POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA: UMA FORMA DE ENSINO DOS GASES NUMA PERSPECTIVA HISTÓRICO-CRÍTICA

Diêgo Caldas¹, Magno Peneluc², Bárbara Pinheiro³

¹Instituto de química, Universidade Federal da Bahia

²Universidade Federal da Bahia

³Instituto de química, Universidade Federal da Bahia

Resumo: O objetivo desse estudo é propor uma sequência didática, tomando como ponto de partida o tema “poluição atmosférica” utilizando como metodologia os passos ou momentos da Pedagogia Histórico Crítica (Pratica Social, Problematização, Instrumentalização, Catarse, Retorno a Pratica Social). Para isso, tanto a Pedagogia Histórico-Crítica quanto a Educação Ambiental Crítica, fornecerão suas bases para um olhar crítico da poluição atmosférica e de todo processo de mediação didática. A partir do tema, pretende-se analisar criticamente os problemas ambientais e sociais, a relação destes e sua origem: o modo de produção capitalista. De forma contextualizada, o conteúdo de química é necessário para o entendimento da realidade, o conteúdo utilizado será “estudo dos gases”, trabalhado numa sequência didática em que o papel do professor é extremamente importante para expor suas conexões e relações com o tema. Ao final do processo, pretende-se que o aluno saia de um nível de compreensão da realidade, que no início era sincrético, para um nível de compreensão sintético, um novo ator social, ciente de que é autor de sua história e, portanto, capaz de reverter os quadros sociais e ambientais atualmente degradantes.

Abstract: The objective is a method of proposing a didactic sequence, starting with the theme "atmospheric pollution" using as methodology the steps or moments of Critical Historical Pedagogy (Social Practice, Problematization, Instrumentation, Cateching, Return to Social Practice). In order to do so, both a Historical-Critical Pedagogy and Critical Environmental Education, providing the basis for a critical reading of the didactic mediation work environment. From the theme, we intend to critically analyze the environmental and social problems, their relation, and their origin: the capitalist mode of production. In a contextualized way the content of chemistry is necessary for the understanding of reality, the content worked will be "study of gases", which will be worked on in a didactic sequence in which the role of the teacher is extremely important to expose their connections and relations with the theme. At the end of the process, the student is expected to move from a level of understanding of reality, which in the beginning was syncretic, to a level of synthetic understanding, a new social actor, aware that he is the author of his history, and therefore, capable of reversing the currently degrading social and environmental frameworks.

Introdução

Este trabalho tem como objetivo construir uma sequência didática para o ensino do conteúdo “gases” de forma contextualizada com a temática da poluição pautado na concepção pedagógica da Pedagogia Histórico-Crítica aplicada no âmbito da Educação Ambiental Crítica.

A ideia é trabalhar um tema com a profundidade necessária, dentro de uma sequência didática proposta, para discutir aspectos que são relevantes para ampliação do entendimento da realidade, dessa forma, o tema permite contextualizar os conteúdos.

A contextualização é de grande relevância para a aprendizagem, não apenas de modo motivacional, mas por possibilitar que os estudantes possam se envolver no estudo dos gases estimulados pelas discussões em torno das estruturas de poder que controlam a produção e que geram os problemas sociais e ambientais. A contextualização, nesse trabalho, é entendida como um meio para a transformação social, que tem na Pedagogia Histórico-Crítica suas bases.

A contextualização possibilita promover um ato educativo que se oponha ao cotidiano alienado. Trabalhar com a perspectiva temática, se constitui num forte aliado do ensino e da aprendizagem escolar, possibilitando o estudo de conteúdos específicos imersos em uma totalidade, mostrando que não há uma ruptura entre ciência, cotidiano, política, economia e outras estruturas que compõem o sistema capitalista.

O estudo dos gases é muito importante para o entendimento da realidade, pode ser considerado como um conteúdo estruturante e essencial em química. Os gases estão presentes em toda parte, tanto nas coisas mais simples, como o enchimento de um balão, quanto nos processos que são cruciais para a vida humana, como a respiração. Os gases também são responsáveis por alguns problemas ambientais, tais como: chuva ácida, efeito estufa, destruição da camada de ozônio e outros exemplos, evidenciam o seu protagonismo na poluição atmosférica. Nesse sentido, o estudo dos gases se torna imprescindível, é necessário entender o comportamento de suas partículas, suas propriedades e as variáveis que os influenciam. O estudo dos gases a partir da pedagogia histórico crítica e da educação ambiental crítica nos dará um novo olhar, tanto da poluição quanto dos gases, permitindo entender que os problemas gerados por eles têm origem no modo de produção capitalista.

O material que se propõe produzir com este trabalho, pode servir de consulta para professores. Visa contribuir na ampliação do acervo de propostas pedagógicas pautadas na Pedagogia Histórico-Crítica, visto que a existência de materiais com essa proposta é extremamente importante, pois, instrumentalizar também os docentes para a luta contra o capital, também faz parte de práticas transformadoras.

REFERENCIAL TEÓRICO

EDUCAÇÃO AMBIENTAL CRÍTICA E A Pedagogia Histórico-Crítica (PHC)

A relação do homem com a natureza é necessária à sua existência. O meio pelo qual o homem se relaciona com a natureza de forma intencional é o trabalho, por meio do trabalho o homem transforma a natureza e também se transforma (TONET, 2011). A relação do homem com a natureza vem sendo modificada num processo histórico que resulta nas condições atualmente observadas de crises ambientais constantes. Essa relação tem sido cada vez mais agressiva, os modos com que se dá essa relação, numa sociedade capitalista, vêm sendo cada vez mais questionado. É bem verdade que nada acontece sem a natureza, contudo, o modo de produção capitalista é voltado para o lucro e a mais valia. A mercadoria possui valor de troca e valor de uso, onde a ênfase maior é em seu valor de troca, nesse sentido, a categoria “trabalho”, nesse tipo de sociedade, tem a função de atuar na natureza para a produção de lucro. O capitalismo exige uma produção e consumo cada vez mais crescente, voltado para a produção de bens com valor de troca, nos fazendo caminhar para uma crise ambiental sem precedentes, assim, fica evidente a insustentabilidade desse tipo de sociedade que não respeita os limites\ciclos da natureza e que em momentos de crise se readapta e encontra novas formas de lucrar, ou seja, a crise ambiental vista com o olhar do sistema capitalista se configura em novas oportunidades de lucro, onde se cria novas mercadorias principalmente a partir da tecnologização da crise ambiental (Layrargues, 2006). Dessa forma “[...] não se trata apenas de estabelecer uma nova relação entre os humanos e a natureza, mas dos humanos entre si, e destes com a natureza [...]” (Layrargues, 2006, p. 1).

É possível perceber uma intenção, do atual sistema, de inculcar nas pessoas, que os problemas ambientais derivam de características comportamentais, e se faz acreditar que mudando tais comportamentos, o problema ambiental estaria resolvido. Podemos observar um esforço para que as pessoas não percebam de fato qual a origem do problema. Ao propor uma consciência ecológica ou soluções técnicas ou mudança de valores culturais, o capitalismo desvia o foco dos principais processos de degradação ambiental no mundo, que são causados pelo modo de produção capitalista.

A mudança cultural é importante, entretanto, deve se conferir a mesma, um lugar de menor destaque, uma mudança social da base produtiva deve ser o foco da educação ambiental, desse modo, é importante ponderar o peso excessivo conferido à dimensão ética e caminhar numa direção política para tornar evidente a relação entre o meio ambiente e os conflitos sociais.

Se é desejo do educador ambiental construir uma sociedade ao mesmo tempo ecologicamente equilibrada, culturalmente diversa, socialmente justa e politicamente atuante, ele pode fazê-lo, também por intermédio da própria educação ambiental. Mas para isso, os educadores ambientais precisam romper a opressão da violência simbólica acometida pela ideologia hegemônica que sobrepõe a dimensão ética sobre a política, os valores sobre os interesses, e que se concentra na mudança cultural, silenciando a sua participação na mudança social (LAYRARGUES, 2006, p. 11).

