Para a conclusão do estudo das temáticas Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global, foi planejado uma atividade experimental sobre “Efeito Estufa, Dióxido de Carbono, Aquecimento Global e Oceanos”. O procedimento da prática foi extraído do livro “Temas atuais em Mudanças Climáticas para os Ensinos Fundamental e Médio” dos organizadores Pedro Roberto Jacobi, Edson Grandisoli, Sonia Maria Viggiani Coutinho, Roberta de Assis Maia e Renata Ferraz de Toledo, de 2015.
Jacobi & Col. (2015, p. 102) ilustram o objetivo e materiais da atividade experimental assim:
Objetivo: Ilustrar a capacidade de CO2 de absorver calor, em uma atividade experimental. Favorecer a compreensão a respeito da correlação entre o aumento da CO2 na atmosfera pelas ações humanas e o aquecimento global. Estabelecer correlações entre o aquecimento global e a capacidade dos oceanos em sequestrar carbono atmosférico. Materiais: Vinagre de cozinha. Bicarbonato de Sódio. Bexigas (balões) de festa, tamanho 6. Uma garrafa PET de 600 ml. Termômetros: 4 para cada grupo de 4-5 estudantes. Duas garrafas de vidro transparentes, de boca de pequeno diâmetro (onde caiba a boca da bexiga). Pode ser de qualquer tipo. O importante é que sejam idênticas. Luz do sol (bancada/mesa ensolarada próxima a uma janela, por exemplo) ou uma lâmpada ou luminária incandescente. Caso você não tenha materiais suficientes para formar grupos, você pode fazer uma demonstração dialogada.
Em relação às duas turmas que forma selecionadas para a aplicação desse trabalho educativo, e, também por conta dos materiais que foram obtidos de forma limitada foi realizada para cada turma a demonstração debatida do experimento. Os estudantes participaram de forma ativa da aula prática o que a deixou mais interessante e dinâmica.
O objetivo, materiais e desenvolvimento da experimentação, foi encaminhado para todos os estudantes via Google Sala de Aula Física (figura 46), de forma antecipada. Foi solicitado pelo professor a necessidade da leitura das informações sobre a atividade prática que seria desenvolvida em sala de aula para debate professor-alunos. Alguns estudantes contribuíram na obtenção de alguns dos materiais que foram utilizados no experimento.
A seguir (figura 47), os materiais que foram utilizados na experimentação.
O desenvolvimento da atividade experimental se deu mediante uma revisão prévia sobre Efeito Estufa que foi estudado na sequência didática em aulas anteriores. Através do vídeo da Khan Academy – “Como a Mudança Climática afeta a Biodiversidade? Efeito Estufa” (ver figura 48), o professor realiza um reforço de aprendizagem enfatizando em especial o fenômeno do Efeito Estufa e sua intensificação em virtude do aumento na atmosfera dos chamados “gases do Efeito Estufa”.
Conforme o que diz Jacobi & Col. (2015, p. 102) sobre a introdução quanto a atividade experimental:
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Retome com os alunos o que é o efeito estufa e aproveite para aprofundar explicações sobre o fenômeno. Pergunte se eles já viram ou estiveram dentro de uma estufa de vegetação. Se eles não conhecem uma estufa, você pode perguntar se já estiveram dentro de um carro que ficou estacionado em sol pleno por muito tempo. Por que o ar do interior de uma estufa ou do interior de um carro estacionado no “sol quente” é mais quente do que o ar que está do lado de fora? A energia térmica proveniente do sol passa através do vidro e fica retida dentro da estufa, aquecendo o ar presente em seu interior, que fica muito mais quente do que do lado de fora. Convide os alunos para fazer um experimento que ilustra a capacidade do CO2, um gás de efeito estufa, de absorver calor (radiação infravermelha). A atmosfera age como um cobertor: aquece a Terra, mantendo o calor concentrado próximo à superfície.
O professor poderá colher os conhecimentos prévios dos estudantes pós exposição dos questionamentos que foram sugeridos para, de forma posterior, averiguar os resultados comparando-os com as indagações iniciais da turma.
