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Para estudos
Habilidade BNCC

EM13CNT102 | BNCC

Ensino Médio 1º, 2º, 3º Ciências da Natureza e suas Tecnologias

O que significa a habilidade EM13CNT102 na prática?

A habilidade EM13CNT102 convida os estudantes do Ensino Médio a mergulharem no universo dos sistemas térmicos, não apenas de forma teórica, mas com uma abordagem prática e orientada para a sustentabilidade. Ela propõe que os alunos sejam capazes de analisar, projetar e até construir soluções que envolvam o controle de temperatura e energia, considerando como a composição dos materiais e as variáveis termodinâmicas (como calor, temperatura, pressão) afetam o funcionamento desses sistemas.


Na prática, isso significa ir além da memorização de fórmulas. Os estudantes são desafiados a prever o comportamento de um sistema térmico (como um isolante ou um coletor solar), avaliar a eficácia de diferentes intervenções para otimizá-lo e, crucialmente, desenvolver protótipos que visem a um impacto ambiental positivo. O uso de tecnologias digitais, como softwares de simulação ou planilhas para cálculos e estimativas, é incentivado para apoiar tanto o design quanto a construção.


Ao desenvolver essa habilidade, o aluno aprimora o raciocínio científico, a capacidade de resolução de problemas complexos, o pensamento crítico sobre sustentabilidade e a aplicação de conhecimentos de Física e Química em contextos reais. Além disso, fomenta a criatividade, a colaboração e a proficiência no uso de ferramentas tecnológicas, preparando-o para desafios futuros e para uma atuação cidadã consciente.

Descrição do código EM13CNT102

Texto oficial da BNCC

Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.

Etapa de ensino
Ensino Médio
Componente curricular
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Ano / Série
1º, 2º, 3º
Estratégias pedagógicas

Como trabalhar a habilidade EM13CNT102 em sala de aula

Projeto ‘Casa Eficiente’

Proponha aos alunos o desafio de projetar um modelo de casa com soluções térmicas sustentáveis (isolamento, ventilação natural). Eles devem justificar as escolhas com princípios termodinâmicos.

Oficina de Coletores Solares Caseiros

Organize uma oficina para construir protótipos de coletores solares de baixo custo. Os alunos testam a eficiência, medem temperaturas e avaliam o desempenho.

Simulações Digitais de Transferência de Calor

Utilize softwares de simulação para que os alunos explorem como diferentes materiais e geometrias afetam a transferência de calor em sistemas, prevendo resultados.

Análise de Sistemas de Refrigeração Sustentáveis

Estude com a turma alternativas aos sistemas de refrigeração convencionais, como geladeiras sem energia elétrica ou sistemas evaporativos, avaliando sua viabilidade e impacto.

Desafio do Isolamento Térmico

Peça aos alunos para projetarem e construírem um recipiente que mantenha a temperatura de um líquido por mais tempo, usando materiais recicláveis e tecnologias digitais para medições.

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Atividades para a habilidade EM13CNT102

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Sugestão de sequência didática

Proposta Pedagógica para a habilidade EM13CNT102

1Introdução ao Problema (1 aula)

Apresente o conceito de sistemas térmicos e sustentabilidade. Levante problemas reais (ex: desperdício de energia em edificações) e desafie a turma a pensar em soluções.

2Pesquisa e Planejamento (2 aulas)

Os alunos, em grupos, pesquisam princípios termodinâmicos, materiais e tecnologias digitais. Planejam um protótipo ou intervenção, desenhando e listando materiais.

3Construção e Testes (3 aulas)

Os grupos constroem seus protótipos. Realizam testes, coletam dados (com auxílio digital, se possível) e avaliam o funcionamento, identificando pontos de melhoria.

4Análise e Apresentação (1 aula)

Os alunos analisam os resultados, comparam com as previsões e propõem ajustes. Apresentam seus protótipos, justificando escolhas e discutindo a sustentabilidade.

