Experimentos em físico-química utilizando materiais alternativos: equivalência calor-trabalho e processos reversíveis

Abstract

A Química é uma ciência de caráter experimental e a dificuldade em realizar experimentos nas salas de aula de diversos níveis de ensino é comumente citada por discentes e pesquisadores do ensino em ciências. Outra dificuldade persistente relacionada ao ensino de Química é o próprio uso da linguagem, uma vez que muitos termos que são de uso cotidiano na língua portuguesa possuem significados distintos ou apenas aproximados quanto inseridos no contexto científico. No presente trabalho propõe-se a elaboração de dois experimentos didáticos de caráter demonstrativo utilizando materiais alternativos em sua produção. No primeiro, que visa adaptar o famoso experimento de Joule da equivalência calor e trabalho, um motor de corrente contínua reutilizado foi aplicado para girar uma hélice plástica no interior de um recipiente contendo água, fazendo-a elevar sua temperatura em 1ºC no período de 15 minutos. O segundo experimento foi desenvolvido para simular um processo reversível aproximado no contexto da termodinâmica. A água no interior de um recipiente foi aquecida por um aquecedor elétrico, ligado em intervalos de tempo regulares de poucos segundos; a energia então foi transferida para a água em um recipiente de alumínio de maneira extremamente lenta e, a cada passo, o equilíbrio térmico foi atingido. Embora os experimentos realizados apresentem um forte caráter qualitativo, eles podem ser utilizados para demonstrar a diferenciação entre processos irreversíveis e reversíveis no contexto e na linguagem científica própria da Termodinâmica Química, bem como aprofundar-se no entendimento da energia e as maneiras de transferi-la.