Física das Nuvens (Aula 03)

Ano: 2º Ano do Ensino Médio
Etapa: 4º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Termodinâmica.

Objetivos

• Identificar os processos termodinâmicos associados as ilhas de calor.
• Compreender quais as causas e os efeitos das mudanças climáticas.
• Descrever as vantagens e desvantagens da utilização de novas fontes de energia e seu impacto em uma economia sustentável.

Carga Horária: 3 horas/aula
Aulas Anteriores:  Aula 01 / Aula 02

3º Aula - Mudanças Climáticas

Após as duas primeiras etapas que empreenderam a construção da Termodinâmica aplicada aos fenômenos atmosféricos e os efeitos da intervenção antrópica, seguimos para a conclusão desse tópico abordando o fenômeno das ilhas de calor.

Para realização dessa aula propomos uma atividade experimental que deverão ser realizada pelo professor. Durante a aplicação da experiência o professor pode começar a ilustrar o que são Ilhas de Calor.

O material que servirá de suporte conceitual é o artigo Ilha de Calor: Reflexões Acerca de Um Conceito, de Edson Soares Vialho da UFV e pode ser acessado clicando aqui.

Para experiência seguimos a sugestão proposta pelo professor Alexandre Gangorra.

Materiais Necessários:

• 4 garrafas PET
• 2 termômetros
• Fita adesiva transparente
• Areia fina e seca
• Água
• Tesoura

Procedimento:

1. Remova os rótulos das garrafas
2. Corte as bases das garrafas e descarte a parte superior de duas delas
3. Preencha duas bases com areia seca e outras duas com água
4. Mantenha as tampas nas garrafas
5. Com um estilete ou uma tesoura faça várias aberturas retangulares na face lateral em uma das duas garrafas
6. Deixe as faces da outra garrafa intactas
7. Fixe os termômetros (usando fita adesiva transparente) no interior das duas garrafas 
8. Coloque areia seca na parte interna da base de um garrafa com aberturas retangulares e em outra sem abertura
9. Coloque as duas garrafas com areia seca expostas à uma fonte luminosa: uma lâmpada incandescente (cerca de seis centímetros de distância) ou luz solar, evitando que a face dos termômetros receba a radiação direta da fonte, seja ela qual for.

Registro Fotográfico
   

Observe os indicadores do termômetro e o tempo em que foram deixadas expostas as garrafas. Anote os dados e repita o procedimento usando os termômetros em garrafas com água em vez de areia nos recipientes inferiores.

O experimento serve apenas como um modelo simples de visualização e compreensão da natureza do efeito estufa, demonstrando que as garrafas sem aberturas conservam mais o calor interno (semelhante a uma estufa). O uso de areia seca e água (separadamente) tem como objetivo explicar o efeito da maritimidade e da continentalidade. A água demora a se aquecer, enquanto as superfícies sólidas se aquecem rapidamente. Por outro lado, ao contrário das superfícies sólidas, a água demora irradiar (emitir raios) a energia absorvida. Em outras palavras, locais próximos de corpos hídricos serão mais úmidos e as oscilações térmicas serão menores do que locais mais distantes de corpos hídricos.

Desdobramento

Embora o foco do experimento seja o Efeito Estufa, ele também torna possível discutir o fenômeno das Ilhas de Calor. Com base nos aspectos físicos envolvidos no experimento, o professor poderá discutir o avanço das Ilhas de Calor. Como atividade o professor deve separar os alunos em grupo e solicitar que eles apresentem propostas que poderiam reduzir os efeitos negativos da urbanização.