Avaliação: Avaliar a participação nos grupos, a qualidade do planejamento e do protótipo, a análise dos dados coletados, a capacidade de prever e justificar intervenções, e a clareza na apresentação das soluções, considerando o uso de tecnologias digitais.
Plano de aula — EM13CNT102 · Ciências da Natureza e suas Tecnologias · 1º, 2º, 3º
1. APRESENTAÇÃO
Tema:Eficiência Energética e Sustentabilidade em Sistemas Térmicos
Título:Desvendando o Calor: Construindo um Isolante Sustentável
Duração:50 minutos
2. ALINHAMENTO CURRICULAR
Habilidade:EM13CNT102 — Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
3. OBJETIVOS
Objetivo geral:Ao final da aula, o aluno será capaz de projetar e construir um protótipo de sistema de isolamento térmico, aplicando conceitos de termodinâmica e visando à sustentabilidade.
Objetivos específicos:

  • Identificar os princípios de transferência de calor (condução, convecção, irradiação).
  • Selecionar materiais com base em suas propriedades térmicas para um isolante.
  • Utilizar tecnologias digitais para estimar a eficiência térmica de um protótipo.
4. ESTRUTURA DA AULA
Abertura10 minInicie com a pergunta: ‘Como podemos manter algo quente ou frio por mais tempo sem gastar muita energia?’ Apresente exemplos do dia a dia e introduza o desafio de construir um isolante.
Desenvolvimento30 minEm grupos, os alunos pesquisam materiais isolantes e princípios de transferência de calor. Com o auxílio de um simulador online (ex: PhET) ou planilhas, projetam um protótipo de recipiente isolante, desenhando e listando os materiais necessários.
Fixação8 minCada grupo compartilha brevemente seu projeto, explicando a escolha dos materiais e como esperam que funcione. O professor media, corrigindo equívocos e reforçando conceitos-chave.
Fechamento2 minProponha a próxima etapa: a construção e teste dos protótipos na aula seguinte. Reforce a importância da sustentabilidade na escolha dos materiais e no objetivo do projeto.
5. RECURSOS E AVALIAÇÃO
Materiais:Projetor, computador, acesso à internet (simulador PhET ou similar), papel, lápis, materiais de pesquisa (livros, artigos online).
Avaliação:Observação da participação e colaboração nos grupos, qualidade do projeto inicial (desenho e justificativa das escolhas), e compreensão dos princípios de isolamento térmico demonstrada nas discussões.

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Dúvidas sobre EM13CNT102

As tecnologias digitais devem ser ferramentas essenciais para a habilidade. Utilize-as para simulações de sistemas térmicos (ex: softwares de engenharia ou plataformas online), permitindo que os alunos prevejam resultados antes da construção. Planilhas eletrônicas são ótimas para organizar e analisar dados de experimentos, calcular eficiências e estimar custos. Aplicativos de medição (temperatura, umidade) em smartphones também podem ser integrados. O objetivo é que o digital auxilie na tomada de decisões e na validação das previsões, não apenas na apresentação final.
Comece com exemplos do cotidiano e experimentos simples que ilustrem os conceitos de calor, temperatura, condução, convecção e irradiação. Use analogias e representações visuais. Em vez de focar apenas nas fórmulas, priorize a compreensão qualitativa dos fenômenos. A construção de protótipos ajuda a concretizar esses conceitos abstratos. Permita que os alunos explorem e descubram as relações, guiando-os com perguntas. A profundidade virá da aplicação e da análise crítica dos resultados dos protótipos, não apenas da memorização de equações.
Sim, é totalmente possível! A habilidade incentiva a construção de protótipos, que podem ser feitos com materiais de baixo custo e recicláveis (garrafas PET, caixas de papelão, isopor, latas). Medições simples podem ser feitas com termômetros comuns e cronômetros (inclusive de celulares). O foco está na criatividade, no planejamento e na aplicação dos conceitos. O 'laboratório' pode ser a própria sala de aula, o pátio da escola ou a casa dos alunos, com a supervisão e orientação do professor. O importante é a experimentação e a análise dos resultados.