Ensino de conceitos básicos de Termodinâmica utilizando um motor de combustão interna
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16397 |
Resumo: | The development of technology has introduced significant changes in our lives, such as in communication, economy, transport, entertainment, even in education. Currently, students and teachers are faced with challenges that can significantly change the way we learn and teach science. In the teaching of Physics, which is a science whose methodologies are experimentation, observation and mathematical analysis, it is impossible to ignore the tremendous impact that technology can have on new generations of students. In this work we explore the use of technology, by using a real internal combustion engine, properly prepared to be used as teaching material, to teach basic concepts of Thermodynamics such as heat, work, temperature, energy, entropy, the Laws of Thermodynamics, thermal engines, processes and thermodynamic cycles, among others, for high school students. Our educational product consists of a tutorial containing all the details for the preparation of a scrapped engine to be used in the classroom and a suggestive didactic sequence for the discussion of the proposed theme, explaining the operation of the engine through the ideal Otto cycle. The application of the product in the classroom was divided into 3 activities developed in 4 lessons of 45 minutes. Initially we made a general discussion on the subject using an open-ended questionnaire containing three guiding questions to explore the students' prior knowledge. Then, the proposed topics were developed through discussions and calculations, all complemented by demonstrations using the real engine. The activities were closed with a multiple choice questionnaire covering the main topics of Thermodynamics worked on. The product was applied to 2nd year high school students from a public school located in Itu city, municipality of São Paulo. It was very well received by the students and all the proposed topics could be widely discussed in the allotted time in a satisfactory manner. |
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In the teaching of Physics, which is a science whose methodologies are experimentation, observation and mathematical analysis, it is impossible to ignore the tremendous impact that technology can have on new generations of students. In this work we explore the use of technology, by using a real internal combustion engine, properly prepared to be used as teaching material, to teach basic concepts of Thermodynamics such as heat, work, temperature, energy, entropy, the Laws of Thermodynamics, thermal engines, processes and thermodynamic cycles, among others, for high school students. Our educational product consists of a tutorial containing all the details for the preparation of a scrapped engine to be used in the classroom and a suggestive didactic sequence for the discussion of the proposed theme, explaining the operation of the engine through the ideal Otto cycle. The application of the product in the classroom was divided into 3 activities developed in 4 lessons of 45 minutes. Initially we made a general discussion on the subject using an open-ended questionnaire containing three guiding questions to explore the students' prior knowledge. Then, the proposed topics were developed through discussions and calculations, all complemented by demonstrations using the real engine. The activities were closed with a multiple choice questionnaire covering the main topics of Thermodynamics worked on. The product was applied to 2nd year high school students from a public school located in Itu city, municipality of São Paulo. It was very well received by the students and all the proposed topics could be widely discussed in the allotted time in a satisfactory manner.O desenvolvimento de tecnologia tem introduzido mudanças significativas em nossas vidas, como na comunicação, economia, transportes, entretenimento e até mesmo na educação. Atualmente, estudantes e professores têm se deparado com desafios que podem modificar significativamente a forma de aprendermos e ensinarmos ciências. No ensino de Física, que é uma ciência que tem como metodologias a experimentação, a observação e as análises matemáticas, é impossível ignorar o tremendo impacto que a tecnologia pode ter nas novas gerações de estudantes. Neste trabalho exploramos o uso de tecnologia, através de um motor de combustão interna real, devidamente preparado para ser utilizado como material didático, para ensinar conceitos básicos