terça-feira, 18 de outubro de 2016

Índice

  • BIOLOGIA
  1. Biometeorologia   - Aula (01)  - Aula (02) - Aula (03)
  • FÍSICA
  1. Sobre Pressão                 - Aula (01) - Aula (02) - Aula (03)
  2. Física das Nuvens           - Aula (01) - Aula (02) - Aula (03)
  3. Atmosfera Eletrizante     - Aula (01) - Aula (02) - Aula (03)
  • MATEMÁTICA
  1. Clima de Estatística  - Aula (01) - Aula (02) - Aula (03)
  • QUÍMICA
  1. Química da Meteorologia - Aula (01) - Aula (02) - Aula (03)
  2. Química da Meteorologia - Projeto (01) - Projeto (02)
  • MATERIAL DE APOIO
  1. Programas de Simulação    - PhET Colorado
  2. Apostilas, Livros e Mídias  - AEB Escola
  3. Tudo Sobre Meteorologia   - Meteorópole
  • DADOS METEOROLÓGICOS
  1. Monitoramento de Atividade Elétrica   - LCA - UFMS
  2. Monitoramento do Tempo e do Clima   - CEMTEC - MS
  3. Dados Meteorológicos e Climatológicos - INMET
  4. Meteogramas e Cartas Meteorológicas - WXBRASIL
  5. Simulação de Condições do Tempo       - WINDYTV

segunda-feira, 10 de outubro de 2016

Em Clima de Estatística (Aula 03)

Ano: 3º Ano do Ensino Médio
Etapa: 4º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Matemática
Conteúdo: Estatística.

Objetivos
  • Compreender a existência de fenômenos que não podem ser descritos com precisão absoluta.
  • Compreender que o Tempo é um fenômeno caótico e só pode ser descrito por probabilidades.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aulas Anteriores Aula 01 / Aula 02

3º Aula - O Efeito Borboleta

A Meteorologia pode ser vista como a mãe da Teoria do Caos e do Efeito Borboleta. Para essa aula sugerimos que o professor apresente dois vídeos para os alunos.

Nerdologia

Co-Ops Geek

Professor, observe que no vídeo Nerdologia o narrador comete um pequeno equívoco, ele usa várias vezes o termo "Clima" enquanto deveria usar o termo "Tempo". O Clima tem características bem-definidas, é o tempo que é caótico. Isso pode ser colocado na discussão.

Após a apresentação dos vídeos o professor pode abrir espaço para discussão sobre a Teoria do Caos e suas aplicações. Para contribuir a discussão o professor também pode aplicar a leitura do texto: Previsão meteorológica: ‘pai’ do efeito borboleta completaria hoje 96 anos que você pode acessar clicando aqui.

O objetivo é mostrar aos alunos que existem fenômenos naturais que não podem ser descritos com precisão, e por isso é comum usar a estatística e a probabilidade. 

Em Clima de Estatística (Aula 02)

Ano: 3º Ano do Ensino Médio
Etapa: 4º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Matemática
Conteúdo: Estatística.

Objetivos
  • Resolver situação problema que envolva conhecimentos de estatística e probabilidade.
  • Realizar cálculos estatísticos e plotagem de gráfico com o Excel.
  • Entender o Clima como uma média de dados meteorológicos coletados ao longo de 30 anos.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aula Anterior: Aula 01
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2º Aula - Estatística aplicada a dados Meteorológicos com Excel

Para esta aula o professor deverá fazer uso da Sala de Tecnologia (STE). O foco dessa atividade é usar o Excel, ou programa equivalente, para realizar cálculos e plotagem de gráficos.

O professor deve solicitar que os alunos acessem os dados a partir da página do INMET (para acessar clique aqui), escolham o estado e cidade, e cliquem em dados.



Dentro da página de dados os alunos deverão gerar o boletins de um período, . Por exemplo, se o professor quiser os valores registrados do mês de setembro de 2016, basta digitar Início: 01/09/2016 - Final: 30/09/2016.

Uma vez baixado os dados, os alunos devem copiar os dados e colar no Excel. Novamente, por questões didáticas, iremos apenas trabalhar com Temperatura e Umidade Relativa Instantânea.

O primeiro passo é pedir que o Excel calcule a média, isso pode ser feito usando a ferramenta do próprio programa (caso haja dúvidas recomendamos esse tutorial que você acessa clicando aqui).

Depois de realizadas as médias, os alunos deverão plotar o gráfico correspondente a Temperatura e um gráfico correspondente a Umidade, tomando como referência o período de um dia, por exemplo, 01/09/2016. Ressalvamos que o gráfico de Temperatura e Umidade devem ser do mesmo dia.

