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  • INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO AMAZONAS - IFAM

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM

    RAYSA ZURRA SARAIVA

    MÁQUINAS TÉRMICAS – UMA PROPOSTA PARA O ENSINO DAS LEIS DA TERMODINÂMICA PARA O ENSINO MÉDIO

    MANAUS – AM 2016

  • RAYSA ZURRA SARAIVA

    MÁQUINAS TÉRMICAS – UMA PROPOSTA PARA O ENSINO DAS LEIS DA TERMODINÂMICA PARA O ENSINO MÉDIO

    Projeto apresentado como parte dos requisitos para obtenção do Título de Mestre em Ensino de Física do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física polo 4. Área de concentração: Recursos para o Ensino de Física e Novas Tecnologias

    Orientador: Dr. Igor Tavares Padilha

    MANAUS – AM 2016

  • Ficha Catalográfica Ficha catalográfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).

    Saraiva, Raysa Zurra

    S243m MÁQUINAS TÉRMICAS – UMA PROPOSTA PARA O ENSINO DAS LEIS DA TERMODINÂMICA PARA O ENSINO MÉDIO / Raysa Zurra Saraiva. 2016

    249 f.: il. color; 31 cm. Orientador: Igor Tavares Padilha Dissertação (MNPEF) - Universidade Federal do Amazonas/Intituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Amazonas. 1. Ensino de Física. 2. Ensino Médio. 3. Termodinâmica. 4.

    transposição didática. 5. teoria sócio-histórica. I. Padilha, Igor Tavares II. Universidade Federal do Amazonas III.Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Amazonas IV. Título

  • RAYSA ZURRA SARAIVA

    MÁQUINAS TÉRMICAS – UMA PROPOSTA PARA O ENSINO DAS LEIS DA TERMODINÂMICA PARA O ENSINO MÉDIO

    Dissertação de Mestrado Profissional em Ensino de Física para a obtenção do título de Mestre em Ensino de Física pela Universidade Federal do Amazonas e Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas, Ministério da Educação, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, Sociedade Brasileira de Física, Recursos para o Ensino de Física e Novas Tecnologias.

    Banca Examinadora:

    .................................................................................................................................. Prof. Dr. Igor Tavares Padilha – UFAM

    .................................................................................................................................. Profª. Dra. Débora Coimbra – UFU

    .................................................................................................................................. Prof. Dr. José Ricardo de Sousa – UFAM

    .................................................................................................................................. Prof. Dra. Rita de Cássia Mota Teixeira de Oliveira – UFAM

    .................................................................................................................................. Prof. Dr. Francisco Dinóla Neto - UNINORTE

    Conceito:.......................................................................................................

    Manaus, ___ de Julho de 2016.

  • DEDICATÓRIA

    Dedico este trabalho primeiramente a minha mãe Raimunda Joaquina de

    Souza Zurra Saraiva, uma mulher incrível, guerreira, da qual tenho muito orgulho e

    admiração, pois foi uma das pessoas que mais me deu força para o término deste

    trabalho e que sempre acreditou em meu potencial sempre me estimulando a seguir

    em frente a pesar de todas as dificuldades.

    Dedico também ao meu sobrinho/filho Kauê Miguel Saraiva por ser sempre

    carinhoso comigo, me esperar todos os finais de semana enquanto eu viajava para

    estudar, e sempre quando eu voltava era recebida com um abraço apertado e um

    lindo sorriso em seu rosto, me fazendo acreditar que tudo era possível, me dando

    forças para seguir em frente.

    Dedico ao meu noivo Feliciano Cândido Parente, que me ajudou e me deu

    apoio durante estes dois anos que ficou distante de mim quase todos os finais de

    semana, e teve a paciência de me esperar e soube entender os momentos que eu

    estava distante.

    Dedico também aos meus alunos da Escola Estadual Armando de Souza

    Mendes, que me auxiliaram nos momentos em que eu não podia ministrar aulas e

    eu passava alguma atividade dirigida, sempre fazendo o que eu solicitava, e nunca

    me deixaram na mão, sempre me apoiaram e sentiam orgulho de ter uma professora

    que estava se capacitando para melhorar sua didática.

  • AGRADECIMENTOS

    À Deus, pois tornou possível tudo isso acontecer, me dando uma família que

    amo muito, amigos que serão para sempre a força, para nunca desistir daquilo que

    busco.

