Irreversibilidade e tempo: historicizando a segunda lei da termodinâmica para o ensino de ciências

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2024.e98204

Palavras-chave:

Irreversibilidade, Entropia, História das Ciências, Ensino de Física, Complexidade, Incerteza

Resumo

O objetivo do artigo é apresentar conceitos termodinâmicos ligados à segunda lei que revelam a inerente historicidade das ciências e a filosofia da física que a acompanham. Tais conceitos participam, também, do pensamento complexo, segundo Edgar Morin, considerado valioso para o ensino de ciências deste século. Para situar a pertinência desse enfoque, problematizamos a mentalidade mecanicista e extrativista, que desloca o humano da responsabilidade por suas ações sobre o planeta, colocando-o como espectador de acontecimentos. Visando superar esse descolamento do real pela via educacional, propomos uma abordagem histórico-filosófica da segunda lei da termodinâmica na ciência escolar. O intuito é valorizar os aspectos metacientíficos a partir dos debates envolvidos na abordagem em Natureza das Ciências a fim de atingir os objetivos da Alfabetização Científica.

Biografia do Autor

Louise Trivizol, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Bacharelado em Física na Universidade Estadual de Campinas (2019); mestranda junto ao Programa de Pós-Graduação Multiunidades em Ensino de Ciências e Matemática em História e Filosofia da Termodinâmica aplicada ao Ensino de Física.

Silvia F. de M. Figueirôa, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Geóloga pela Universidade de São Paulo (1981), mestra (1987) e doutora (1992) em História Social pela Universidade de São Paulo, ambos na especialidade da História das Ciências. Obteve a livre-docência em 2001 na Universidade Estadual de Campinas e tornou-se professora-titular em 2006. De 1987 até 2013 foi docente do Instituto de Geociências da UNICAMP, onde exerceu o cargo de Diretora (2009-2013). A partir de 2014, passou à Faculdade de Educação da UNICAMP.

Referências

ABD-EL-KHALICK, F.; LEDERMAN, N. G. Improving science teachers’ conceptions of nature of science: a critical review of the literature. International Journal of Science Education, v. 22, n. 7, p. 665-701, jul. 2000.

ALMEIDA, M. da C. X. DE. Educar para a complexidade: o que ensinar, o que aprender. APRENDER - Caderno de Filosofia e Psicologia da Educação, n. 5, 2005. Disponível em: https://periodicos2.uesb.br/index.php/aprender/article/view/3179.

ANGOTTI, J. A. P. Ensino de ciências e complexidade. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 2, 1999, Valinhos. Anais... São Paulo, 1999.

AULER, D.; DELIZOICOV, D. Alfabetização científico-tecnológica para quê? Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 3, p. 122-134, 2001. Disponível em: https://www.scielo.br/j/epec/a/XvnmrWLgL4qqN9SzHjNq7Db/.

AURANI, K. M. Ideias iniciais de Clausius sobre entropia e suas possíveis contribuições à formação de professores. Revista Brasileira de História da Ciência, v. 11, n. 1, p. 155-163, jun. 2018. Disponível em: https://rbhciencia.emnuvens.com.br/revista/article/view/67.

CACHAPUZ, A.; PRAIA, J.; JORGE, M. Da educação em ciência às orientações para o ensino das ciências: um repensar epistemológico. Ciência & Educação, Bauru, v. 10, n. 3, p. 363-381, 1 dez. 2004. Disponível em:

https://www.scielo.br/j/ciedu/a/dJV3LpQrsL7LZXykPX3xrwj/

CLAUSIUS, R. XI. On the nature of the motion which we call heat. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, v. 14, n. 91, p. 108-127, 1857.

CLOUGH, M. P. History and Nature of Science in Science Education. In: TABER, K. S.; AKPAN, B. (Eds.) Science Education: New Directions in Mathematics and Science Education, Brill, 2017, cap. 3, p. 39-51. Disponível em:

https://brill.com/display/book/edcoll/9789463007498/BP000004.xml.

DAMASIO, F.; PEDUZZI, L. O. Q. História e filosofia da ciência na educação científica: para quê? Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 19, n. 0, 2017.

EL-HANI, C. N. Notas sobre o ensino de história e filosofia das ciências na educação científica de nível superior. In: SILVA, C. C. (Org.). História e Filosofia da Ciência no Ensino de Ciências: Da Teoria à Sala de Aula. São Paulo: Livraria da Física, 2006. p. 3-21.

FLECK L. Gênese e desenvolvimento de um fato científico. Tradução: Otto e Camilo de Oliveira. Belo Horizonte: Fabrefactum [1935], 2010.