O objetivo é que os alunos percebam que quando a Temperatura é Máxima, a Umidade é Mínima e vice-versa. Esse é um importante fato da Meteorologia. O professor também deve indagar qual horário corresponde ao Máximo e Mínimo de Temperatura e Umidade (lembre-se de subtrair 4 horas para obter a hora local de Campo Grande - MS).

Os alunos deverão perceber que, salvo alguns dias que ocorreu precipitação ou estava sobre ação de frente fria, as temperatura registram máximos entorno das 3 horas e mínimos no período da madrugada. O professor deve indagar o porque e solicitar que seja feita uma pesquisa.

Depois desse momento o professor deve propor que os alunos pesquisem como é feita a classificação climática e qual o papel da matemática nesse processo.

Em Clima de Estatística (Aula 01)

Ano: 3º Ano do Ensino Médio
Etapa: 4º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Matemática
Conteúdo: Estatística.

Objetivos
  • Resolver situação problema que envolva conhecimentos de estatística e probabilidade.
  • Entender o Clima como uma média de dados meteorológicos coletados ao longo de 30 anos.
Carga Horária: 3 horas/aula
Próximas Aulas Aula 02 Aula 03

1º Aula - Estatística aplicada a dados Meteorológicos

Sugerimos uma aula sobre estatística, mas aplicando a dados meteorológicos. O professor pode acessar os dados a partir da página do INMET (para acessar clique aqui), basta escolher o estado e cidade, e clicar em dados sobre o mapa.



Dentro da página de dados é possível gerar os boletins de vários períodos, basta digitar a data de início e a data de fim. Por exemplo, se o professor quiser os valores registrados do mês de setembro de 2016, basta digitar Início: 01/09/2016 - Final: 30/09/2016.

Os dados são definidos de hora em hora, lembrando que eles são padronizados segundo o UTC, então é necessário subtrair 3 horas para achar o horário de Brasília, e é necessário subtrair 4 horas para achar o horário definido em Mato Grosso do Sul.

Para essa primeira atividade sugerimos que o professor escolha cinco dias e separe a sala em cinco grupos, cada grupo sendo responsável por um dia. Para fins didáticos, o trabalho deverá ser focado nas variáveis Temperatura Inst. (Instantânea) e Umidade Relativa Inst. (Instantânea).

Professor poderá solicitar aos alunos que defina a Moda (se houver), faça o cálculo das médias, e medianas e localize os valores máximos e mínimos da temperatura e umidade relativa instantânea.


Sobre Pressão (Aula 03)

Ano: 1º Ano do Ensino Médio
Etapa: 3º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Pressão Atmosférica.

Objetivos
  • Descrever como a poluição pode contribuir para a deterioração das condições de manutenção da vida na Terra.
  • Compreender como a ação do homem é responsável pelas mudanças climáticas.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aula Anterior: Aula 01 / Aula 02

3º Aula - Poluição

Aqui apresentamos a mesma sugestão de aula que foi proposta para o segundo ano, visto que o referencial sugere a discussão dos efeitos da Poluição. Achamos que a abordagem do vídeo da série Cosmos: Uma Odisseia no Espaço-Tempo atende aos requisitos solicitados pelo referencial.


Esse vídeo discute diversos pontos sobre o aquecimento global e as mudanças climáticas. Ele ocupa o espaço de 45 minutos, o que corresponde a quase uma aula inteira.

Como desdobramento o professor pode pedir uma pesquisa (ou aplicar em forma de questionário) algumas questões como:
  1. Quais são as principais fontes de produção de energia no Brasil?
  2. Quais impactos essas fontes de geração tem no meio ambiente?
  3. Quais alternativas poderiam ser tomadas para reduzir o gasto de energia?
  4. Quais fontes de energia poderiam ser adotadas para redução da emissão dos poluentes?
O professor também pode exigir uma pequena redação sobre a seguinte questão:

  1. (PISA) O ônibus de Raul, como a maioria dos ônibus, é movido por a diesel. Estes ônibus contribuem para a poluição ambiental. Algumas cidades são equipadas de bondes que são movidos por um motor elétrico. A voltagem necessária para tais motores elétricos é fornecida por cabos que passam acima dos bondes (como os dos trens elétricos). A eletricidade é fornecida por uma estação de força que utiliza combustíveis fósseis. Os defensores da utilização de ônibus elétricos nas cidades dizem que esses ônibus não contribuem para a poluição ambiental. Esses defensores de ônibus elétricos estão corretos? Explique a sua resposta.

Sobre Pressão (Aula 02)

Ano: 1º Ano do Ensino Médio
Etapa: 3º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Pressão Atmosférica.

Objetivos
  • Enunciar o conceito de pressão e aplicá-lo na resolução de problemas do cotidiano
  • Compreender como sistemas de baixa pressão estão associados a condições de chuva.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aula Anterior: Aula 01
Próximas AulasAula 03

2º Aula - Conhecendo a Atmosfera

Para essa aula o professor precisará de acesso a internet e utilizar um Data Show, pois será necessário projetar a imagem de um simulador de condições atmosféricas, o Windytv. Para acessar o simulador basta clicar aqui.