    À minha mãe Raimunda Joaquina de Souza Zurra Saraiva por nunca deixar

    de acreditar nos meus sonhos e jamais ter deixado que parasse os estudos, por ter

    me ensinado ser uma pessoa boa, honesta, responsável e acima de tudo ter

    respeito pelo ser humano.

    À Feliciano Cândido Parente, meu noivo, que sempre me apoiou em vários

    momentos, sempre escutando meus desabafos, todas minhas frustrações, todas as

    minhas inquietudes. Creio que não tenha consciência de sua importância nesse

    processo, mas sem ele, talvez parte desse trabalho não tivesse acontecido de

    maneira objetiva e clara como aconteceu. Isso só foi possível com suas palavras de

    incentivo.

    A minha irmã, Larysa que sempre esteve ao meu lado, ajudando e apoiando

    as minhas decisões.

    Ao Professor Igor Tavares Padilha que, como orientador, sempre acreditou

    no meu potencial em desenvolver este trabalho. Sempre foi compreensível com as

    inquietudes e os problemas com a pesquisa enfrentados durante o período de

    desenvolvimento desse trabalho. Sendo, muitas vezes, paciente para entender os

    problemas pessoais e ajudando a superá-los com conversas. Sem falar nas

    enormes contribuições para que me desenvolvesse como pesquisadora.

    A professora Débora Coimbra por toda colaboração e inspiração para o

    desenvolvimento deste trabalho, sempre me incentivando, entendendo minhas

    dificuldades, por ter sido mais que uma colaboradora, se tornando uma grande

    amiga com quem eu posso sempre contar.

    Ao meu concunhado José Gomes Coelho de Bulhões que foi um grande

    amigo, me ajudando e me socorrendo em todas as dificuldades que passei, tendo

    paciência e respeito por mim e me cuidando como se eu fosse sua filha.

    A minhas cunhadas Joanilde, Célia, Isabel e Teca que sempre cuidaram de

    mim, me incentivaram, e sempre faziam tudo que estava ao seu alcance para me

    ajudarem.

  • Ao meu cunhado Flávio e meu Sogro José Parente por ter me recebido em

    sua casa e me oferecerem um lar onde eu poderia estudar e me concentrar, sem

    sofrer nenhum tipo de perturbação durante todo o tempo de meus estudos.

    A todos os alunos envolvidos no projeto desta dissertação, pois sem eles

    jamais poderia ter alcançado meus objetivos.

    A direção da Escola Estadual Armando de Souza Mendes primeiramente

    com dona Erica Marinho, depois com Dona Marilda Cavalcante e por último e até o

    presente momento com Iranir Torres, pois todos eles organizaram meus tempos de

    aula para que eu pudesse ficar livre as sextas-feiras, podendo assim cursar o

    mestrado.

    Aos professores da Escola Estadual Armando de Souza Mendes pelo apoio

    e auxílio em meus tempos de aula quando precisei.

    A todas as outras pessoas que passaram pela minha vida e me ajudaram a

    progredir como pessoa, pesquisadora e educadora.

    Agradeço a CAPES pelo apoio financeiro através da bolsa de estudos.

    Obrigada a todos!

    Raysa Zurra Saraiva

  • RESUMO

    A presente dissertação descreve uma proposta didática utilizada para auxiliar professor e alunos na construção de conceitos necessários para o entendimento das Leis da Termodinâmica, tais como, pressão, volume, calor, trabalho e temperatura. Para sua elaboração foi realizada primeiramente uma análise dos livros didáticos presentes no PNLD-2012 utilizando elementos da transposição didática de Chevallard, e como embasamento teórico para a criação e organização de todas as atividades empregamos a teoria sócio-histórica de Vygotsky. Estes procedimentos consistiam na realização de atividades investigativas, experimentais e tradicionais, como a resolução de exercícios. Os produtos gerados consistem em um guia de orientação para o professor, nos quais ele irá encontrar não apenas as atividades da sequência didática que propomos para a aprendizagem destas leis, mas também sugestões de como organizar a dinâmica em sala de aula e de como proceder como mediador durante a realização de tais atividades. Além disso, é apresentado um motor Stirling, confeccionado com materiais reutilizáveis, usado na construção do diagrama P-V do ciclo Stirling. Palavras-chave: Ensino de Física, Ensino Médio, Termodinâmica, transposição didática, teoria sócio-histórica.

  • ABSTRACT

    This thesis describes a didactic proposal used to aid teacher and students in the construction of concepts necessary for understand