5.3 Internanalyse – SVIMA
5.3.1 SVIMA-Modellen
Apesar dos experimentos como estes evidenciarem o fato de que nossas sensações fisiológicas não são bons parâmetros para medida e conceituação da temperatura de um corpo, percebemos que os mesmos auxiliam o estudante no entendimento do conceito de temperatura que é fundamental ao estudo da Termodinâmica. Outro aspecto destes experimentos a ser destacado é que por meio deles pode-se trabalhar o contexto histórico/cronológico do desenvolvimento das teorias termodinâmicas, o que também auxilia os iniciantes no estudo de conceitos científicos (CASTRO e CARVALHO, 1992).
Por estes motivos, trataremos a seguir, a forma como se introduz o conceito de temperatura na literatura voltada ao ensino dos níveis médio e superior. Primeiramente é necessário destacar que não é fácil transformar o conceito sensorial de temperatura já apreendido pela maioria dos estudantes em algo correto e mais adequado do ponto de vista científico. Analisamos algumas bibliografias e as relacionamos abaixo, para que tenhamos uma idéia do tipo de material que está sendo exposto aos nossos estudantes.
“A comparação das temperaturas dos corpos através de nosso tato nos fornece apenas uma idéia qualitativa dessas temperaturas. Para que a temperatura possa ser considerada uma grandeza física, é necessário que saibamos medi-la, de modo que tenhamos um conceito quantitativo desta grandeza. Como você já sabe esta medida é feita com termômetros…”
(ALVARENGA e MÁXIMO, 2008)
O livro de Alberto Gaspar (2000) não apresenta nenhuma passagem tratando da questão sensorial.
SAMPAIO e CALÇADA (2005) começam com a exposição do experimento de John Locke, com ilustrações da realização do experimento e coloca:
“O filósofo John Locke (1632-1704) propôs um experimento que se tornou famoso. Para executá-lo você deve providenciar três recipientes: um com água fria, outro com água morna e o terceiro com água quente (mas não muito). Coloque uma de suas mãos na água fria e a outra na água quente durante alguns segundos. A seguir, coloque as duas mãos na água morna. Ela parecerá fria para a mão que veio da água quente e parecerá quente para a mão que veio da água fria.
O tato é um método de verificação da temperatura muito limitado, pois não podemos tocar em objetos muito quentes ou muito frios (ninguém vai colocar a mão em óleo fervente e depois em água fervente, para decidir qual está mais quente!).”
Ensino Superior
“O conceito de temperatura está associado a uma propriedade comum de sistemas em
equilíbrio térmico. A sensação subjetiva de temperatura não fornece um método confiável de aferição. Assim, num dia frio, ao tocarmos um objeto metálico, temos a sensação de que está a uma temperatura mais baixa do que um objeto de madeira, embora ambos se encontrem à mesma temperatura: a razão é que, por condução, o objeto metálico remove mais rapidamente calor da ponta de nossos dedos. Para definir de forma objetiva o conceito de temperatura temos de examinar com mais detalhes as propriedades do equilíbrio térmico.”
