Calor e temperatura são dois conceitos muito importantes e que precisam estar bem estabelecidos para que os estudantes possam avançar em Termoquímica. Neste artigo vamos descrever um experimento surpreendente, que usa materiais simples e permite que os alunos reflitam sobre a diferença entre calor e temperatura.
Preparando a demonstração
- cubos de gelo de mesmo tamanho;
- base de plástico (feita com a impressão 3D);
- base de alumínio.
Pintamos as duas peças com um a camada fina de primer em spray, de modo que as duas bases fiquem com a mesma cor.
Coloque alguns cubos de gelo de mesmo tamanho em uma geladeira de isopor e leve para a sala de aula com as duas bases. A demonstração está pronta para ser usada.
Usando em sala de aula
Primeiramente, peça para um ou mais alunos segurarem as duas peças nas suas mãos por alguns segundos. Pergunte a eles se perceberam alguma diferença entre eles. Em geral, os alunos irão apontar que a base de alumínio está mais “fria” do que a de plástico.
Explique para a turma que você irá colocar dois pedaços de mesmo tamanho de gelo nas duas bases, e que você quer que eles façam uma previsão sobre qual deles irá derreter mais rápido.
Após os alunos terem feito as suas previsões, coloque os dois cubos de gelo simultaneamente no centro das duas bases e peça aos alunos que observem os dois cubos pelos próximos minutos.
Observe no vídeo abaixo o que acontece.
O que acontece
É muito comum que se confunda os conceitos de calor e temperatura. A palavra “calor” é usada de forma diferente na linguagem comum e no uso científico do termo. Dizemos que uma blusa de lã é “quente”, mesmo quando ela está na temperatura ambiente. É importante que os alunos aprendam a diferença entre este conceitos.
Quando seguramos os blocos de alumínio e de plástico, que estão inicialmente à mesma temperatura ambiente, como se o alumínio fosse muito mais frio, ou seja, como se ele estivesse a uma temperatura menor. O alumínio conduz melhor o calor das nossas mãos, o que nos dá essa impressão de que ele está mais frio.
Para que o cubo de gelo derreta, ele precisa absorver energia do ambiente. A velocidade com que um objeto que está em contato com o gelo transmite energia térmica para o cubo depende de uma propriedade chamada condutividade térmica. O aluminío e outros metais tem uma condutividade térmica muito maior que o plástico. Assim, a energia do ambiente passa pelo bloco de alumínio para o gelo muito mais rapidamente que no bloco de plástico.
Chame a atenção de seus alunos para o conceito de calor, que está ligado à transferência de energia de um sistema para outro e que depende da condutividade térmica para acontecer. E aponte para eles que o conceito de temperatura, que está ligado à agitação das moléculas, independe do material que estamos observando e medindo.
Finalmentes
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O kit deste experimento está disponível para empréstimo.
Quer mais Termoquímica? O experimento abaixo demonstra reações exo e endotérmicas:
http://www.xciencia.org/2024/08/21/endo-e-exo-reacoes-quimicas-e-energia/
