas sem dar a resposta correta a eles.

Materiais necessários para a aula: 4 garrafas plásticas transparentes de água (500 ml), uma bacia contendo água gelada e outra contendo água fervente, 2 termômetros e uma agulha de costura.

Sistematização select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 15 minutos

Orientações: antes de apresentar esse slide, deixe 5 minutos para que os grupos discutam as respostas da atividade 1 com o grupo vizinho. Após esse tempo, ouça as respostas de cada grupo ou escolha um grupo para responder um item da atividade. Encerre a aula completando, de forma coletiva, esse slide e perguntando como eles respondem à questão disparadora “Para que servem as válvulas na panela de pressão?”.

Lembre-se:

  • No sistema aberto, a massa de ar (o ar que estava dentro da garrafa) é transferida para fora durante o aquecimento e transferida para dentro durante o resfriamento (o ar atmosférico entra na garrafa ao ser resfriada).
  • A energia, na forma de calor, é transferida entre a água (quente ou fria) e a garrafa, tanto no sistema aberto quanto no fechado. Nesta atividade não trabalhamos com sistema isolado, como uma garrafa térmica, por exemplo, onde não há troca nem de energia e nem de massa.

Resumo da aula

download Baixar plano

Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: este plano de aula faz parte de uma sequência de planos que tratará de transferência de energia e de massa, relacionados às máquinas térmicas. Este plano é o ponto de partida para uma série de planos de aula. Contudo, nada impede que seja usado separadamente para iniciar a discussão sobre um conteúdo correlacionado, que trabalha a importância de diferenciar um sistema aberto de um fechado. Abaixo, colocamos algumas definições importantes para o desenvolvimento deste plano e do conteúdo da unidade.

Sistema aberto é todo aquele que permite que tanto energia quanto massa sejam trocados com a vizinhança. Sistema fechado é todo aquele que permite a transferência apenas de energia para a vizinhança, por meio da fronteira. Temos também o sistema isolado, onde nem massa e nem energia são trocados com a vizinhança, como, por exemplo, uma garrafa térmica.

Chamamos de sistema o ambiente completo em que ocorre, ou não, troca de energia. Por sua vez, vizinhança é tudo aquilo que está fora do sistema. Por sua vez, universo é o conjunto que inclui vizinhança e sistema e fronteira é o material que separa a vizinhança do sistema.

Neste plano de aula, a panela de pressão será usada como instrumento de análise. A válvula de pressão é que determina o comportamento do sistema, que pode ser fechado (enquanto não “pega pressão” ou quando a válvula está entupida) ou aberto (quando “pega” pressão ou enquanto a tampa não fechou o sistema). Enquanto a panela não “pega” pressão, ela troca apenas energia (térmica) e assim se mantém como um sistema fechado. Quando a panela “pega” pressão, ela passa a ser um sistema aberto uma vez que vapor d’água é expelido pela válvula de pressão (também chamada de válvula de alívio ou válvula de controle de pressão da panela, acionada quando a pressão de vapor d’água ultrapassa a pressão suportada pela panela). Nesse segundo exemplo, a panela passa a ser um sistema aberto ao trocar massa e energia com a vizinhança.

A válvula de segurança garante que o sistema se abra e permite que a panela transfira o vapor excedente para o ambiente, garantindo que a ela não exploda.

Entenda melhor o funcionamento de uma panela de pressão:

Este plano trata da elaboração, de forma intuitiva, das definições de sistema aberto e fechado, por meio de observações e análises experimentais. Para auxiliar o professor nesses conceitos, segue uma série de textos e artigos sobre o tema:

Materiais necessários para a aula: 4 garrafas plásticas transparentes de água (500 ml), uma bacia contendo água gelada e outra contendo água fervente, 2 termômetros e uma agulha de costura.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos

Orientações: Leia o tema da aula para a classe e pergunte:

  • Como vocês definiriam o que é vizinhança?

Respostas possíveis:

Vizinhança é aquilo que está ao lado, mas não é seu;

Vizinhança é tudo aquilo que está do outro lado no muro/da cerca;

Aquilo que está depois da sua fronteira, como a Argentina e o Uruguai, que são vizinhos do Brasil.

  • O que vocês entendem por sistema?

Respostas possíveis:
Sistema é um conjunto de coisas que tem uma função, como o sistema respiratório, ou o sistema nervoso;

Sistema é algo que tem uma utilidade específica.