(NUSSENZVEIG, 2004)
“Desde a infância, experimentam-se sensações de quente e frio, que são descritas em termos
própria sensação de temperatura para atribuir ao objeto uma propriedade chamada temperatura, que determina se é quente ou frio. Quanto mais quente se sente, mais alta é a temperatura. Para determinar-se quantitativamente a temperatura de um objeto, deve-se, primeiro, chegar ao conceito por meio de operações independentes de nossas percepções sensoriais de calor ou frio e que envolvem quantidades mensuráveis…” (SEARS et. al., 1984)
“A temperatura é o conceito bem conhecido de todos como medida do grau de quente ou frio
nos corpos... É fácil, pelo sentido do tato, verificar se um corpo está quente ou frio. Desde criança aprendemos que um corpo fica quente se for colocado em contato com outro quente. Também aprendemos que para resfriar um corpo quente basta fazer o contato com outro frio.” (TIPLER, 2000)
“Temperatura é conceito fundamental da termodinâmica. A palavra é tão familiar que muitos
de nós – por causa da nossa sensação instintiva de quente e frio – tendemos a achar que se trata de um conceito trivial. Nosso “sentido de temperatura”, no entanto, nem sempre é confiável. Num dia frio de inverno, por exemplo, um trilho de ferro parece muito mais frio quando o tocamos, que um poste de madeira, embora estejam ambos à mesma temperatura. A diferença nas sensações é causada pelo fato do ferro conduzir calor muito melhor do que a madeira e, assim, o calor dos nossos dedos escoa de maneira muito mais fácil pelo ferro. Por ser de importância fundamental, vamos começar o estudo da termodinâmica desenvolvendo o conceito de temperatura, sem levar em conta as nossas sensações térmicas.”
(HALLIDAY et al., 2007)
Os livros Zemansky (1978) e Callen (1960) não apresentam nenhuma passagem introdutória sobre o tratamento sensorial do conceito de temperatura.
Observando criticamente as bibliografias citadas acima podemos retirar as seguintes conclusões:
Alvarenga e Máximo:
O livro apresenta uma visão superficial do conceito de temperatura enquanto sensação fisiológica, apresentando apenas uma citação. Não há nenhuma menção ao experimento de
Locke e nenhuma atividade experimental proposta ao estudante que eventualmente venha a ter contato com o trabalho.
Sampaio e Calçada:
Apresenta uma abordagem bastante didática da questão fisiológica sensorial, abordando por meio de texto e ilustrações o experimento desenvolvido por Locke. A citação do experimento deixa claro ao estudante o motivo pelo qual as sensações fisiológicas não são bons parâmetros para análise da temperatura de um corpo.
Os autores tratam a questão fisiológica sensorial não somente como um fato histórico, mas também como o ponto de partida para um estudo mais embasado da termodinâmica.
Nussenzveig:
Este autor aborda o assunto de modo sucinto, não citando nada sobre o experimento de Locke. No livro o tema sensorial é abordado de formal textual de caráter informativo. Talvez por ser um livro destinado ao nível superior de ensino, o texto não aprofunda a questão, nem apresenta/sugere atividades experimentais.
Sears et. al.:
Este texto também apresenta o tema com caráter informativo e sucinto. Não propõe nenhuma atividade experimenta.
O livro apresenta alguns deslizes que podem levar a concepções erradas, como:
“Quanto mais quente se sente, mais alta é temperatura…” Como já descrito aqui, se
colocarmos uma de nossas mãos em contato com uma barra metálica e a outra em contato com um pedaço de madeira, como a barra de metal conduz calor muito melhor do que a madeira , tendemos a pensar que a madeira está mais quente que o ferro, apesar de os dois estarem à mesma temperatura.
Este autor expõe igualmente o tema fisiológico sensorial apenas como comentário. É fácil também notar uma imprecisão conceitual nesse texto, quando o autor diz que: “Desde criança aprendemos que um corpo fica quente se for colocado em contato com um outro quente. Também aprendemos que para resfriar um corpo quente basta fazer o contato com outro frio.”
Este corpo estaria quente em relação a que? E se for em relação ao corpo humano, a percepção de quente e frio depende da temperatura do corpo em questão e de outros fatores como a condutividade de calor e o calor específico deste corpo.
Halliday et. al.:
Como os outros autores já tratados, a sensação fisiológica é apresentada com caráter informativo, breve, mas de forma acertada inicialmente. O autor comete um equívoco conceitual quando trata do calor como um fluido (conceituação da teoria do calórico) que escoa dos nossos dedos, quando o calor é uma forma de transferência de energia, só fazendo sentido utilizar o termo calor neste contexto.
Zemansky e Callen:
Não apresentam nenhuma referência ao tratamento sensorial do conceito de temperatura.