O Windtv é um programa profissional de simulação meteorológica e permite realizar diversos prognósticos de tempo e tem como atrativo o fato de ser bastante simples.

Interface do Windytv - Variável: Pressão 
Observe a presença de um sistema de alta (anticiclone) e de um sistema de baixa (ciclone)

Abrindo o Windytv o professor poderá escolher uma gama de variáveis como Temperatura, Pressão, Vento, Chuva, Nuvens, etc. Para essa aula iremos trabalhar com Pressão, Nuvens, Chuva e Vento.

Antes de detalharmos a aula, vamos apresentar algumas propriedades do Windytv.

Nessa caixa é possível escolher a variável, a unidade de medida, o modelo de simulação e o geopotencial. Para nossa atividade iremos escolher o geopotencial "superfície", o modelo de simulação preferido pelos meteorologistas é o "GFS", porém para os objetivos pedagógicos não há diferenças significativas entre o "GFS" e o "ECMWF".Nesse exemplo estamos iniciando nossa simulação com a variável "Pressão", ao lado existe um quadro com a legenda com a unidade (hPa) e a legenda de cores. Se você clicar nesse quadro você altera a unidade. Para pressão só estão disponíveis duas unidades: hPa e mmHg (milímetros de mercúrio).
Com scroll do mouse é possível alterar o zoom. Esse efeito também pode ser feito manualmente. Basta clicar no "+" ou no "-", no canto superior direito da tela.
Na extremidade inferior temos uma linha do tempo que permite retroceder alguns dias e verificar as condições anteriores do tempo e também permite avançar dando um prognóstico do tempo.

Recomendamos o professor mexer no programa para se familiarizar com sua interface e funções básicas antes de apresentar para turma.

Apresentando o Windytv para os Alunos

Inicialmente o professor deve falar sobre o programa e qual a sua finalidade. Essa explanação inicial é necessária para mostrar aos alunos que é uma ferramenta gratuita e profissional e que eles também podem fazer uso para estudo e realização de pequenas previsões do tempo.

Para começar a aula o professor deve selecionar a variável "Pressão". Aqui o professor tem a oportunidade de relembrar o que é a Pressão Atmosférica e sua importância.

O professor deve percorrer, no hemisfério sul, pelos ciclones e anticiclones. Ciclones são regiões cuja a circulação do ar ocorre no sentido horário e apresentam baixa pressão, por isso são chamados de Sistemas de Baixa Pressão ou, de maneira sucinta, Sistemas de Baixa.

Sobre um ciclone o professor pode mudar as variáveis. Por exemplo, selecionando Nuvens e Chuva, ele pode mostrar aos alunos que em sistemas de baixa vem acompanhados de muita nebulosidade e chuvas. O professor também pode mostrar a velocidade do vento e explicar a relação entre os ciclones e os furacões.

Após essa explanação o professor deve buscar um anticiclone, ou seja, regiões onde a circulação ocorre no sentido anti-horário e apresentam alta pressão, por isso são chamados de Sistemas de Alta Pressão ou, de maneira sucinta, Sistemas de Alta.

Sobre um anticiclone o professor pode mudar as variáveis. Por exemplo, selecionando Nuvens e Chuva, ele pode mostrar aos alunos que em sistemas de alta apresenta baixa nebulosidade e não tem ocorrência de chuvas. O professor também pode mostrar a velocidade do vento e comparar com os ciclones.

Se o professor quiser ele pode explorar o Hemisfério Norte e mostrar que nessa região da Terra ocorre uma inversão: ciclones (sistemas de baixa) giram no sentido anti-horário e anticiclones (sistemas de alta) giram no sentido horário. Aqui o professor pode falar um pouco sobre a a força de Coriolis, que é influenciada pela rotação da Terra e age diretamente sobre o movimento das massas de ar.

O principal objetivo dessa aula é fornecer compreensão para os alunos de termos empregado nos boletins meteorológicos como Sistemas de Alta e Sistema de Baixa e qual condição meteorológica está associado a estes fenômenos.

No final da aula o professor também pode discutir como usar a linha do tempo e fazer pequenas previsões de chuva, temperatura, nebulosidade e vento.




Sobre Pressão (Aula 01)

Ano: 1º Ano do Ensino Médio
Etapa: 3º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Pressão Atmosférica.