FORATO, T. C. DE M.; PIETROCOLA, M.; MARTINS, R. A. Historiografia e natureza da ciência na sala de aula. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 28, n. 1, p. 27-59, 2011. Disponível em: https://repositorio.usp.br/item/002259848.

GALLO, S. Conhecimento, transversalidade e currículo. In: REUNIÃO ANUAL DA ASSOCIAÇÃO NACIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA EM EDUCAÇÃO, 18, 1995, Caxambu. Anais...

GIL-PÉREZ, D. G. et al. Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação, Bauru, v. 7, n. 2, p. 125-153, 2001. Disponível em:

https://www.scielo.br/j/ciedu/a/DyqhTY3fY5wKhzFw6jD6HFJ/.

GIL-PÉREZ, D.; VILCHES, A. Educación ciudadana y alfabetización científica: mitos y realidades. Revista Iberoamericana de Educación, v. 42, n. 1 p. 31-54, 2006. Disponível em: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2259852.

GUERRA, A.; MOURA, C. B.; GURGEL, I. Sobre Educação em Ciências, Rupturas e Futuros (Im)possíveis. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 37, n. 3, p. 1010-1019, dez. 2020. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/issue/view/3108.

HOBSBAWM, E. A Era das Revoluções: 1789-1848. São Paulo: Paz e Terra, 2009.

HODSON, D. Philosophy of Science, Science, and Science Education. Studies in Science Education, v. 12, n. 1, p. 25-57, jan. 1985.

IPCC. Summary for Policymakers [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, M. Tignor, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem]. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge Univ. Press, Cambridge, Reino Unido e Nova York, p. 3-33, 2022.

JAPIASSÚ, H.; MARCONDES, D. Dicionário básico de filosofia. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2008.

LATOUR, B. Diante de Gaia: oito conferências sobre a natureza no Antropoceno. São Paulo: Ubu Editora, 2020. 421 p.

LIMA, N. W.; GUERRA, A. Superando Narciso: história das ciências para adiar o fim do mundo. Revista Brasileira de História da Ciência, v. 15, n. 2, p. 386-399, 17 dez. 2022. Disponível em: https://rbhciencia.emnuvens.com.br/revista/article/view/806.

MAGOSSI, J. C.; PAVIOTTI, J. R. Incerteza em entropia. Revista Brasileira de História da Ciência, v. 12, n. 1, p. 84-96, 15 jun. 2019. Disponível em:

https://rbhciencia.emnuvens.com.br/revista/article/view/47.

MATHEWS, M. História, Filosofia e Ensino de Ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Catarinense de Ensinos de Física, v.12, n. 3, p. 164-214, dez. 1995.

MATTOS, C.; HAMBURGER, A. I. História da ciência, interdisciplinaridade e ensino de física: o problema do demônio de Maxwell. Ciência & Educação, Bauru, v. 10, n. 3, p. 477-490, dez. 2004. Disponível em:

https://www.scielo.br/j/ciedu/a/bp88Dmb4fBxbNKxk6YChSWw/.

MOREIRA, M. A. Ensino de física no Brasil: retrospectiva e perspectivas. Revista Brasileira de Ensino de Física. São Paulo, v. 22, n. 1, p. 94-99, mar. 2000.

MORIN, E. Introdução ao pensamento complexo. Porto Alegre: Sulina, 2005, 120 p.

MOURA, B. A. O que é natureza da Ciência e qual sua relação com a História e Filosofia da Ciência? Revista Brasileira de História da Ciência, v. 7, n. 1, p. 32-46, 2014. Disponível em: https://rbhciencia.emnuvens.com.br/revista/article/view/237.

MOURA, C. B. Para quê história da ciência no ensino? Algumas direções a partir de uma perspectiva sociopolítica. Revista Brasileira de Ensino de Ciências e Matemática, v. 4, n. 3, p. 1155-1178,1 set. 2021. Disponível em:

https://seer.upf.br/index.php/rbecm/article/view/12900.

NÓBREGA, M. L.; FREIRE JR., O.; PINHO, S. T. R. Max Planck e os enunciados da segunda lei da termodinâmica. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 35, n. 3, set. 2013. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbef/a/bYh7fjF7QhXgqTW4cgyd3qS/?lang=pt.

OLIVEIRA, M. B. Neutralidade da ciência, desencantamento do mundo e controle da natureza. Scientiae Studia, v. 6, n. 1, p. 97-116, mar. 2008. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ss/a/NsP3WxpnsjjbZkHt8DwSW5K/.

PATY, M. A gênese da causalidade física. Scientiae Studia, v. 2, p. 9-32, 1 mar. 2004.