As respostas para essas perguntas podem vir relacionadas a conceitos geográficos-sociais, como para a primeira pergunta. Para a segunda questão, a relação pode vir de aulas relacionada à biologia.

Neste momento não tente corrigi-los, apenas ouça atentamente o que respondem. Anote as respostas que se destacarem no quadro. Ao final da aula, eles deverão ser capazes de responder estas perguntas de acordo com as definições apresentadas no slide inicial.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: pergunte se os alunos sabem o motivo da panela de pressão ter duas válvulas: a válvula de pressão (válvula de alívio da pressão ou válvula de controle da pressão) e a válvula de segurança. As respostas podem ser desde “não tenho ideia” até “porque se a válvula de pressão entupir, a válvula de segurança abre e a panela não explode”. Pergunte se eles sabem indicar na imagem qual das válvulas é a válvula de pressão e qual é a de segurança.

Anote as respostas. Pergunte se eles têm histórias a contar sobre panela de pressão. Muito provavelmente algum deles já viu a válvula de segurança agindo. Permita que eles compartilhem as histórias, caso tenham alguma para contar. Motive os alunos em relação a pesquisa que será realizada.

A válvula de segurança foi adicionada há pouco tempo, pois antigamente as panelas de pressão só tinham a válvula alívio da pressão. Como seu próprio nome diz, sua inserção trouxe segurança ao processo de cozimento de alimentos. Com ela, mesmo com o entupimento da válvula de alívio da pressão (aquela que gira quando a panela “pega pressão” e por onde sai o vapor d’água), por pedaços de alimentos, a panela não explode, pois a válvula de segurança é acionada. Não explique isto a eles neste momento, o experimento a ser realizado deve levá-los a esta compreensão.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 3 minutos

Orientações: neste momento, a resposta para a questão disparadora pode parecer óbvia e causar certo alvoroço. Por isso, antes de apresentar esse slide, peça para lembrarem das respostas dadas sobre os conceitos de sistema e vizinhança, para responderem a questão disparadora. Apenas após esse momento mostre a questão disparadora.

Alguns questionamentos podem surgir, como “o que vizinhança e sistema tem a ver com as válvulas de uma panela de pressão?” ou “por que uma panela de pressão é o tema da aula?”.

Para esses questionamentos, responda que o tema “sistema e vizinhança” tem muita coisa a ver com a panela de pressão e que eles logo irão perceber a relação.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 25 minutos

Orientações: antes de mostrar esse slide, divida a sala em trios e distribua a tabela do slide seguinte, disponível no material complementar.

Diga à sala que hoje eles serão engenheiros de uma empresa de panelas. Mas perderam os arquivos que explicam porque as panelas de pressão têm válvulas. Os estudantes deverão descobrir os motivos que levaram a inserção das duas válvulas na panela de pressão. Para isso, irão simular uma situação que ocorre em muitas casas. Pergunte:

  • Como, geralmente, é retirada a pressão da panela após o cozimento?Possíveis respostas:

Acho que esperam acabar a pressão;

Erguem a válvula com um garfo ou não;Coloca a panela debaixo da torneira aberta.

Assim que um aluno der a última resposta, diga à classe que esse será o processo que eles irão simular. Para isso, monte a preparação do experimento. Caso nenhum aluno fale sobre colocar a panela debaixo da torneira, você pode perguntar se eles já viram alguém fazer isso.

OBSERVAÇÃO: Se achar perigoso, o professor poderá realizar o experimento para a classe observar.

O experimento deve decorrer da seguinte forma (tempo sugerido para o experimento: 10 minutos):

  • Três garrafas plásticas de água devem permanecer abertas. Uma delas deve ser furada próxima ao gargalo da garrafa, com uma agulha de costura. Caso cada grupo fique responsável por fazer o furo, tome cuidado para que ninguém se machuque.

Uma quarta garrafa deve ser tampada e todas as quatro colocadas em água quente. Se achar necessário, amarre um pedaço de barbante no pescoço da garrafa, para garantir que elas fiquem em pé e não entre água dentro delas.