Objetivos
  • Enunciar o conceito de pressão e aplicá-lo na resolução de problemas do cotidiano
  • Compreender como sistemas de baixa pressão estão associados a condições de chuva.
Carga Horária: 3 horas/aula
Próximas Aulas Aula 02 Aula 03

1º Aula - Construindo Um Barômetro

Esse conteúdo pode ser abordado em dois momentos: dentro da Hidrostática ou dentro da Hidrodinâmica. Embora o conceito de Pressão Atmosférica seja abordado dentro Hidrostática, existem questões de natureza dinâmica como os movimentos de massas de ar. Recomendamos o professor a trabalhar esse conteúdo dentro da Hidrodinâmica, pois os alunos já terão um primeiro contato com conceito de Pressão Atmosférica e, posteriormente, iremos discutir fenômenos associados a Ciclones.

Essa primeira aula constitui na construção de um barômetro caseiro. Nós recomendamos seguir o método proposto neste vídeo:


Os alunos deverão construir seu próprio barômetro. O professor pode pedir que os alunos registrem as posições do canudo e as condições de tempo. Como a pressão atmosférica pode sofrer variações muito pequenas ao longo de alguns dias, é interessante o professor executar a demonstração de como funciona o barômetro, conforme proposto no vídeo e pedir que os alunos acompanhem o aparelho diariamente.

Como destaca a meteorologista Samantha Martins do Meteorópole: "o barômetro que proponho aqui não faz medidas (em mmHg ou hPa). Ele apenas fornece uma forma qualitativa de expressar a pressão do ar. Ou seja, para determinar se a pressão do ar medida por esse barômetro caseiro é alta ou baixa, várias medidas em dias com características diferentes (ensolarado ou chuvoso, por exemplo) deverão ser tomadas."

O professor pode usar essa atividade para retomar alguns aspectos fundamentais sobre a Pressão Atmosférica.

Atmosfera Eletrizante (Aula 03)

Ano: 3º Ano do Ensino Médio
Etapa: 2º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Campo Elétrico.

Objetivos
  • Descrever o processo de formação de raios e descrever estratégias para evitar problemas com descargas elétricas.
  • Descrever como é feita a previsão da ocorrência de raios.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aulas Anteriores Aula 01 / Aula 02

3º Aula - Atmosfera Eletrizante

Essa aula será terá dois momentos. O primeiro consiste em apresentar o Projeto Alerta-Raios desenvolvido pelo Laboratório de Ciências Atmosféricas da UFMS. O projeto consiste na instalação de sensores, chamados de Field Mill (FM), que monitorem a atividade elétrica na superfície induzida por nuvens carregadas.

Esses dados podem ser acessados e visualizados em tempo real a partir do site do LCA (para entrar clique aqui). Observe que o horário é o horário Universal  (UTC), para Brasília é necessário subtrair 3 horas e para Mato Grosso do Sul é necessário subtrair 4 horas.

Um conjunto de fotos que apresenta o perfil do campo elétrico quando houve atividade elétrica está disponível clicando aqui.

Aqui iremos fornecer uma descrição breve da interpretação desses dados. Sabe-se que as descargas elétricas ocorrem para campos da ordem de 3.10³ kV/m. Estando calibrado o sensor quando a atividade elétrica manifesta um aumento na ordem de 10³ kV/m há possibilidade de descargas elétricas. Entre o aumento gradual do campo e a descarga existe um intervalo de 15 minutos, permitindo gerar um alerta. O sensor também permite estabelecer se o risco de descargas já passou, visto que a atividade elétrica tende a cair depois que a nuvem descarrega.

O segundo momento da aula constitui na construção de uma Garrada de Leyden, que é um dispositivo que acumula cargas (capacitor) e permite gerar pequenas descargas. O professor deve solicitar aos alunos a aquisição do material com certa antecedência.

A montagem deste dispositivo pode ser acompanhada no seguinte vídeo:


Como possíveis desdobramentos propomos as seguintes perguntas:
  1. Como esse aparelho se assemelha ao exemplo da nuvem?
  2. Quando é gerado uma faísca, qual deve ser a ordem do Campo Elétrico?
  3. Quais são as aplicações de aparelhos que realizam o armazenamento de cargas?



Atmosfera Eletrizante (Aula 02)

Ano: 3º Ano do Ensino Médio
Etapa: 2º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Campo Elétrico.

Objetivos
  • Descrever o processo de formação de raios e descrever estratégias para evitar problemas com descargas elétricas.
  • Descrever como é feita a previsão da ocorrência de raios.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aulas Anteriores: Aula 01
Próximas AulasAula 03

2º Aula - Escapando de Um Estrondo e de Um Clarão

Após o documentário o professor pode estimular os alunos sobre os pontos que eles acharam mais interessantes ou questões (curiosidades) que não foram abordadas pelo documentário.

Para essa aula o professor irá separar a sala em até 5 grupos. O trabalho a ser desenvolvido será a leitura de uma  Pergunta-Resposta do Capítulo 5 do livro O Circo Voador da Física (Jearl Walker), que pode ser acessado clicando aqui.