Na escola passamos muito tempo de nossas vidas e é nela que internalizamos a lógica do capital, nesse sentido, ela é o principal aparelho ideológico de estado que atua a favor da reprodução das condições sociais através de saberes implícitos e explícitos amparados por uma ideologia hegemônica, moldando trabalhadores sob seus auspícios (PENELUC, 2017).

A educação ambiental pode atuar para reprodução das condições sociais ou alterar esse sistema que produz crises ambientais e problemas sociais que atingem, prioritariamente, os menos favorecidos. A questão é responder qual educação ambiental se quer: a que questiona o atual sistema, o modo de produção, as relações capitalistas; ou a que mantem inalterada as condições sociais e a estrutura capitalista e que concentra seus esforços na mudança cultural?

A educação ambiental crítica (é importante deixar claro: critica de quê? Crítica do sistema capitalista e que propõe sua superação) surge para expor o que historicamente causou o problema e as contradições inerentes ao sistema capitalista, que é a gênese dos problemas ambientais. Ela se articula bem com a Pedagogia Histórico-Crítica, na qual Saviani, nos mostra que são possíveis movimentos contra hegemônicos no ambiente escolar (apesar de entender este espaço como, também, um instrumento de reprodução das condições sociais) pois a instituição escolar e a sociedade se relacionam e se modificam, ou seja, uma relação dialética. “Assim, a educação ambiental crítica, transformadora e emancipatória emerge da pedagogia crítica, que tem seu ponto de partida na teoria crítica de interpretação da realidade social” (LOUREIRO; TREIN; TOZONI-REIS; NOVICKI, 2009, p. 86).

O marxismo é a base que dá sustentação a Pedagogia Histórico-Crítica e a educação ambiental crítica que veem na dialética de Marx um instrumento de interpretação da realidade, o materialismo histórico-dialético como forma mais lógica de ver o mundo.

O método marxista é entendido como um importante instrumento teórico-metodológico para educadores e educadoras que desejam a superação dos problemas ambientais, porque se faz entender suas origens. A educação ambiental crítica faz esse caminho, que é subsidiado pela Pedagogia Histórico-Crítica.

Em Saviani a educação ambiental crítica encontra uma base ampla, sólida e de acordo com seus objetivos. Para ele “o trabalho educativo é o ato de produzir, direta e intencionalmente, em cada indivíduo singular, a humanidade que é produzida histórica e coletivamente pelo conjunto dos homens” (Saviani, 2011, p. 6). Podemos perceber a valorização dos saberes historicamente produzidos, que em sua proposta pedagógica deve partir da pratica social.

Saviani (2011) propõe, como metodologia para Pedagogia Histórico-Crítica, embasada no Materialismo Histórico Dialético, cinco momentos que devem nortear o trabalho pedagógico sem necessariamente serem procedimentos didáticos. São eles: prática social, problematização, instrumentalização, catarse, retorno à prática social.

A prática social é o ponto de partida da PHC. Parte-se do humano genérico, do social, das preocupações coletivas, das nossas realizações e contradições. Não se parte de realidades individuais, mas daquilo que diz respeito ao grupo humano. Consiste em ver a realidade e tomar consciência de como ela se coloca em sua totalidade e relações. “A prática social possibilita uma compreensão do sujeito no mundo; nela, o eu e o nós se interpenetram e o sujeito se compreende na coletividade” (ANUNCIAÇÃO; MORADILLO, 2014, p. 15-16).

Neste momento, professor e alunos se impõem como agentes sociais distintos em conhecimento e experiência. Enquanto o professor tem uma síntese precária da realidade, o aluno tem uma compreensão de caráter sincrético.

A compreensão do professor é sintética por que implica uma certa articulação dos conhecimentos e das experiências que detém relativamente à prática social. Tal síntese, porém, é precária uma vez que, por mais articulados que sejam os conhecimentos e as experiências, a inserção de sua própria prática pedagógica como uma dimensão da prática social envolve uma antecipação do que lhe será possível fazer com alunos cujos níveis de compreensão ele não pode conhecer, no ponto de partida, senão de forma precária. Por seu lado, a compreensão dos alunos é sincrética uma vez que, por mais conhecimentos e experiências que detenham, sua própria condição de alunos implica uma impossibilidade, o ponto de partida, de articulação da experiência pedagógica na prática social de que participam (SAVIANI, 1999, p. 80).

Segundo Loureiro, Trein, Tozoni-Reis e Novicki a abordagem teórico metodológica mais adequada para os objetivos da educação ambiental crítica se pauta em um “tema gerador” para discutir a sociedade e promover a compreensão da realidade, esse tema gerador é a pratica social, ou seja, a realidade.

Nesta concepção de educação, a abordagem dos conteúdos programáticos ou dos conhecimentos a serem construídos requer considerarmos, como importante recurso pedagógico, a realidade vivenciada por educadores e educandos em seus locais de estudo, moradia e trabalho, destacando-se a diversidade cultural e a exclusão social que caracterizam a sociedade (LOUREIRO; TREIN; TOZONI-REIS; NOVICKI, 2009, p. 89).

A problematização se caracteriza por identificar questões da pratica social, que necessitam ser resolvidas, além de apontar quais os instrumentos necessários para que se possa entender e resolver o problema. A problematização é um elemento chave que liga prática e teoria (ANUNCIAÇÃO; MORADILLO, 2014, p. 20).

A instrumentalização é o momento de se apropriar dos instrumentos teóricos e práticos necessários ao entendimento e resolução dos problemas detectados na prática social. Podemos dizer que nesse momento o aluno se apropria das ferramentas culturais necessárias à luta social (SANTOS, 2005). Libertar as camadas populares pressupõe uma ação educativa que vai além da repetição de reflexões políticas ou posições ideológicas. Nesse sentido, é muito importante o resgate dos conteúdos essenciais, pois: “[...] o dominado não se liberta se ele não vier a dominar aquilo que os dominantes dominam. Então, dominar o que os dominantes dominam é condição de libertação” (SAVIANI, 1999, p. 66). Dessa maneira, podemos observar que, um dos aspectos principais da PHC é o regate dos conteúdos, só que, de uma forma diferente das outras pedagogias tradicionais, os conteúdos são trabalhados observando suas mediações, relações, conexões, compreendendo-o em sua totalidade.

Na catarse espera-se que os alunos entendam e saibam utilizar os conhecimentos científicos para uma expressão elaborada de uma nova forma de entendimento da pratica social. Normalmente, nesse momento se traz questões deixadas na problematização para que os alunos utilizem os conhecimentos adquiridos, resolvendo tais problemas.

O quinto momento é o retorno a pratica social, “[...] agora de forma mais elaborada através dos conhecimentos específicos que permitiram a síntese em questão. Aqui o olhar sobre o contexto está mais impregnado de saberes científicos [...]” (ANUNCIAÇÃO; MORADILLO, 2014, p. 57).

Nesta fase reconhece-se que professor e educando modificaram-se intelectual e qualitativamente em relação a suas concepções sobre o conteúdo que reconstruíram, passando de um nível de menor compreensão científica para um nível de maior cientificidade da explicação da realidade. Neste ponto de chegada, tanto o professor, quanto o estudante, são novos sujeitos do ponto de vista epistemológico. Nesse ponto do processo a interpretação da realidade se torna mais impregnada de conhecimentos sistematizados (ANUNCIAÇÃO; MORADILLO, 2014, p. 57).

A prática social eleva o estudante a um patamar superior, no qual seu nível de compreensão da realidade sai do sincrético para o sintético, portanto, um novo ser capaz de compreender que pode transformar a sociedade.