  • Experimento 1: retire a garrafa da água quente depois de 3 minutos e coloque em água fria. Realize as perguntas 1 e 2 do documento e espere as respostas.
  • Experimento 2: retire a garrafa tampada da água quente, mostre que ficou difícil abrir a garrafa. Neste momento, é importante que a garrafa não se abra. Coloque em água fria, aguarde 3 minutos e mostre como ficou mais fácil abrir a garrafa. Realize as perguntas 3 e 4 e espere as respostas de cada grupo.
  • Experimento 3: retire as duas garrafas restantes da água quente, tampe-as e coloque as duas em água gelada (mistura de água e gelo). Realize as outras preguntas e aguarde que os trios terminem de responder os questionários.
  • Mostre o que ocorreu com as garrafas para a sala. A garrafa que foi fechada deverá deformar devido a contração dos gases. A outra garrafa, que tinha o furinho, não deverá sofrer deformações.

As garrafas simularam situações distintas da panela de pressão:

  • A garrafa que permanece aberta (garrafa 1), tanto na água quente como na água fria, simulará uma panela qualquer destapada.
  • A garrafa que inicia os experimentos fechada (garrafa 2) simula uma panela de pressão. Ora com pressão, quando é difícil abri-la, ora sem pressão, após o banho frio.
  • Já a garrafa que será fechada antes de ser colocada em água fria (garrafa 3), simulará a perda de pressão panela de pressão, quando colocada debaixo da torneira.
  • A garrafa com o furinho (garrafa 4) simulará a panela de pressão apenas com a válvula de pressão em funcionamento.

Os resultados esperados são:

Garrafa 1: não sofrerá alteração no formato de forma visível.

Garrafa 2: sofrerá dilatação pelo aquecimento e contração pelo resfriamento.

Garrafa 3: durante o resfriamento, a garrafa sofrerá contração.

Garrafa 4: não sofrerá alteração visível, talvez seja possível ouvir o gás entrando na garrafa, isso dependerá do diâmetro do furo (quanto menor mais provável que esse efeito ocorra) e do silêncio no ambiente.

Dê tempo para que os alunos preencham a tabela e respondam às questões. Peça para que os grupos discutam os motivos que levaram as garrafas a terem comportamentos distintos. Fale para observarem o que diferenciava uma garrafa da outra e, a partir dessa observação, propor explicações para os processos ocorridos.

Se notar que os grupos não conseguem desenvolver uma idéia sobre os motivos que levaram aos comportamentos distintos das garrafas, dê dicas como: “o que há dentro da garrafa que pode ser transferido?”ou “como pode ocorrer essa transferência?”.

Guie cada grupo para atingir as respostas necessárias, ajudando a responderem às questões mas sem dar a resposta correta a eles.

Materiais necessários para a aula: 4 garrafas plásticas transparentes de água (500 ml), uma bacia contendo água gelada e outra contendo água fervente, 2 termômetros e uma agulha de costura.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 15 minutos

Orientações: antes de apresentar esse slide, deixe 5 minutos para que os grupos discutam as respostas da atividade 1 com o grupo vizinho. Após esse tempo, ouça as respostas de cada grupo ou escolha um grupo para responder um item da atividade. Encerre a aula completando, de forma coletiva, esse slide e perguntando como eles respondem à questão disparadora “Para que servem as válvulas na panela de pressão?”.

Lembre-se:

  • No sistema aberto, a massa de ar (o ar que estava dentro da garrafa) é transferida para fora durante o aquecimento e transferida para dentro durante o resfriamento (o ar atmosférico entra na garrafa ao ser resfriada).
  • A energia, na forma de calor, é transferida entre a água (quente ou fria) e a garrafa, tanto no sistema aberto quanto no fechado. Nesta atividade não trabalhamos com sistema isolado, como uma garrafa térmica, por exemplo, onde não há troca nem de energia e nem de massa.
Slide Plano Aula

Compartilhe este conteúdo:

pinterest-color Created with Sketch. whatsapp-color

PRÓXIMAS AULAS:

AULAS DE Matéria e Energia do 7º ano :

7º ano / Ciências / Matéria e Energia

MAIS AULAS DE Ciências do 7º ano:

7º ano / Ciências / Matéria e Energia

Planos de aula para desenvolver a habilidade EF07CI04 da BNCC

APRENDA MAIS COM ESTE CURSO EXCLUSIVO

Competências Gerais na BNCC

O curso, ministrado por Anna Penido, tem o objetivo de apoiar redes de ensino, escolas e professores no planejamento de práticas pedagógicas que desenvolvam as competências gerais.

Ver mais detalhes

Encontre outros planos de Ciências

Encontre planos de aula para outras disciplinas

Baixar plano