Disponível em: https://www.scielo.br/j/ss/a/HBL6vGLYvctFGz9dFszsrZD/

PATY, M. A noção de determinismo na física e seus limites. Scientiae Studia, v. 2, n. 4, p. 465-492, 1 dez. 2004. Disponível em:

https://www.scielo.br/j/ss/a/Lf9R3Y5g6HTvQNxysFDCJ4C/?lang=pt.

PEDUZZI, L. O. Q.; RAICIK, A. C. Sobre a Natureza da Ciência: asserções comentadas para uma articulação com a História da Ciência. Investigações em Ensino de Ciências, v. 25, n. 2, p. 19, 31 ago. 2020. Disponível em:

https://ienci.if.ufrgs.br/index.php/ienci/article/view/1606/0.

PEREIRA, F. P. C.; GURGEL, I. O ensino da Natureza da Ciência como forma de resistência aos movimentos Anticiência: o realismo estrutural como contraponto ao relativismo epistêmico. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 37, n. 3, p. 1278-1319, 2020.

PESTRE, D. Por uma nova história social e cultural das ciências: novas definições, novos objetos, novas abordagens. Cadernos IG/Unicamp, v. 6, n. 1, p. 3-56, 1996.

PLANCK, M. Treatise on Thermodynamics. Nova York: Dover Publications, 1945. 297 p.

PRAIA, J.; GIL-PÉREZ, D.; VILCHES, A. O papel da natureza da ciência na educação para a cidadania. Ciência & Educação, Bauru, v. 13, n. 2, p. 141-156, ago. 2007. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ciedu/a/t9dsTwTyrrbz5qC3y5gCVGb/.

PRIGOGINE, I. O fim das certezas. Tradução: Roberto Leal Ferreira. São Paulo: Editora UNESP, 1996. 199 p.

PRIGOGINE, I; STENGERS, I. A nova aliança. Tradução: Miguel Faria e Maria Joaquina Machado Trincheira. Brasília: Editora UnB, 1984. 245 p.

ROSA, L. P. Tecnociências e Humanidades: Novos paradigmas, velhas questões. São Paulo: Paz e Terra, 2006. 498 p. v. 2.

SANTOS, Z. T. S. Ensino de Entropia: um enfoque histórico e epistemológico. 2009. 169 f. Tese (Doutorado em Educação) – Centro de Ciências Sociais Aplicadas, UFRN, Rio Grande do Norte.

SASSERON, L. H.; CARVALHO, A. M. P. DE. Alfabetização Científica: uma revisão bibliográfica. Investigações em Ensino de Ciências, v. 16, n. 1, p. 59-77, 2011. Disponível em: https://ienci.if.ufrgs.br/index.php/ienci/article/view/246.

SCHAFFER, S. The show that never ends: perpetual motion in the early eighteenth century. The British Journal for the History of Science, v. 28, n. 2, p. 157-189, jun. 1995.

SHANNON, C. E. A mathematical theory of communication. The Bell system Technical Journal, v. 27, n. 3, p. 379-423, 1948.

SILVA, A. P. B.; FORATO, T. C. D. M.; GOMES, J. L. D. A. M. C. Concepções sobre a natureza do calor em diferentes contextos históricos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 30, n. 3, out. 2013.

TEIXEIRA, E. S.; FREIRE JR.; O.; EL-HANI, C. N. A influência de uma abordagem contextual sobre as concepções acerca da natureza da ciência de estudantes de física. Ciência & Educação, Bauru, v. 15, n. 3, p. 529-556, 2009.

VIDEIRA, A. A. P. Boltzmann, física teórica e representação. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 28, p. 269-280, 2006.

VIDEIRA, A. A. P. Historiografia e história da ciência, [s.n.], 2007.

WATANABE, G.; KAWAMURA, M. R. D. Abordagem temática e conhecimento escolar científico complexo: organizações temática e conceitual para proposição de percursos abertos. Investigações em Ensino de Ciências, v. 22, n. 3, p. 145, 16 dez. 2017. Disponível em: https://ienci.if.ufrgs.br/index.php/ienci/article/view/736.

WATANABE, G.; KAWAMURA, M. R. D. Contribuições das produções sobre a complexidade: aportes para a educação científica escolar. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 37, n. 2, p. 428-454, 12 ago. 2020.

WOODCOCK, B. A. “The scientific method” as myth and ideal. Science & Education, v. 23, n. 6, p. 2069-2093, 2014.

Publicado

2024-09-26

Como Citar

Trivizol, L., & de M. Figueirôa, S. F. (2024). Irreversibilidade e tempo: historicizando a segunda lei da termodinâmica para o ensino de ciências. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 41(2), 364–393. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2024.e98204

Edição

Seção

História, Filosofia e Sociologia da Ciência e Ensino de Ciências/Física