O livro é um apanhado de perguntas e respostas de situações cotidianas e curiosas envolvendo física que foram discutidas em artigos publicados em revistas internacionais. O capítulo 5 é dedicado aos fenômenos elétricos tendo como ponta pé inicial fenômenos envolvendo descargas elétricas.

Após a leitura, cada grupo tem a oportunidade de expor a pergunta e a explicação. Caberá ao professor interceder nos pontos que ficarem vagos e estimular que os alunos tentem fornecer as suas explicações.

Atmosfera Eletrizante (Aula 01)

Ano: 3º Ano do Ensino Médio
Etapa: 2º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Campo Elétrico.

Objetivos
  • Descrever o processo de formação de raios e descrever estratégias para evitar problemas com descargas elétricas.
  • Descrever como é feita a previsão da ocorrência de raios.
Carga Horária: 3 horas/aula
Próximas Aulas Aula 02 / Aula 03

1º Aula - Relâmpagos e Raios

Para começar o conteúdo sobre descargas elétricas sugerimos apresentação de um documentário. O documentário tem como finalidade fornecer informação visual e abordar diversos tópicos que surgem como perguntas pelos alunos como se é possível armazenar energia de um raio ou o que acontece quando uma pessoa é atingida por um raio. Os documentários também ilustram um ponto bastante interessante: que não existe ainda uma teoria definitiva para a compreensão das descargas elétricas.

Para essa atividade deixamos a opção de três documentários, cada um tem cerca de 47 minutos e, portanto, preenche uma aula. O professor pode solicitar uma produção textual ou solicitar que os alunos coloquem pontuem os pontos mais interessantes do documentário.


Mistérios da Ciência - O Poder dos Raios (NatGeo - Dublado)


Desvendando Relâmpagos e Raios (NatGeo - Legendado)


Planeta Feroz: Raios (Discovery Science - Dublado)



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.

Física das Nuvens (Aula 02)


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

Objetivos
  • Identificar os processos termodinâmicos associados ao efeito estufa.
  • 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
Próximas Aulas: Aula 03

2º Aula - Mudanças Climáticas

Após discutir o mecanismo de formação de nuvens e como os efeitos termodinâmicos contribuem para manutenção térmica da Terra, essa aula segue com a apresentação do seguinte vídeo da série Cosmos: Uma Odisseia no Espaço-Tempo.


Esse vídeo discute diversos pontos sobre o aquecimento global e as mudanças climáticas. Ele ocupa o espaço de 45 minutos, o que corresponde a quase uma aula inteira.

Como desdobramento o professor pode pedir uma pesquisa (ou aplicar em forma de questionário) algumas questões como:

  1. Quais são as principais fontes de produção de energia no Brasil?
  2. Quais impactos essas fontes de geração tem no meio ambiente?
  3. Quais alternativas poderiam ser tomadas para reduzir o gasto de energia?
  4. Quais fontes de energia poderiam ser adotadas para redução da emissão dos poluentes?
O professor também pode exigir uma pequena redação sobre a seguinte questão:

  1. (PISA) O ônibus de Raul, como a maioria dos ônibus, é movido por a diesel. Estes ônibus contribuem para a poluição ambiental. Algumas cidades são equipadas de bondes que são movidos por um motor elétrico. A voltagem necessária para tais motores elétricos é fornecida por cabos que passam acima dos bondes (como os dos trens elétricos). A eletricidade é fornecida por uma estação de força que utiliza combustíveis fósseis. Os defensores da utilização de ônibus elétricos nas cidades dizem que esses ônibus não contribuem para a poluição ambiental. Esses defensores de ônibus elétricos estão corretos? Explique a sua resposta.



Física das Nuvens (Aula 01)

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

Objetivos
  • Identificar os processos termodinâmicos na formação de nuvens.
  • Compreender quais as causas e os efeitos das mudanças climáticas.
Carga Horária: 3 horas/aula
Próximas Aulas: Aula 02 / Aula 03

1º Aula - A Primeira Lei e a Meteorologia

Essa aula tem como objetivo mostrar como a Primeira Lei da Termodinâmica pode ser aplicada para compreensão do fenômeno da formação de nuvens.

Inicialmente o professor convida os alunos a identificarem os tipos de nuvem no céu. Apresentamos dois modelos que podem ser usados pelo professor, para ampliar basta clicar na imagem desejada.


     

Depois desse primeiro momento, o professor indaga quais são os processos físicos envolvidos na formação das nuvens. O material para o desenvolvimento dessa aula faz parte da décima segunda edição do livro Física Conceitual (Paul Hewitt ™) e o fragmento pode ser acessado clicando aqui.