É importante salientar que os passos não são apenas momentos em sala de aula, e que “O peso e a duração de cada momento obviamente irão variar de acordo com as situações especificas em que se desenvolve a pratica pedagógica” (SAVIANI, 1999, p. 84). Não podemos reduzir a PHC em um mero procedimento (MARTINS, 2013).

A sociedade atual é capitalista e reconhecendo que ela não pode promover uma autentica comunidade humana e sabendo que é possível através da educação influenciar a destruição do sistema capitalista, é que a PHC se coloca como uma pedagogia essencial para os que desejam uma sociedade diferente, na qual ocorra, verdadeiramente, a emancipação humana. A PHC transforma o aluno em um novo ator social disposto a transformar a sociedade, isso se realiza durante a vida desse novo ator social. A Educação Ambiental Crítica pautada na Pedagogia Histórico-Crítica cria condições para que o indivíduo se perceba como espécie, que por meio do trabalho, transforma a natureza e a si próprio numa relação dialética; promove a politização dos indivíduos, participação e construção de uma consciência coletiva.

O desafio para educadores e educadoras é muito grande, eles devem fazer perceber as relações e conexões entre conhecimento científico, problemas ambientais, sociais, política, cultura, economia etc. Deve ficar claro o entendimento de que os problemas ambientais não estão separados dos sociais, estão intimamente conectados e possuem uma origem comum, que é o sistema capitalista. Não se pode dissociar o conhecimento científico dos conflitos e problemas que permeiam a realidade social. Nesse sentido, a escola deve preparar os alunos para atuar conscientemente na sociedade e transformá-la, para tanto, o ensino de química e outras matérias, deve oferecer subsídios para que os alunos compreendam o mundo que os cercam. Com esse propósito, o estudo dos conteúdos, dentro da Pedagogia Histórico-Crítica, é um importante instrumento para apropriação do conhecimento, possibilitando práticas transformadoras na sociedade.

METODOLOGIA

O tipo de pesquisa que melhor se adequa a proposta deste estudo, de acordo com o livro “Métodos de Pesquisa” da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2009) e organizado por Gerhardt e Silveira, é do tipo qualitativa exploratória que consiste em uma revisão bibliográfica sob a ótica da pedagogia histórico crítica e da educação ambiental crítica, buscando encontrar materiais que possam auxiliar a construção de uma sequência didática aplicável ao ensino médio. A busca se deu em livros, artigos de revista científica, trabalhos de conclusão de curso, teses, textos, dissertações e etc.

Por fim, uma sequência didática foi produzida, e os cinco passos ou momentos da Pedagogia Histórico-Crítica (Prática Social, Problematização, Instrumentalização, Catarse, Prática Social) norteou sua produção, sem tratar esses passos ou momentos como procedimentos didáticos fixos, mas sim como algo que transcende as paredes da sala de aula.

DESENVOLVIMENTO (SEQUENCIA DIDÁTICA)

CONSIDERAÇÕES E ESTRATÉGIAS

A proposta é que a prática social e a problematização aconteçam juntas e em duas aulas, devendo-se trabalhar em roda de conversa. No decorrer da aula, perguntas são feitas no sentido de desenvolver o pensamento crítico, as respostas dadas pelos educandos podem gerar novas perguntas que conduzirão os mesmos a um entendimento mais elaborado da realidade. Começaremos com uma poluição mais genérica e depois uma poluição mais específica (poluição atmosférica), utilizaremos uma música chamada “Fábrica” da banda brasileira “Legião Urbana” para introduzir e expor uma relação entre poluição atmosférica e os problemas sociais.

Através do tema, surge a necessidade de se entender mais sobre os gases, e é na instrumentalização que isso é feito. A proposta é que a instrumentalização aconteça em 4 aulas. Nessas duas primeiras aulas, se propõe aula do tipo experimental, visando à construção de um modelo que melhor represente o estado gasoso para explicar as propriedades observadas. Como ocorreu desde o início dessa sequência, a proposta é que essa aula aconteça em forma de roda de conversa, já que o tipo de experimento empregado, que será demonstrativo/investigativo, permite esse formato, o que facilita a comunicação. No decorrer da aula, perguntas são feitas no sentido de provocar os educandos proporcionando desenvolver um modelo para o estado gasoso.

A proposta de atividade experimental é do tipo demonstrativa-investigativa, ou seja, “são aquelas atividades em que o professor apresenta, durante as aulas, fenômenos simples a partir dos quais ele poderá introduzir aspectos teóricos que estejam relacionados ao que foi observado” (MACHADO; SILVA; TUNES, 2010, p.245). Durante a realização da atividade serão trabalhados os três níveis do conhecimento químico, isto é, a observação macroscópica, a interpretação microscópica e a expressão representacional (MACHADO; SILVA; TUNES, 2010).

Em seguida, dando prosseguimento a parte da instrumentalização, utilizaremos os resultados dos experimentos das aulas anteriores para trabalhar: teoria cinético molecular, gás ideal/real e entender as transformações (transformações isotérmicas, isobáricas, isocóricas). Essas aulas, basicamente servem para reagrupar e organizar as informações das aulas anteriores e devem acontecer de forma expositiva, com exibição de slides.

Nas aulas seguintes, continuando com a instrumentalização, nas próximas duas aulas serão ser trabalhados os resultados dos experimentos das aulas anteriores de modo a descrever, matematicamente, a matéria na fase gasosa, trabalhar com a lei geral dos gases e mistura de gases. Aqui é importante fazer vários exercícios aplicando o conhecimento adquirido e identificando pontos para melhorias do processo educativo.

A catarse é o momento que retornaremos ao tema no intuito de responder as questões que ficaram em aberto na problematização. Essa aula deve acontecer na forma de roda de conversa com exibição de slides e envolverá todo conteúdo. É um bom momento para avaliar (não quer dizer que não possa ser feito em outro momento), pois permite que os professores e professoras percebam se ainda existem falhas na aprendizagem e/ou do processo educativo para, aqui mesmo, tentar solucionar.

Por fim, retornaremos a prática social, sabendo que essa prática social não se esgota nessa aula, a PHC transforma o aluno em um novo ator social disposto a transformar a sociedade. Assim, esse retorno a prática social, como o quinto passo ou momento da PHC, se realiza durante a vida desse novo ator social. Nessa aula se propõe uma atividade: os alunos apresentarão um trabalho (após uma pesquisa prévia), em forma de seminário, sobre gases, onde irão pesquisar sobre o processo químico de uma indústria e apontar prováveis poluentes do ar atmosférico gerados por essa indústria e tudo que for possível, inclusive faturamento, lucro, salário médio de trabalhadores, possíveis doenças e problemas causados por essa indústria e seus poluentes, bem como, uma análise crítica do exposto. O professor, durante e após as apresentações elabora suas ponderações no sentido de fazer uma inserção à prática social, juntamente com os alunos, melhorando a percepção do mundo que nos cerca.

A avaliação, durante toda unidade, deve acontecer de maneira processual, ou seja, em todas as aulas, avaliando as respostas dos exercícios, das discussões, das atividades e o grau de envolvimento dos alunos durante o processo. A avaliação deve servir para a melhoria do processo, facilitação da aprendizagem dos alunos e orientar os professores, direcionar ou redirecionar o trabalho do professor para se atingir um objetivo maior, tanto para o professor quanto para o aluno, que é aprender (LUCKESI, 2011).

Segue abaixo uma proposta de sequência didática para o ensino médio em 8 aulas, considerando cada aula, cinquenta minutos.

1ª E 2ª AULA (PRATICA SOCIAL E PROBLEMATIZAÇÃO)

Vamos escutar e ler uma música, chamada “Fábrica” da banda “Legião Urbana”:

Fábrica

Legião Urbana

Nosso dia vai chegar

Teremos nossa vez

Não é pedir demais

Quero justiça

Quero trabalhar em paz

Não é muito o que lhe peço

Eu quero um trabalho honesto

Em vez de escravidão

Deve haver algum lugar

Onde o mais forte

Não consegue escravizar

Quem não tem chance

De onde vem a indiferença

Temperada a ferro e fogo?

