Neste trabalho apresentamos uma forma de utilização de um programa de TV em sala de aula que permite associar a ciência ao cotidiano dos alunos e abordar conteúdos de física térmica por meio da realização de uma atividade investigativa. O vídeo selecionado, que pode ser obtido em http://www.youtube.com/watch?v=kzWekDe4slo, é um quadro do telejornal SPTV - 1ª edição, da Rede Globo de Televisão, chamado Cozinha Popular. Ele foi exibido em 10 de março de 2009 e nesse dia teve como tema o uso e o funcionamento da panela de pressão, apresentando também experimentos realizados por um professor de Física da Universidade de São Paulo.

A atividade investigativa baseada nessa reportagem foi testada com um grupo de alunos que já haviam tido aula de física térmica formalmente na escola. Com essa aplicação pretendemos obter elementos que nos auxiliem na inserção dessa metodologia durante a aprendizagem inicial desta parte da Física.

Devido à extensão deste trabalho, apresentamos aqui apenas um estudo de caso, no qual comparamos as hipóteses iniciais de um aluno sobre o problema proposto com suas conclusões após a exibição do vídeo e a interação com os colegas e o professor.

O objetivo da atividade é conduzir os alunos a perceberem que ao aumentarmos a pressão sobre a água, a sua temperatura de ebulição também aumenta. Por isso, a panela de pressão cozinha mais rapidamente os alimentos, pois a água ali se mantém na fase líquida a temperaturas mais elevadas do que em uma panela usual, devido à alta pressão.

Sua aplicação em sala de aula ocorreu com um grupo de alunos do 3º ano do Ensino Médio, que já haviam aprendido formalmente física térmica no 1º ano. Eles se dividiram em grupos para a realização da atividade e receberam gravadores para que suas falas pudessem ser registradas. Algumas delas aparecem neste trabalho.

A fim de verificar os efeitos dessa atividade investigativa, iremos comparar as hipóteses prévias de um aluno (A1) com a resposta dele - após a exibição do vídeo, discussão em grupo e orientação da professora (P) - para o seguinte problema: em qual recipiente cozinhamos feijão mais rapidamente: em uma panela comum ou na panela de pressão? Por que isso acontece?

Hipótese de A1:

A1: Na de pressão. Porque eu acho que pressão e temperatura estão interligados, e como nessa panela a pressão fica maior, como não há um escape de ar muito grande como na panela comum, a temperatura consegue aumentar mais rápido, diferente da comum.

A partir do vídeo, P pergunta o que ocorre com a temperatura de ebulição.

A1: A pressão ali dentro fica tão grande que começa a empurrar, aí o ar escapa e como há escape, menor pressão, e a temperatura não vai mais subir.

P: A pressão não aumenta, não sobe mais, é isso?

A1: É.

P: E a temperatura?

A1: Também não.

P: Por quê?

A1: Mas eu não sei por que.

Para auxiliar A1, P pergunta o que ocorre com a água numa panela comum no fogão.

A2: Vai esquentar, chegar a 100 ºC, aí o vapor vai começar... Vai ferver.

P: E quando chegar a 100 ºC, que acontece?

A3: Vai evaporar.

P: Mas como fica a temperatura depois que chega a 100 ºC?

A2: Vai continuar na mesma temperatura...

A3: É constante.

P: Por quê?

A1: Ponto de ebulição.

Após o debate, A1 responde:

A1: Na panela comum, como a pressão é de 1atm, o ponto de ebulição tem um limite, que é 100 ºC. Logo, nesse ponto a temperatura não sobe mais, a água vai evaporar e o feijão vai demorar mais para esquentar. Já na de pressão, como é bem vedada, é possível a pressão ficar mais alta do que 1atm e assim conseguir temperaturas maiores e isso faz com que o feijão esquente mais rápido.

Em sua hipótese, A1 identifica uma relação entre temperatura e pressão, que utiliza para justificar o cozimento mais rápido na panela de pressão: para A1, uma pressão maior implica num aumento mais rápido da temperatura. Contudo, A1 não percebe que o aumento da pressão gera aumento da temperatura de mudança de fase e que o cozimento mais rápido não é associado a um aumento mais rápido da temperatura, mas sim a uma temperatura mais alta para a água líquida na panela.

Após a exibição do vídeo, A1 afirma que o aumento da pressão dentro da panela gera escape de vapor, para manter a pressão constante, mas ainda não percebe que a temperatura também não mais aumenta porque a água está mudando de fase. 

Devido ao debate promovido por P para tentar esclarecer a questão, A1 reconhece que a temperatura se mantém constante devido à ebulição da água. Associando o que já sabia às informações do vídeo e ao debate, constrói uma resposta cientificamente correta.

Como as hipóteses iniciais de A1 (pressão e temperatura estão interligados e a pressão é maior na panela de pressão porque não há escape de vapor) aparecem no vídeo, alunos que não as apresentem construiriam essas noções durante a atividade. Assim, o êxito de A1 indica que essa metodologia também pode gerar bons efeitos nas aulas regulares de física térmica.