O professor pode desenvolver a aula adaptando o material para passar em transparências ou na lousa, ou ele pode realizar um estudo dirigido em grupos.

O professor também poderá realizar a experiência Nuvem na Garrafa para ilustrar o processo de transformação adiabática. O vídeo abaixo explica como proceder:



O material desenvolve, a partir da razão adiabática, uma discussão sobre inversão térmica e mudanças climáticas. É importante que o professor siga esse desenvolvimento e debata com os alunos as questões climáticas, visto que a segunda aula aborda este tema.



domingo, 9 de outubro de 2016

Biometeorologia: Doenças Tropicais (Aula 03)

Ano: 2º Ano do Ensino Médio
Etapa: 1º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Biologia
Conteúdo: Estudo dos Vírus, Reino Monera e do Reino Protista.

Objetivos
  • Identificar as principais doenças causadas por vírus, bactérias protozoários.
  • Compreender como as mudanças climáticas influenciam a proliferação de doenças tropicais.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aulas Anteriores: Aula 01 / Aula 02

3º Aula - Estudo dos Vírus, Reino Monera e Reino Protista

O tema dessa aula são as Mudanças Climáticas e as Doenças Tropicais. Para realização sugerimos que o professor apresente esse vídeo:


Após a familiarização com conteúdo o professor indaga aos alunos se as mudanças climáticas podem afetar na proliferação de doenças tropicais.

Após ouvir as colocações dos alunos, o professor apresenta a reportagem abaixo:


O professor pede que os alunos escrevam uma pequena redação onde eles apontam e discutem quais efeitos das mudanças climáticas podem favorecer a propagação das doenças tropicais.

Biometeorologia: Doenças Tropicais (Aula 02)

Ano: 2º Ano do Ensino Médio
Etapa: 1º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Biologia
Conteúdo: Estudo dos Vírus e do Reino Protista.

Objetivos
  • Identificar as principais doenças causadas por protozoários.
  • Compreender a relação entre o clima e as doenças tropicais.
  • Quais condições climáticas potencializam a propagação de doenças tropicais.
Carga Horária: 3 horas/aula
Próximas Aulas: Aula 03
Aulas Anteriores: Aula 01

2º Aula - Estudo dos Vírus e do Reino Protista

Essa aula deve vir depois que os alunos foram apresentados as questões elementares sobre a biologia do reino protista.

Para o desenvolvimento dessa aula é desejável que os alunos façam uso da Sala de Tecnologia (STE). Como os alunos já realizaram uma discussão sobre a influência do clima nas doenças virais tropicais, essa aula tem como objetivo estender a discussão.


Trabalhando em grupos, o professor primeiramente orienta os alunos a pesquisar na Internet porque os vetores das doenças tropicais são afetados pelo clima. O professor abre espaço para que grupos apresentem os resultados obtidos.

O próximo momento consiste em distribuir aos grupos outras doenças tropicais como Febre Amarela, Leishmaniose, Malária, Doença de Chagas, Ebola. Cada grupo deve pesquisar qual é o vetor, a qual reino pertence o organismo causador da doença e quais condições climáticas influenciam na sua propagação e quais os métodos de prevenção.

Com base nesses dados o professor deve solicitar que os alunos pesquisem quais são os meses, devido as causas meteorológicas, que essas doenças tem maior chance de se proliferarem.

Após os grupos conseguirem obter dados, o professor abre para discussão.

Biometeorologia: Doenças Tropicais (Aula 01)

Ano: 2º Ano do Ensino Médio
Etapa: 1º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Biologia
Conteúdo: Estudo dos Vírus.

Objetivos
  • Identificar as principais doenças causadas por vírus.
  • Compreender a relação entre o clima e as doenças tropicais.
  • Quais condições climáticas potencializam a propagação de doenças tropicais.
Carga Horária: 3 horas/aula
Próximas Aulas: Aula 02 / Aula 03

1º Aula - Estudo dos Vírus

Essa aula deve vir depois que os alunos foram apresentados as questões elementares sobre a biologia dos vírus.

O professor pode iniciar a aula indagando os alunos se eles conhecem alguém que sofreu com a denguechikungunya ou zika. Essa discussão tem como foco mostrar que estas doenças ainda são ocorrências comuns no Brasil.

Para enriquecer a discussão o professor deverá apresentar dados oficiais (disponíveis aqui) sobre a ocorrência dessas doenças em diversas regiões do Brasil e as estações do ano.


É desejável que o professor adapte o material oficial, deixando apenas os dados e tabelas mais relevantes para os alunos trabalharem.

O professor separa a sala em cinco grupos e atribui para cada grupo um,a região. Em seguida ele pede que os alunos classifiquem, em ordem crescente, o número de casos de dengue e a estação respectiva.