Quem guarda os portões

Da fábrica?

O céu já foi azul

Mas agora é cinza

O que era verde aqui

Já não existe mais

Quem me dera acreditar

Que não acontece nada

De tanto brincar com fogo

Que venha o fogo então

Esse ar deixou minha vista cansada

Nada demais

Para debate:

• Quais assuntos dos quais a música trata?

• O que o autor da música quis dizer com “o céu já foi azul mais agora é cinza”?

• A quem o autor da música se refere com “ o mais forte”?

• O que é, em sua opinião, poluição? Dê exemplos.

São vários os significados para a palavra “poluição” e o contexto deve ser levado em consideração para afirmar que algo está poluído. A definição de poluente está ligada a determinadas condições e a concentração de alguma substância no ambiente, ou seja, a concentração e até mesmo o lugar em que se encontram são fatores importante para saber se tal situação é considerada poluição ou não. Vejamos algumas definições em dicionários:

O significado da palavra poluição no dicionário de Bueno (2007) é: ato ou efeito de poluir, contaminação. Algo poluído significa, segundo o mesmo dicionário: contaminado; sujo; manchado.

No dicionário online (https://dicionariodoaurelio.com/poluicao) poluição é: 1-Ato ou efeito de poluir. 2 - Contaminação ou deterioração do ambiente com substâncias químicas, lixo, fumo, ruído, etc. 3 - Aquilo que contamina o meio ambiente.

Para debate:

• Será que existem níveis aceitáveis dessa contaminação?

• Qualquer nível de contaminação pode ser considerado poluição?

Podemos perceber, em várias definições de poluição, a palavra “contaminação”. Nem sempre é fácil definir o quanto de uma substância é capaz de prejudicar o ambiente. Quanto de lixo o mar pode suportar? Quanto lixo industrial um rio pode receber até que possamos considerá-lo poluído? Quanto de gases a atmosfera pode suportar? Depende do padrão de tolerância adotado, ou seja, dos valores máximos permitidos para os níveis de contaminação de diferentes substâncias.

Para debate:

• Quem determina esses padrões ou valores aceitáveis de concentração que um determinado sistema pode suportar?

• Os órgãos que determinam tais padrões podem sofrer influência de grandes empresas, permitindo um nível de contaminação elevado e por tanto não considerado poluição?

• Em sua opinião quais os motivos para essa influência? Existe, de fato, preocupação com o meio ambiente?

• Com o que se preocupam então?

Existem vários exemplos em que normas internacionais definem um padrão e as normas nacionais definem outras e vice-versa, depende dos interesses do capital em determinadas regiões.

O livro “Química Cidadã” de Santos e Mol de (2013), traz várias definições ou formas de explicar o que é poluição: “[...] é uma modificação ambiental que contraria os interesses da coletividade”. (SANTOS e MOL, 2013, p. 106). No mesmo livro: “Quando os efeitos ambientais de uma ação prejudicam os demais indivíduos, podemos dizer que há alguma forma de poluição. Nesse sentido, a poluição ambiental é vista sempre como uma interferência no equilíbrio da natureza”. (SANTOS e MOL, 2013, p. 106).

Como podemos perceber, existem vários significados para a palavra “poluição”. O que é considerado poluição para uns, pode não ser para outros. Tem como característica principal a modificação de um cenário considerado normal, ou por um órgão (que normalmente é do governo), por uma comunidade etc., por exemplo: uma poluição sonora significa níveis de ruído fora dos padrões estabelecidos por um órgão, instituições etc.

Para debate:

• O que é atmosfera?

• De acordo com o que vimos sobre poluição, em sua opinião, o que seria uma poluição do ar atmosférico? Dê exemplos.

• O que seria um padrão considerado normal para a nossa atmosfera?

• De que é formado nosso ar atmosférico? Como descrever a composição do ar?

Só é possível a vida na terra devido à atmosfera que protege a terra de raios solares nocivos, modera a temperatura na terra, age como um gigantesco condensador que transporta água no ciclo hidrológico, e assim, oferece todas as condições para que exista vida na terra. O ar atmosférico é uma mistura de gases (e outros tipos de partículas) que envolve a terra e é muito importante para os seres vivos. Sua composição é de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,9 % de argônio, 0,035 de dióxido de carbono e vários outros gases que completam os 100%, tais como, neônio, criptônio, metano, óxidos de nitrogênio, xenônio e etc. (VIVEIROS, 2011). A atmosfera é dividida em quatro regiões distintas: troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera. A concentração de gases nessas regiões diminui à medida que se aumenta a altitude.

Para debate:

• Dê exemplo de gases que podem poluir essa atmosfera.

Segundo a ABNT (NBR 8969 -1985 - Poluição do ar), poluição do ar é uma alteração da composição ou das propriedades do ar por “toda e qualquer forma de matéria e/ou energia, estranha ou não à sua composição normal que possa ou venha a causar danos à saúde, fauna, flora e materiais; prejuízos à segurança, ao uso e gozo da propriedade, à economia e ao bem-estar da comunidade”. O ar poluído contém gases tais como: monóxido de carbono, dióxido de enxofre e uma quantidade maior de óxidos de nitrogênio e dióxido de carbono, entre outros.

Para debate:

• Qual a origem da poluição do ar?

O processo de industrialização e o modo de produção capitalista produziu o aumento da concentração de algumas substancias que ocorrem naturalmente na atmosfera em baixas concentrações, isso se deu, de forma significativa, basicamente a partir da Revolução Industrial. “Nos primórdios da industrialização, o produto lançado ao ar pelas chaminés das fábricas era símbolo de prosperidade, poder, progresso” (SANTOS e MOL, 2013, p. 107). Com o aumento cada vez mais crescente da produção e a pouca importância dada às questões ambientais, agravaram-se os desequilíbrios causados à atmosfera, aumentando a concentração de partículas sólidas e de diversos gases (monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre e ozônio na troposfera, causando também a diminuição de ozônio na estratosfera que é onde ele deveria estar). Assim, “quantidades crescentes dessas substancias na atmosfera podem criar um ambiente desagradável e pouco saudável” (VIVEIROS, 2011, p. 32).

Para debate:

• O que seria um ambiente desagradável e pouco saldável?

O monóxido de carbono é uma substancia extremamente toxica em concentrações a partir de 0,09 % pode levar a morte. Ele entra na corrente sanguínea prejudicando a distribuição de oxigênio em nosso organismo.

O principal produto da queima de combustíveis e de vários outros materiais é o dióxido de carbono. Ele é um componente natural da atmosfera e é essencial para a vida na terra. As algas, plantas e bactérias fotossintetizantes utilizam o dióxido de carbono no processo de fotossíntese e produzem o oxigênio que respiramos e devolvemos novamente o dióxido de carbono no processo de respiração, etapas que compõem parte de um ciclo natural. O dióxido de carbono na atmosfera ajuda a manter a temperatura média na terra (15°C) num fenômeno conhecido como efeito estufa que é essencial para manutenção das condições para a vida na terra.

Uma determinada quantidade de dióxido de carbono na atmosfera é bom, entretanto, quando em grandes concentrações, uma quantidade de calor muito grande será absorvida, o que aumenta a temperatura média da terra causando vários problemas: degelo das calotas polares e suas consequências; alterações das condições meteorológicas que podem provocar secas mais intensas e frequentes em áreas propícias, furações, temporais, espécies podem não se adaptar e morrerem ou provoca um processo migratório, ou seja, um desequilíbrio total; problemas de saúde etc. Um relatório da Organização Mundial da Saúde (OMS), dados de 2017, apontou que uma em cada quatro mortes de crianças é provocada pela poluição. Essa é a causa de 1,7 milhão de mortes de crianças por ano no mundo. O relatório aponta ainda que as crianças menores de 5 anos são as mais vulneráveis: uma em cada quatro mortes de crianças de até 5 anos de idade está relacionada à poluição.