de Termodinâmica como calor, trabalho, temperatura, energia, entropia, as Leis da Termodinâmica, máquinas térmicas, processos e ciclos termodinâmicos, entre outros, para alunos do ensino médio. Nosso produto educacional consiste de um tutorial contendo todos os detalhes para a preparação de um motor sucateado para ser utilizado em sala de aula e uma sequência didática sugestiva para a discussão do tema proposto, explicando o funcionamento do motor através do ciclo de Otto ideal. A aplicação do produto em sala de aula foi dividida em 3 atividades desenvolvidas em 4 aulas de 45 minutos. Inicialmente fizemos uma discussão geral sobre o tema utilizando um questionário discursivo contendo três questões norteadoras para explorar o conhecimento prévio dos alunos. Em seguida, os tópicos propostos foram desenvolvidos através de discussões e cálculos, todos complementados por demonstrações utilizando o motor real. O fechamento das atividades foi feito com um questionário de múltipla escolha contemplando os principais tópicos da Termodinâmica trabalhados. O produto foi aplicado para alunos do 2º ano do ensino médio de uma escola pública situada na cidade de Itu no interior de São Paulo, sendo muito bem recebido pelos estudantes e todos os tópicos propostos puderam ser amplamente discutidos no tempo previsto de maneira satisfatória.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - PROFIS-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessTermodinâmicaMotor de 4 temposEnsino de FísicaEnsino MédioThermodynamicsFour-stroke enginePhysics TeachingHigh SchoolCIENCIAS HUMANAS::EDUCACAO::ENSINO-APRENDIZAGEM::METODOS E TECNICAS DE ENSINOCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERALEnsino de conceitos básicos de Termodinâmica utilizando um motor de combustão internaTeaching basic concepts of Thermodynamics using an internal combustion engineinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600a7e76439-54a1-4b89-84c3-264b6b57a010reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/4/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54ORIGINALDiss_Sbrissa_PROFIS_So.pdfDiss_Sbrissa_PROFIS_So.pdfDissertação de Mestradoapplication/pdf4426897https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/1/Diss_Sbrissa_PROFIS_So.pdf70fde59d3ac7939f23dd747722e14e7bMD51Produto Educacional Alexandre_PROFIS_So.pdfProduto Educacional Alexandre_PROFIS_So.pdfProduto Educacionalapplication/pdf2135025https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/2/Produto%20Educacional%20Alexandre_PROFIS_So.pdfaed80752309e8af89ac7d7942a155e20MD52Carta Comprovante_Alexandre.pdfCarta Comprovante_Alexandre.pdfCarta Comprovanteapplication/pdf350788https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/3/Carta%20Comprovante_Alexandre.pdfa8a85e48c09693cac07ab2e7f7c15c69MD53TEXTDiss_Sbrissa_PROFIS_So.pdf.txtDiss_Sbrissa_PROFIS_So.pdf.txtExtracted texttext/plain312589https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/5/Diss_Sbrissa_PROFIS_So.pdf.txt06facddfc9dec4b8927dd0dc661d1fc7MD55Produto Educacional Alexandre_PROFIS_So.pdf.txtProduto Educacional Alexandre_PROFIS_So.pdf.txtExtracted texttext/plain111485https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/7/Produto%20Educacional%20Alexandre_PROFIS_So.pdf.txtbd82ec0abbcf62867c08d10e12c8725cMD57Carta Comprovante_Alexandre.pdf.txtCarta Comprovante_Alexandre.pdf.txtExtracted texttext/plain1483https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/9/Carta%20Comprovante_Alexandre.pdf.txt86e3e433e108c4a978b68ca0af7f0577MD59THUMBNAILDiss_Sbrissa_PROFIS_So.pdf.jpgDiss_Sbrissa_PROFIS_So.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11198https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/6/Diss_Sbrissa_PROFIS_So.pdf.jpg8559e98bbbd5529b92da55a43057a145MD56Produto Educacional Alexandre_PROFIS_So.pdf.jpgProduto Educacional Alexandre_PROFIS_So.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12206https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/8/Produto%20Educacional%20Alexandre_PROFIS_So.pdf.jpgd7db036cf0682a345511baf84ccd740fMD58Carta Comprovante_Alexandre.pdf.jpgCarta Comprovante_Alexandre.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg15087https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16397/10/Carta%20Comprovante_Alexandre.pdf.jpgb14581b6eabef86143f22b706333a5b5MD510ufscar/163972023-09-18 18:32:16.916oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16397Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:16Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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