Após a organização, o professor irá indagar para cada grupo qual foi a estação com menor número de casos de dengue e qual foi a estação com maior número de casos de dengue. É importante que os alunos apresentem os números.

Após a organização, o professor realizará um brainstorm identificando com os alunos as principais condições climáticas associadas as regiões e as estações. O objetivo é mostrar para os alunos quais as condições climáticas influenciam na ocorrência das doenças tropicais.

A Química da Meteorologia: Projeto de Pesquisa Sobre Chuva Ácida (Sugestão 02)

Medindo o pH da Chuva

Aqui apresentamos uma proposta de quantificação da acidez da chuva e identificação dos sistemas que influenciam em seu pH. Para visualizar clique no botão abaixo.

Material Necessário
  • 2 Garrafaa PET 2l
  • Alicate
  • Estilete
  • Cola
  • Régua
  • Indicador de pH
  • Caderno de anotações
O objetivo dessa experiência é verificar o pH da chuva e os fatores que a influenciam.
  • Inicialmente devemos construir um pluviômetro, um exemplo de montagem pode ser vista no vídeo abaixo:

  • Construído o pluviômetro, instale em uma posição que ele possa coletar bem a água da chuva e esteja protegido de ventos fortes (antes de você colar as garrafas, você pode colocar dentro da base pedras para torna-lo mais resistente aos ventos).
  • Toda vez que chover meça o pH da chuva e registre o dia, a hora e o pH.
  • Usando os dados de queimada disponíveis na página do INPE (Clique Aqui), compare os períodos com maior número de queimadas e o pH da chuva. Existe alguma relação?
  • Também compare o pH de uma chuva que ocorreu depois de um grande período de estiagem e de chuvas que ocorreram em curtos períodos.
  • Anote esses dados e forneça suas explicações para os resultados.

A Química da Meteorologia: Projeto de Pesquisa Sobre Chuva Ácida (Sugestão 01)

O Impacto das Chuvas Ácidas na Vegetação

Aqui apresentamos uma proposta de estudo sobre como as chuvas ácidas podem afetar o crescimento da vegetação. Para visualizar clique no botão abaixo.

Material Necessário
  • Quatro vasos com a mesma espécie de planta
  • Fita
  • Caneta
  • Água 
  • Vinagre ou frutas cítricas
  • Duas garrafas PET de 550 ml
  • Câmera fotográfica
  • Indicador de pH
  • Cal Virgem
  • Caderno de Anotações
O objetivo dessa experiência é verificar como a água ácida afeta a vegetação e pode trazer prejuízos para flora e a agricultura.

  • Inicialmente iremos identificar os vasos, para isso cortaremos quatro pedaços de fita de aproximadamente 5 cm. Cada pedaço será colado em um vaso.
  • Em dois vasos, sobre os pedaços de fita escreveremos: "Normal" e nos outros dois vasos iremos escrever "Ácida".
  • Faça a mesma coisa com as duas garrafas rotulando uma como Normal e outra como Ácida.
  • Nos vasos com a identificação Normal iremos adicionar água comum, enquanto nos vasos com a identificação Ácida iremos adicionar água com pH ácido.
  • Trabalharemos com pares, pois uma amostra Ácida pode adoecer em virtude a fatores não previstos na experiência, assim se as duas amostras Ácidas apresentarem o mesmo comportamento, é bastante provável que a causa seja o pH ácido da água.
  • Agora vamos preparar a amostra com pH ácido. Basta misturar a água potável com vinagre. Você pode também misturar com suco de frutas cítricas como limão, abacaxi, entre outras. 
  • Encha a garrafa com rótulo Normal com água potável e encha a garrafa com rótulo Ácida com a água potável ácida que você preparou.
  • Faça um registro fotográfico dos vasos e salve a foto com a data e hora do registro.
  • Registre o pH da água potável e da água ácida com Indicador. Anote os valores.
  • Regue as plantas com água potável e ácida, respeitando o rótulo.
  • Repita esse procedimento todos os dias. Lembre-se que você deve fazer diariamente o registro fotográfico, com data e hora, e o registro do pH com o indicador, sempre anotando valor e mantendo o pH da água ácida aproximadamente o mesmo.
  • Depois de algum tempo você será capaz de verificar a diferença entre os pares.
  • Quando a diferença entre os pares for significativa, adicione as amostras Ácidas um pouco e Cal Virgem e passe a regar só com água potável. 
  • Continue o processo com Cal Virgem e água potável até a amostra voltar a ficar saudável.
  • Sempre realize o registro fotográfico, com data e hora.
  • Ao final compare qual foi o tempo necessário para amostra Ácida apresentar sinais de adoecimento e o tempo necessário para recuperar aquele solo.

A Química da Meteorologia: Chuvas Ácidas (Aula 03)


Ano: 1º Ano do Ensino Médio
Etapa: 3º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Química
Conteúdo: Equilíbrio Iônico da Água: pH e pOh.