Para debate:

• Em relação aos problemas de saúde gerados pela poluição, quem tem condições de se tratar adequadamente?

• Quem está mais exposto a esses problemas? Nas fabricas, quem está exposto aos contaminantes: o patrão ou empregado?

• Quem ganha mais, em termos de dinheiro?

• Você acha justo essa relação?

Podemos começar a perceber a relação entre os problemas ambientais e os problemas sociais que a música da legião urbana retrata, ou seja, tais questões não estão separadas, tudo se relaciona e tem uma origem comum, o sistema capitalista, o modo de operar capitalista.

Uma ONG britânica, Oxfam, denuncia a relação intrínseca entre poluição e desigualdade econômica num relatório intitulado “A desigualdade extrema de carbono” de 2015, que pesquisou através de uma ferramenta chamada “pegada de carbono” que calcula o quanto de carbono é emitido em cada material consumido. Esse relatório aponta que os 10% mais ricos da população global são responsáveis por metade das emissões de gases estufa atribuídas ao consumo individual. Por outro lado, os 50% mais pobres respondem por apenas 10% e são os mais ameaçados pelas consequências das mudanças climáticas. O resultado mostra ainda que a desigualdade além de variar entre classes é inconstante também entre os países. As emissões médias dos 40% mais pobres nos EUA, por exemplo, são superiores às emissões dos 10% mais ricos no Brasil.

O fato de os ricos não sofrerem com a poluição, uma vez que podem viver em qualquer lugar que quiserem, ter os melhores aparatos médicos e preventivos, coisa que a população pobre não tem, contribui para manutenção desse atual sistema, pois são os beneficiados com os lucros enquanto que os pobres (que produzem a riqueza) são “presenteados” com os males da poluição. Somos criados num sistema que nos inculca o tempo todo “compre” pelo sistema capitalista ávido por lucro, isso requer cada vez mais recursos naturais do planeta, que não se regenera facilmente, o que acarreta aumento da poluição e desigualdade. Necessitamos urgente de uma, transformação social, de uma nova relação social, mais justa.

Para debate:

• O homem pode viver sem transformar a natureza?

A relação do homem com a natureza é necessária à sua existência, o meio pelo qual o homem se relaciona com a natureza de forma intencional é o trabalho, por meio dele o homem transforma a natureza e também se transforma. Isso, num primeiro momento, não representa uma destruição da natureza, mas sim, uma transformação de acordo com a necessidade do homem. Nesse processo, ele se transforma adquirido conhecimentos e habilidades. Enquanto o homem constrói a realidade objetiva também se faz como indivíduo e como ser social.

A vida é determinada por fatores que não são biológicos e sim sociais. O homem biológico tem condições pré-estabelecidas, já o homem social é um produto histórico que se modifica com o tempo por meio das ações do trabalho, assim, o homem é resultado de um quadro social que se desenvolveu historicamente, pois suas ações provêm de uma evolução anterior e tem consequências futuras, portanto, ele influência e é influenciado por um processo histórico. Os atos individuais têm uma relação com a vida social e produzem um desenvolvimento tanto da sociedade em geral como do indivíduo, dessa forma, o trabalho é fundante do ser social.

A relação do homem com a natureza vem sendo modificada num processo histórico que resulta nas condições atualmente observadas de crises ambientais constantes. Essa relação tem sido cada vez mais agressiva, os modos com que se dá essa relação, numa sociedade capitalista, estão sendo cada vez mais questionados. É bem verdade que nada acontece sem a natureza, mas o modo de produção capitalista é voltado para o lucro e a mais valia. O produto possui valor de troca e não valor de uso, nesse sentido, a categoria “trabalho”, nesse tipo de sociedade, tem a função de atuar na natureza para a produção de lucro. O capitalismo exige uma produção e consumo cada vez mais crescente, voltado para a produção de bens com valor de troca, nos fazendo caminhar para uma crise ambiental sem precedentes, logo, fica evidente a insustentabilidade desse tipo de sociedade que não respeita os limites\ciclos da natureza e que em momentos de crise se readapta e encontra novas formas de lucrar, ou seja, a crise ambiental vista com o olhar do sistema capitalista se configura em novas oportunidades de lucro.

Para debate:

• O que causa a poluição?

• Quem se beneficia desse modo de produção capitalista?

• Quem mora nas regiões poluídas?

A causa para os problemas ambientais é o modo de produção capitalista, que também origina os problemas sociais, portanto, estão interligados, só se resolve um e/ou outro revertendo às condições que lhes dão origem. Devemos nos entender como espécie, que por meio do trabalho, transforma a natureza e a si próprio numa relação dialética, somos capazes de influenciar uma transformação profunda, somos atores e autores de nossa história, portanto, capaz de reverter os atuais quadros sociais e ambientais instalados.

O modo de produção é determinante para situação ambiental, caminhar em direção a um novo tipo de relação social, se torna cada vez mais imprescindível. Ainda que uma sociedade, se baseie na produção limpa, mas que não resolva o problema da exploração dos trabalhadores, a desigualdade, a concentração de renda e com isso os privilégios dos ricos em detrimento da morte e massacre de pobres, não é capaz de resolver o problema ambiental.

É importante refletirmos: para quem o planeta não está poluído ou para quem o planeta está poluído? Por que existe apropriação privada da riqueza socialmente produzida? Por que existe apropriação privada dos recursos naturais, que é um bem social? Por que existem donos dos meios de produção? Veremos que não existe justiça nisso. Assim, “Só é possível proteger a Natureza se simultaneamente se transformar a sociedade. Só é possível se instaurar uma nova ética, a ecológica, se ao mesmo tempo se instaurar uma nova relação social [...]” (LAYRARGUES, 2006, p. 8-9).

Um fator importante que contribui para o aumento ou diminuição da concentração de um poluente em uma determinada região são os mecanismos de dispersão (em sua maioria, ventos). Os gases que saem da chaminé de uma fábrica, podem se dispersar, pois o volume da atmosfera é muito grande e os gases podem se espalhar muito rapidamente devido as suas propriedades, atenuando os efeitos nessa região, entretanto, se a liberação de gases for muito elevada e não ocorrer a dispersão adequadamente instala-se um quadro de poluição severa, que pode provocar sérios danos aos seres vivos.

Para debate:

• Até aqui falamos muito de gases. O que são esses gases então?

• Por que os gases podem se dispersar? Como podemos explicar? Que propriedades tonam isso possível?

A partir do tema, surgiram várias questões que buscaremos responder, para isso, necessitamos do conhecimento científico, que é parte dos instrumentos indispensáveis para compreensão da realidade em sua totalidade.

3ª AULA (INSTRUMENTALIZAÇÃO)

Os experimentos a seguir visam: Identificar um gás e suas propriedades; observar a influência da pressão sobre o volume de um gás a uma temperatura constante; observar a influência da temperatura sobre o volume de um gás a pressão constante; compreender como se comporta as partículas de um gás nesses sistemas e construir um modelo da matéria na fase gasosa.

Matéria é tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço. Um gás existe? É matéria? Como a maioria dos gases são incolores, muitos, intuitivamente, acreditam que os gases não são matéria. O que é um gás? Possui massa? Ocupa lugar no espaço? Como se comportam e por que se comportam dessa forma? Faremos três experimentos a seguir, para tentar responder essas e outras perguntas.

Experimento 1

Para este experimento são necessários: béquer, tubo de ensaio, algodão e água.

Como proceder:

Passo 1

Em um béquer de tamanho razoável coloque agua até o meio. Em um tubo de ensaio colocar um pedaço de algodão no fundo de forma que fique preso, inverter o tudo de ensaio contendo o algodão e introduzir verticalmente no béquer contendo água, como na figura 1.

