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Eletromagnetismo no Ensino Médio |
IFUSP
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Ensino
de Física feito por Professores de Física para Professores
de Física
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Pilha de Volta Maria Helena |
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1. Introdução No circuito, a pilha desempenha um papel muito importante. É ela a responsável pela movimentação das cargas elétricas no interior dos fios e no interior das soluções, permitindo uma circulação ininterrupta de cargas elétricas, obtendo-se o que chamamos de circuito fechado.
2. Localizando a atividade Dentro do contexto do meu planejamento a pilha corresponde à última atividade. É ela que dará uma visão geral da movimentação de cargas elétricas no circuito, permitindo assim um "desfecho" sobre o que é um circuito fechado e o por quê da movimentação de cargas nesse circuito.
3. Relação com o conhecimento anterior do aluno Embora nas atividades anteriores os alunos tenham tido a oportunidade de entrar em contato com a estrutura da matéria, diferenciar condutores e isolantes, explicar o fato de a lâmpada acender e ter entrado em contato com a idéia de circuito aberto e fechado, é com a realização da atividade da pilha que estes conceitos serão finalmente lapidados.
4. Objetivo da atividade Com a lapidação dos conceitos anteriores, que o aluno tenha agora a oportunidade de construir um modelo mais completo sobre corrente elétrica, sendo capaz de defini-la.
5. Materiais necessários A pilha escolhida por mim foi a pilha denominada "pilha
de Volta".
6. Descrevendo a atividade O sulfato de cobre é dissolvido na água contida em um dos copos de plástico formando a solução de sulfato de cobre. O mesmo deve acontecer com o sulfato de zinco. Em seguida, algumas tiras de papel higiênico, já cortadas de acordo com o tamanho das placas de cobre e zinco, são mergulhadas nas soluções.Um "sanduíche" é montado de acordo com a seqüência : Placa de cobre + papel
higiênico molhado na solução de sulfato de cobre + papel higiênico mergulhado na solução
de sulfato de zinco +
placa de zinco. A extremidade do fio condutor é conectada (encostada e pressionada) à parte inferior da placa de cobre e a outra é conectada (enrolada) na rosca da lâmpada. Quando a base da lâmpada é pressionada contra a placa de zinco, a lâmpada acende.
Os alunos observam que a lâmpada acende momentaneamente e que a superfície da placa de cobre em contato com a solução de sulfato de cobre ficará recoberta por uma substância escura, e que o mesmo acontecerá na placa de zinco, mas com menor intensidade. Para esta observação é interessante que a atividade seja feita em grupo e as ligações repetidas algumas vezes.
7. Problematização Estes fatos devem ser usados pelo professor para levar
a uma problematização - o aluno deverá ser levado
a questionar o porquê do aparecimento destas substâncias escuras.
Esta problematização tem como finalidade motivar o aluno
a ir em busca de respostas e, portanto, do conhecimento sobre a composição dos materiais e a circulação da corrente elétrica. As placas ficando escurecidas mostram que aí ocorreram
reações químicas. Que relação tem o
aparecimento destas substâncias nas placas com o fato de a lâmpada
acender?
Agora o aluno deve ser informado que o sulfato de cobre
e o sulfato de zinco quando colocados na água se dissociam em íons
dos átomos de cobre e zinco e o íon SO4-2. A
figura dá somente uma amostra do que deve ser feito. Quando o aluno
estiver montando deverá representar mais íons de cobre,
zinco e sulfato. O íon de sulfato, ao se movimentar próximo
à placa de cobre, também captura íons de cobre formando
o sulfato de cobre, que devido à presença da água
também se dissocia. Assim, a placa de cobre também oxida
enquanto que íons de cobre capturam elétrons formando o
cobre, que vai se depositando na placa e que também a deixa escura.
A diferença é que o depósito agora é muito
mais rápido que a oxidação e a placa fica muito mais
escura por este motivo. O acúmulo de elétrons na placa de
cobre é inferior ao da placa de zinco. Esta movimentação
deverá ser feita pelo aluno, notando que o acúmulo de elétrons
nas placas é diferente e maior na placa de zinco. Pensando que
entre os elétrons há forças de repulsão, este
acúmulo tende a estabelecer uma tensão entre eles, tensão
esta devida à "vontade" que sentem de se afastarem. Esta
tensão é bem maior na placa de zinco, e dizemos que há
uma tensão maior na placa de zinco que na placa de cobre. Esta
diferença de tensão também é conhecida como
diferença de potencial (ddp).
Ver o planejamento |
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