A seguir o passo a passo da experimentação seguindo as instruções de Jacobi & Col. (2015, p. 103):
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Inicie o experimento colocando 2 termômetros dentro de cada garrafa de vidro e deixe-as reservadas. 3. Coloque 300 ml de vinagre na garrafa PET pequena e 4 colheres de chá de bicarbonato de sódio dentro de uma bexiga vazia. 4. Prenda a boca da bexiga na boca da garrafa e, lentamente, faça com que todo o bicarbonato que está dentro da bexiga caia dentro da garrafa. O contato do bicarbonato com o vinagre vai resultar em uma reação química, na qual um dos produtos é o CO2. A bexiga irá inflar com o CO2. 5. Retire cuidadosamente a bexiga, evitando que esvazie. 6. Cuidadosamente prenda a boca da bexiga na boca de uma das garrafas de vidro e pressione a bexiga, forçando a entrada de CO2 para dentro da garrafa. 7. Faça um nó na bexiga (próximo da boca), ou amarre-a com um cordão, de forma que a garrafa fique vedada, com o CO2 em seu interior. 8. Tampe a outra garrafa de vidro (que estará com gases na concentração natural da atmosfera) e ponha ambas expostas à luz solar ou bem próximas a uma lâmpada incandescente de 100 W. 9. Peça aos alunos que anotarem as temperaturas marcadas pelos termômetros que estão dentro das garrafas a cada 20 minutos. (50 min. são suficientes para absorver diferenças entre as duas garrafas, note que essa diferença é muito variável dependendo da intensidade da fonte luminosa, da temperatura ambiente, da espessura das garrafas, da quantidade de CO2 que você conseguiu transferir para a garrafa, etc.). 10. Enquanto aguardam, converse sobre os resultados esperados e exiba os vídeos sugeridos como materiais de apoio. Dialoguem a respeito. 11. Após o tempo de observação, conversem sobre os resultados obtidos. Foi observada alguma diferença entre a temperatura da garrafa cheia de ar “normal” e a garrafa cheia de CO2? Por quê? Estimule os alunos a compartilharem o que eles sabem e o que estão aprendendo sobre o efeito estufa. 12. Retome o diálogo sobre os vídeos assistidos e incentive-os a estabelecer correlações entre o aquecimento global intensificado pelas ações humanas e o papel dos oceanos na regulação do clima da Terra. Como o aquecimento global pode afetar a capacidade dos oceanos sequestrarem carbono e regularem o clima terrestre?
A figura 49 ilustra a sequência dialogada da experimentação com a turma do 2º ano Técnico em Informática A.
O professor na passagem da atividade experimental destinada à reação química entre bicarbonato de sódio (função química sal) e vinagre (função química ácido) apresentou no quadro branco a equação química que forma, além de outras substâncias, o CO2.
A figura 50 ilustra a sequência dialogada da experimentação com a turma do 2º ano Técnico em Informática B.
Registradas as temperaturas nos intervalos de tempos sugeridos pelos estudantes o professor as expõem em tabela demonstrativa conforme opção de modelo apresentado na tabela 1.
Em termos estimativos espera-se que as temperaturas na garrafa de CO2, com o passar do tempo, sejam maiores que às da garrafa com “ar normal”, devido a capacidade de o dióxido de carbono absorver ondas eletromagnéticas (seja pelo sol, ou lâmpada), convertendo-as em ondas de calor.
Questionamentos que poderão surgir posterior às observações e coleta de dados sobre as temperaturas dos dois recipientes:
- O processo do fenômeno natural do efeito estufa como aquecedor da Terra;
- Processo de propagação de calor por radiação térmica;
- Energia Térmica;
- Importância do efeito estufa natura para a vida na Terra;
- Causas e consequências do aumento dos gases do efeito estufa (em especial o CO2) na atmosfera intensificando o efeito estufa.
- A queima de combustíveis fósseis alinhada à atividade antrópica tendo como consequência o aumento de CO2 e outros gases;
- Contribuição dos oceanos na retenção de CO2 que é lançado pelo homem na atmosfera, alinhada ao fato da preocupação do aumento da temperatura nos oceanos provocando sua acidez reduzindo sua capacidade de recolher o gás citado.
Os questionamentos dos estudantes que ocorreram antes, durante e pós experimentação, assim bem como o debate educativo e construtivo com o professor, estão apresentados no capítulo 6 – Resultados Obtidos e Discussão, que trata sobre os resultados do produto educacional nesta dissertação.