Figura 1:Representação de tubo de ensaio com algodão dentro

de um béquer com água.

Fonte: Autor (2018)

Para debate:

• O algodão molhou?

• Por que o algodão não molha?

Passo 2

Inclinar levemente o tubo de ensaio de forma a permitir que a água entre no mesmo.

Para debate:

• O algodão molhou?

• Por que ele molha quando inclinamos o tubo de ensaio?

• O ar (gases) é matéria? Por quê?

Quando realizamos o passo 1 do experimento 1 podemos observar que a água não entra no tubo de ensaio. Isso acontece pelo fato do gás presente no mesmo, ocupar lugar no espaço. Quando inclinamos o tubo de ensaio no passo 2 permitimos que o ar saia do tubo de ensaio para que a água ocupe o seu lugar. Como matéria é tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço, podemos afirmar, com esse experimento simples, que o ar, que é uma mistura de gases, é matéria, pois ocupa lugar no espaço e possui massa.

Experimento 2

Para esse experimento é necessário uma seringa sem agulha.

Como proceder:

Passo 1

Puxar o êmbolo da seringa até atingir a capacidade máxima e fechar a saída com o dedo indicador, como na figura 2, anotar o volume.

Figura 2: Seringa sendo pressionada com saída fechada.

Fonte: Mortimer e Machado (2014)

Para debate:

• O que tem dentro da seringa?

• O que fazer para aumentar a pressão dentro da seringa?

Pressão (P) é uma grandeza física que expressa a força (F) exercida sobre um corpo por unidade se área (A), podemos representar pela expressão matemática P = F/A. Podemos aumentar a pressão aumentando a força exercida ou diminuindo a área de ação da força.

Agora, com o dedo vedando a saída empurrar o êmbolo em direção à saída fechado pelo dedo indicador, como na figura 2, anotar o volume que atingiu.

Para debate:

• Aumentando-se a pressão o que acontece com o volume?

• A quantidade de gás diminui?

• Qual a temperatura do sistema?

• Que relação proporcional tem a pressão com o volume nesse sistema?

• Que propriedade é essa?

Passo 2

Posicionar o êmbolo na metade da seringa, fechar novamente a saída com o dedo indicador e anotar o volume.

Para debate:

• O que tem dentro da seringa?

• O que fazer para diminuir a pressão dentro da seringa?

Agora, com o dedo vedando a saída puxar o êmbolo na direção contraria a saída fechada pelo dedo, ou seja, o contrário da figura 2, e anotar o volume que atingiu.

Para debate:

• Diminuindo-se a pressão, o que acontece com o volume?

• A quantidade de gás aumenta?

• Qual a temperatura do sistema?

• Que relação proporcional tem a pressão com o volume nesse sistema?

• Que propriedade é essa?

Ao realizarmos o passo 1 do experimento 2, podemos chegar a simples conclusões macroscópicas: dentro da seringa possui gás; para aumentar a pressão da seringa basta que empurremos o êmbolo; quando aumentamos a pressão, empurrando o êmbolo, o volume diminuiu; a quantidade de gás dentro da seringa não diminuiu, pois nenhum gás escapa uma vez que vedamos com o próprio dedo; a temperatura do sistema é atmosférica e constante; a pressão tem uma relação inversamente proporcional com o volume, quando aumentamos a pressão o volume diminui; o gás tem, então, uma propriedade conhecida como compressibilidade.

Ao realizarmos o passo 2, podemos chegar, também, a simples conclusões macroscópicas: dentro da seringa possui gás; para diminuir a pressão da seringa basta que puxemos o êmbolo; quando diminui a pressão, puxando o êmbolo, o volume aumenta; a quantidade de gás dentro da seringa não aumenta, pois nenhum gás entra, uma vez que vedamos com o próprio dedo; a temperatura do sistema é atmosférica e constante; a pressão tem uma relação inversamente proporcional com o volume, quando diminuímos a pressão o volume aumenta; o gás tem, então, uma propriedade conhecida como expansibilidade. Podemos concluir também que volume de um gás depende do recipiente que o contém, devido as suas propriedades, o gás se molda ao recipiente.

Experimento 3

Para esse experimento será necessário: erlenmeyer, balão, chapa para aquecimento ou lamparina.

Como proceder:

Passo1

Coloca-se na boca de um erlenmeyer, um balão como na figura 3.

Figura 3: Balão na boca de um erlenmeyer.

Fonte: Adaptado de Mortimer e Machado (2014)

Para debate:

• O que tem dentro do erlenmeyer?

Aquecer o erlenmeyer numa chapa de aquecimento.

Para debate:

• O que acontece com o volume (representado pelo balão) quando aumentamos a temperatura do gás no interior do erlenmeyer?

• O que acontece com a pressão no interior do sistema?

Passo 2

Desliga-se a chapa de aquecimento, espera um tempo, coloca-se na bancada e espera o resfriamento.

Para debate:

• O que acontece com o volume quando diminuímos a temperatura do gás no interior do sistema?

• Que relação proporcional tem a temperatura com o volume nesse sistema?

Ao realizarmos o experimento 3, podemos chegar as seguintes conclusões macroscópicas: dentro do erlenmeyer possui gás; quando aquecemos o erlenmeyer o volume aumenta, visto que o balão infla; a pressão do sistema inicialmente aumenta e depois permanece constante, já que o balão infla para compensar, se a força aumenta e a área também, então a pressão permanece constante; quando diminuímos a temperatura do sistema o volume diminui; a temperatura tem uma relação diretamente proporcional com o volume.

Até aqui, chegamos a conclusões macroscópicas sobre os experimentos realizados. Agora, pensaremos num nível microscópico, para assim, explicar o que acontece em nível macroscópico, para isso, devemos construir um modelo a partir das observações macroscópicas.

De posse dos resultados obtidos nos experimentos, tentaremos elaborar um modelo que explique esses resultados.

Para debate:

• O que é modelo?

• Qual modelo da matéria na faze gasosa? Proponha, represente.

• Como podemos explicar o comportamento do gás em ambos os sistemas se baseando num modelo? Represente.

• O que acontece com o volume, se no experimento 2, se, no lugar do gás, fosse um liquido ou um solido?

• Qual o motivo para a diferença de comportamento do liquido frente ao gás?

Modelos são teóricos, são (no contexto cientifico) “uma representação da realidade que construímos para nos ajudar a entendê-la” (Mortimer; Machado, 2013, p. 117). O melhor modelo é aquele que explicar melhor as observações e que seja capaz de promover previsões. Para entender a matéria um modelo se faz necessário, pois não conseguimos enxergar microscopicamente o seu comportamento, mas a partir de observações macroscópicas podemos elaborar um modelo que melhor explique o observado (suas propriedades), tal modelo, se baseia nas interações do objeto de estudo com os sentidos humanos (VIVEIROS, 2011).

Ao observar os resultados podemos construir o nosso modelo. Propor que um gás é constituído de partículas muito pequenas, afastadas umas das outras e que se movimentam no espaço vazio. Assim, é possível explicar a compressibilidade e a expansibilidade de um gás. Ao comprimir o êmbolo na seringa, as partículas do gás ficam mais próximas entre si, diminuindo o espaço vazio entre elas. Ao puxar o êmbolo da seringa, as partículas do gás ficam mais afastadas entre si, aumentando o espaço vazio entre elas. Podemos representar esse sistema como na figura 4 a seguir:

Figura 4: Representação da atuação da pressão sobre um gás.