Objetivos
  • Compreender o conceito de pH e pOH
  • Compreender como ocorre a formação de chuva ácida
  • Identificar os impactos das chuvas ácidas no meio-ambiente

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

3º Aula - Medindo a Acidez da Chuva

Para o desenvolvimento dessa aula é desejável o uso do Laboratório de Química.

O objetivo dessa aula é mostrar como é aferido o pH e como esse método pode ser aplicado para aferir o pH da chuva.

Nessa aula os alunos irão medir o pH da água. Essa aula pode ser realizada de duas maneiras: usando água coletada da chuva ou usando fontes de água com acidez variáveis.

Embora o ideal seja o uso de água da chuva, pode ocorrer que o período em que aula for ministrada seja um período de estiagem e como a água estocada pode sofrer com alterações no seu pH original, o professor poderá preparar as soluções que servirão como "água da chuva".

Nessa atividade o professor pode também ensinar os alunos a desenvolverem seus próprios indicadores:

"Os sucos de alguns vegetais e outras plantas podem funcionar como indicadores de pH, ou seja, de quão ácido ou básico é uma substância. Por exemplo, ao cozinhar uma couve vermelha até ficar macia, se adicionado o suco liberado a um ácido, tal como o vinagre, o mesmo tornar-se-á vermelho. Já em uma base, como a amônia, o suco tende a tornar-se azul ou verde. Outros vegetais como a beterraba, podem realizar o mesmo processo. Algumas soluções de substâncias naturais, especialmente originárias de plantas, comportam-se como soluções de indicadores de pH:

  • A solução aquosa de chá preto - A sua solução aquosa é avermelhada/ amarelada, adquirindo cor amarelo-pálida em contacto com soluções ácidas e, cor acastanhada em contacto com soluções básicas.
  • A solução aquosa dos rabanetes - A sua solução aquosa adquire cor vermelha em contacto com soluções ácidas e, cor acastanhada em contacto com soluções básicas.
  • A solução aquosa da pera - A sua solução aquosa adquire cor vermelha em contacto com soluções ácidas e, cor verde-seco em contacto com soluções básicas.
  • A solução aquosa do chá de repolho roxo-  A sua solução aquosa adquire cor vermelha em contacto com soluções ácidas e, cor amarelo bem clara (verde inicialmente) ou azul anil em contacto com soluções básicas. A substância responsável por este comportamento é a cianidina, pertencente a família de substâncias conhecidas como antocianinas."
Fonte: wikipédia

Também sugerimos o uso do indicador de ácido-base de papel para obtenção de resultados mais precisos e para realizar comparações com os indicadores caseiros.

A Química da Meteorologia: Chuvas Ácidas (Aula 02)

Ano: 1º Ano do Ensino Médio
Etapa: 3º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Química
Conteúdo: Equilíbrio Iônico da Água: pH e pOh.

Objetivos
  • Compreender o conceito de pH e pOH
  • Compreender como ocorre a formação de chuva ácida
  • Identificar os impactos das chuvas ácidas no meio-ambiente

Carga Horária: 3 horas/aula
Aulas Anteriores: Aula 01
Próximas Aulas:  Aula 03

2º Aula - Formação de Chuvas Ácidas

Nessa aula o professor irá discutir como são formadas as chuvas ácidas. Para tornar a exposição mais interessante sugerimos a realização da seguinte experiência:





O professor pode também ilustrar as substâncias e as reações químicas que favorecem a ocorrência das chuvas ácidas.

Como exercício de pesquisa o professor deve propor aos alunos os seguintes tópicos:
  1. Quais as fontes das principais substâncias responsáveis pelas chuvas ácidas?
  2. Quais são os principais impactos das chuvas ácidas no meio ambiente?

A Química da Meteorologia: Chuvas Ácidas (Aula 01)


Ano: 1º Ano do Ensino Médio
Etapa: 3º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Química
Conteúdo: Equilíbrio Iônico da Água: pH e pOh.

Objetivos
  • Compreender o conceito de pH e pOH
  • Compreender como ocorre a formação de chuva ácida
  • Identificar os impactos das chuvas ácidas no meio-ambiente

Carga Horária: 3 horas/aula
Próximas Aulas: Aula 02 / Aula 03

1º Aula - Noções de pH

O professor pode começar a discussão realizando as seguintes perguntas para os alunos: 
  1. O que são as chuvas ácidas?
  2. O que causam as chuvas ácidas?
  3. Como que podemos determinar se uma chuva é ácida?
O objetivo dessas discussões é levantar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o assunto e orientar o desenvolvimento da aula. A terceira pergunta tem como objetivo servir de gancho para que o professor inicie o desenvolvimento teórico sobre o conceito de pH e pOH.