Fonte: Adaptado de Mortimer e Machado (2014)

Com o modelo proposto podemos explicar também o fato de o volume aumentar quando aumentamos a temperatura. Temperatura é a medida do grau de agitação entre as partículas. Ao aquecer um erlenmeyer com um balão, aumenta-se a temperatura que provoca um aumento da energia cinética das partículas no seu interior, essas partículas se afastam umas das outras, provocando um aumento no volume (o balão enche), de modo contrário, ao resfriar o sistema, diminui a energia cinética das partículas e elas se aproximam. Como representado na figura 5, a seguir.

Figura 5: Representação da atuação da temperatura num gás.

Fonte: Adaptado de Mortimer e Machado (2014)

Para debate:

• Se não fosse possível a expansão do balão (se a boca do erlenmeyer fosse vedada com uma rolha), ocorreria um aumento de pressão, por quê?

O aumento do choque das partículas do gás nas paredes do recipiente representa um aumento da força, se não for compensado com um aumento de área a pressão aumenta.

Se no lugar do ar, no experimento 2, colocássemos água (isso pode até ser feito no momento) o êmbolo não se moveria. Se fizermos um paralelo com o modelo da matéria no estado gasoso estudado anteriormente, podemos explicar simplesmente afirmando que nos líquidos as partículas estão mais coesas, nos sólidos mais ainda e, portanto, sem espaços para compressão ou expansão no liquido ou solido.

Para debate:

• Como podemos representar a matéria na fase solida, liquida e gasosa? Desenhe.

Figura 6: Modelo para os estados físicos da matéria.

Fonte: https://tinyurl.com/y8ydplmp. Acesso em: 28 abr 2018

Como podemos verificar na figura 6, com esse modelo pode-se explicar também o fato de os líquidos e os gases terem formas variáveis, enquanto os sólidos têm forma fixa. Assim, o gás é apenas um dos estados físicos da matéria.

4ª AULA (INSTRUMENTALIZAÇÃO)

Teoria cinético-molecular

Vamos agora, sintetizar. O modelo que criamos para explicar as propriedades dos gases pode ser chamado de teoria cinético-molecular dos gases, segundo essa teoria e baseado nos experimentos:

1. Um gás consiste de um número muito grade de partículas que estão em movimento constante e ao acaso por possuírem energia cinética (energia associada ao movimento);

2. Essas partículas são consideradas como infinitamente pequenas em relação aos espaços vazios entre elas;

3. Não ocorre interação entre as partículas (atração ou repulsão) exceto por meio de colisões. Quando ocorrem colisões, uma partícula pode ganhar energia e outra perder, mas a energia total do sistema permanece constante.

4. A energia cinética média das partículas é proporcional à temperatura;

5. A pressão é resultante das colisões das partículas entre si e com as paredes do recipiente que o contém.

Um gás é dito ideal, quando se comporta de acordo com a teoria cinético-molecular. Desta forma, as propriedades de um gás independem do volume das partículas e das forças de atração entre elas, ou seja, independe do tipo gás ou do fato de ser puro ou uma mistura de gases.

Com essa teoria podemos explicar uma serie de fenômenos e propriedades dos gases.

Para debate:

• Agora utilize essa teoria para explicar como um gás pode se espalhar, dispensar no ambiente.

As partículas de um gás estão suficientemente separadas se movendo ao acaso, possui energia cinética, desse modo, a tendência do gás é se difundir pelo ambiente.

Gás ideal e real

Um gás ideal não existe, ele é apenas um modelo. As partículas de um gás real ocupam um espaço e exercem forças umas sobre as outras (atração e repulsão) fracas mais mensuráveis, importante para entender outros fenômenos, como liquefazer um gás. Em pressões muito baixas e temperaturas elevadas, as moléculas dos gases então muito afastadas e praticamente não interagem em si, contudo, quando aumentamos a pressão e diminuímos a temperatura as moléculas dos gases começam a interagir mais fortemente, podendo ocorrer à liquefação, e assim, se afastando das condições de idealidade. Muitos gases reais, quando submetidos a altas temperaturas e baixas pressões, comportam-se como um gás ideal, ou seja, sob condições normais muitos gases reais apresentam um comportamento muito próximo do ideal e podemos utilizar a teoria cinético-molecular para explicar seu comportamento nessas condições.

Para debate:

• Utilizando a teoria, explique porque as propriedades de um gás puro são as mesmas de uma mistura de gases.

De acordo com a teoria, não importa se um gás é puro ou mistura, pois o gás é entendido como partículas infinitamente pequenas, se movendo ao acaso, sem interações repulsivas ou atrativas entre essas partículas, desse modo, independe o tipo de gás ou gases presentes, já que são partículas independentes.

Transformações (isotérmicas, isobáricas, isocóricas)

Vários cientistas ao logo da história estudaram o comportamento dos gases frente a mudanças nas condições de temperatura, pressão, volume e na quantidade de matéria, eles observaram que os gases têm comportamento semelhante, independentemente do tipo, e assim formularam uma forma matemática para descrever o comportamento de um gás ideal.

Transformações isotérmicas (temperatura constante)

Ao realizarmos o experimento 2 observamos que ao aumentarmos a pressão (P) o volume (V) diminui, e ao diminuirmos a pressão o volume aumenta. Assim, chegamos à conclusão de que o volume é inversamente proporcional à pressão, quando a temperatura é mantida constante e a quantidade de gás não muda. Logo:

P α 1/V (Usamos “α” para indicar proporcionalidade)

Isso foi o mesmo que Robert Boyle observou em seus estudos sobre os gases e a partir disso formulou sua lei. A pressão é inversamente proporcional ao volume se a temperatura e a quantidade de matéria não variam (a quantidade de gás no sistema em questão). A expressão matemática que reflete a lei de Boyle é:

Volume (V) = Constante (Z₁) / Pressão (P) ⇒ V = Z₁/P (Note que o α é substituído pelo sinal de igual e uma constante)

Logo, reorganizando:

PV = Z₁ (1)

Assim, ao manipularmos a pressão ou volume de um gás com temperatura e quantidade de matéria constante, podemos avaliar/prever sua condição antes e depois das intervenções com a seguinte expressão matemática:

P₁V₁=P₂V₂ (1.1)

Transformações isobáricas (pressão constante)

Ao realizarmos o experimento 3 observamos que ao aumentarmos a temperatura (T) o volume (V) aumenta, se diminuirmos a temperatura o volume diminui. Assim, chegamos à conclusão de que a temperatura é diretamente proporcional ao volume, quando a pressão é mantida constante e a quantidade de gás não muda. Assim:

T α V (Usamos “α” para indicar proporcionalidade)

Isso foi o mesmo que Charles e Gay-Lussac observaram em seus estudos sobre os gases e a partir disso formularam uma lei que é conhecida como lei de Charles e Gay-Lussac. A expressão matemática que reflete essa lei é:

Volume (V) = Constante (Z₂) x Temperatura (T) ⇒ V = Z₂ x T (2)

Assim, ao manipularmos a temperatura ou volume de um gás com temperatura e quantidade de matéria constante, podemos avaliar/prever sua condição antes e depois das intervenções com a seguinte expressão matemática:

V₁/T₁=V₂/T₂ (2.1)

Transformações isocóricas (volume constante)

Ao realizarmos o experimento 3 observamos que ao aumentarmos a temperatura (T) o volume (V) aumenta, se diminuirmos a temperatura o volume diminui. Entendemos ainda que, se aumentarmos a temperatura e não permitirmos a variação do volume, a pressão irá aumentar, pois, o aumento do choque das partículas do gás nas paredes do recipiente, representa um aumento da força, como isso não é compensado com um aumento de área, ou seja, de volume, a pressão aumenta. Logo, chegamos à conclusão de que a temperatura é diretamente proporcional à pressão, quando o volume é mantido constante e a quantidade de gás não muda. Assim:

T α P (Usamos “α” para indicar proporcionalidade)

Isso foi o mesmo que Charles e Gay-Lussac também observaram em seus estudos sobre os gases e a partir disso formularam uma lei que é conhecida como a segunda lei de Charles e Gay-Lussac. A expressão matemática que reflete essa lei é:

Pressão (P) = Constante (Z₃) x Temperatura (T) ⇒ P = Z₃ x T (3)

Assim, ao manipularmos a temperatura ou pressão de um gás com volume e quantidade de matéria constante, podemos avaliar/prever sua condição antes e depois das intervenções com a seguinte expressão matemática:

P₁/T₁=P₂/T₂ (3.1)

Lei geral

Se combinarmos as leis, veremos que o volume é inversamente proporcional à pressão e diretamente proporcional à temperatura. Temos então:

V α T/P

Como já vimos, α representa proporcionalidade. Matematicamente, quando temos uma proporção, ela pode ser representada por um valor constante (k). Assim:

PV/T =k

Desse modo, as condições em que um gás é submetido, inicial e final serão dadas por:

P₁V₁/T₁ =k₁ e P2V2/T2 =k₂

Como k₁ e k₂ são iguais (para a mesma quantidade de gás) temos:

P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂ (4)

Essa equação demostra que pressão, temperatura e volume variam uma em função da outra e são conhecidas como variáveis de estado.

5ª E 6ª AULA (INSTRUMENTALIZAÇÃO)

Avogadro

Avogadro estudou o volume de um gás e a quantidade de partículas nele contido. Ele propôs que o volume (V) de um gás deve refletir o número de átomos ou moléculas (n) dentro dele, ou seja, quanto maior o número de partículas, maior o volume ocupado por um gás. Matematicamente temos:

V α n

Logo:

Volume (V) = Constante (Z₄) x Quantidade de matéria (n) ⇒ V = Z₄ x n (5)

O valor de Z₄ é o mesmo para qualquer gás, o que permite comparar o volume de gases distintos, comparando seu volume a uma mesma temperatura e pressão. Para simplificar esse tipo de comparação, foi definido um conjunto de condições chamadas de condições normais de temperatura e pressão (CNTP). O valor de temperatura é 0ºc ou 273,15K e o valor de pressão é 1 atm ou 760 mmHg. Nessas condições um mol de qualquer gás ocupa um volume de 22,4l.

Como resultado dos estudos de Avogadro, Boyle, Charles e Gay Lussac, combinando obtemos uma expressão mais completa, conhecida como lei do gás ideal:

Avogadro: V = Z₄ x n (P e T constante)

Boyle: V = Z₁/P (T e n constante)

Charles e Gay Lussac: V = Z₂ x T (P e n constante)

Combinando, temos:

V = (Z₁ x Z₂ x Z₄) x (n x T / P)

V = R x nT/P ⇒ PV = nRT

(Z₁ x Z₂ x Z₄) = R

O valor de R varia de acordo com a unidade escolhida para a pressão. Para P em mmHg o valor de R é 62,4 l. mmHg/mol.K, para P em atm o valor de R é 0,0821 l. atm/mol.K.

Mistura de gases (Dalton)

A lei de Dalton afirma que: “ a pressão total de uma mistura de gases é igual a soma das pressões parciais de cada um dos gases na mistura”. O ar seco é uma mistura de aproximadamente 21% de oxigênio (O₂), 78% de nitrogênio (N₂), e 1% de argônio (Ar), por volume. Isso significa dizer que, as moléculas de O₂ são responsáveis por 21% da pressão atmosférica, moléculas de N₂ por 75% e átomos de Ar por 1%. A contribuição de cada gás numa mistura para a pressão total dessa mistura é chamada de pressão parcial desse gás. A lei de Dalton pode ser expressa matematicamente como:

P_total = P_gas1 + P_gas2 + P_gas3

Para debate:

• Como podemos explicar a lei de Dalton de acordo com a teoria cinético- molecular?

De acordo com a teoria cinético-molecular, as partículas de um gás encontram-se muito afastadas uma das outras, não exercem forças, nem atrativas, nem repulsivas, umas sobre as outras, cada partícula atua independentemente da outra, não importando sua identidade. Dessa forma, misturas de gases se comportam como um gás puro e obedecendo às mesmas leis.

7ª AULA (CATARSE)

Agora, de posse dos conhecimentos científicos necessários, vejamos algumas perguntas nas nossas primeiras aulas sobre poluição atmosférica que ficaram sem resposta, ou que necessitam de ajuste na resposta. Agora com uma visão mais científica, todos devem responder as perguntas propostas de forma escrita e oral, baseando-se em tudo que trabalhamos até aqui, em tudo que aprenderam.

Para debate:

• O que é atmosfera?

• De acordo com o que vimos sobre poluição, em sua opinião, o que seria uma poluição do ar atmosférico? Dê exemplos.

• O que seria um padrão considerado normal para a nossa atmosfera?

• De que é formado nosso ar atmosférico? Como descrever a composição do ar?

• O que é um gás então?

• Por que os gases podem se dispersar? Como podemos explicar? Que propriedades tonam isso possível?

8ª AULA (RETORNO A PRÁTICA SOCIAL)

Vimos ao longo deste período de estudo dos gases a importância desse conhecimento. É óbvio que poderíamos viver tranquilamente sem saber de tudo que foi estudado, mas o conhecimento cientifico adquirido nos faz aumentar a compreensão teórica da ciência e pode sim nos ajudar na vida prática: ajuda a conhecer e se proteger dos gases nocivos e a compreender seu comportamento nas atividades da vida.

A poluição é um resultado de um sistema capitalista que visa simplesmente obter lucro que beneficia poucas pessoas. A grande maioria vive em condições degradantes e em áreas afetadas pela poluição provocada pelas grandes indústrias. Os trabalhadores trabalham em condições degradantes e vivem em condições inapropriadas, em detrimento do lucro, da concentração de renda, da apropriação privada da riqueza socialmente produzida através de bens sociais, que são os nossos recursos naturais, que se encontram a caminho da destruição total. Ávidos por lucros, não percebem que o fim de tudo os atinge também, mas nós, os menos favorecidos, é que sofremos primeiro, estamos na linha de frente desta batalha.

Para o sistema capitalista não é interessante pessoas satisfeitas, assim, inculca nas nossas mentes que precisamos mais e cada vez mais, realimentando o sistema e produzindo lucro e consequentemente riqueza. Somos explorados em todos os sentidos: trabalhamos para gerar riqueza para poucos, nos dizem o que comprar o que comer, o que beber e inconscientemente nós incorporamos todo esse modo de vida capitalista, nos fazem sentir insatisfeitos com tudo que temos, mesmo depois de termos nossas necessidades básicas atendidas, somos coagidos ao assistirmos TV, nos comerciais, em revistas e etc. a consumir, e depois de tudo, ainda colocam a culpa da poluição em nossas mãos, enquanto grandes industrias nos induzem a comprar, para assim gerar lucro, exploração, poluição e todas as consequências desse ciclo. Nossas vidas acabam sendo resumidas em: ver o que comprar (além do que realmente precisamos), trabalhar para comprar e comprar (ou não) e esse ciclo se repete muitas vezes.

Devemos permanecer assim? O que devemos fazer? Assistir nossa própria destruição? Não, devemos lutar para a destruição desse sistema que nos exclui de seus privilégios e nos colocam juntos (eu e você) em uma condição de explorados. Não é de nossa base biológica a exploração do homem pelo homem, a exploração para gerar riqueza, isso se dá dentro das relações sociais e é através dessas relações sociais, que podemos reverter esse quadro e garantir uma sociedade autenticamente humana.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Acreditamos que a proposta de sequência didática produzida, possibilita ampliar o acervo de propostas pedagógicas pautadas na Pedagogia Histórico-Crítica. Professoras e professoras poderão aplicar essa proposta e/ou aperfeiçoá-la na sua prática pedagógica na busca de um objetivo mais amplo, que é a emancipação humana. Instrumentalizar também os docentes para a luta contra o capital, também faz parte de práticas transformadoras.

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