Antonio de Sousa Marinho Filho Marinho, Eliomácio Rabelo da Silva Cunha Rabelo, Antonio J. R. Castro
{"title":"走近熵:与中学生一起研究微观状态和宏观状态的概念","authors":"Antonio de Sousa Marinho Filho Marinho, Eliomácio Rabelo da Silva Cunha Rabelo, Antonio J. R. Castro","doi":"10.61411/rsc202425317","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"O presente estudo apresenta uma proposta de ensino da entropia, considerando os conceitos de microestados e macroestados para uso com alunos do segundo ano do ensino médio; para tanto, propõe-se uma adaptação da ideia de Nivaldo de Oliveira Gregio (ex-aluno do MNPEF): levar os conceitos de entropia e sua aplicação em sala de aula, através de vídeos e material didático concreto (painel, moedas, baralho, caixa de acrílico) com a finalidade de tratar de forma conceitual, com alguns exemplos, através de cálculos no nível preciso. A estatística e a probabilidade são partes fundamentais e subsidiam como ferramenta Matemática. A contagem de configurações possíveis precisa considerar critérios claros para identificar microestados diferentes. As práticas mostradas ao longo deste texto servem para facilitar a contagem dos diferentes microestados, porém são irrelevantes no sentido de definir-se o número de microestados de cada macroestado. A aparente trivialidade e as dúvidas geradas neste exercício de construção dos microestados possíveis consistem em aspecto essencial para a correta consideração da natureza probabilística dos fenômenos naturais. Conclui-se que, ao associar o aumento de entropia nas transformações irreversíveis com a degradação energética, influi no desenvolvimento da vida e no meio ambiente, demonstrando o caráter probabilístico da entropia. Finalmente, o intuito desse artigo é fornecer ferramentas para que o ensino da entropia possa ser feito de maneira mais significativa, mais participativa, levando o estudante a gostar de aprender novos conceitos.","PeriodicalId":508626,"journal":{"name":"Revista Sociedade Científica","volume":" 24","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Abordando a entropia: trabalhando os conceitos de microestados e macroestados com alunos de segundo ano do ensino médio\",\"authors\":\"Antonio de Sousa Marinho Filho Marinho, Eliomácio Rabelo da Silva Cunha Rabelo, Antonio J. R. Castro\",\"doi\":\"10.61411/rsc202425317\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"O presente estudo apresenta uma proposta de ensino da entropia, considerando os conceitos de microestados e macroestados para uso com alunos do segundo ano do ensino médio; para tanto, propõe-se uma adaptação da ideia de Nivaldo de Oliveira Gregio (ex-aluno do MNPEF): levar os conceitos de entropia e sua aplicação em sala de aula, através de vídeos e material didático concreto (painel, moedas, baralho, caixa de acrílico) com a finalidade de tratar de forma conceitual, com alguns exemplos, através de cálculos no nível preciso. A estatística e a probabilidade são partes fundamentais e subsidiam como ferramenta Matemática. A contagem de configurações possíveis precisa considerar critérios claros para identificar microestados diferentes. As práticas mostradas ao longo deste texto servem para facilitar a contagem dos diferentes microestados, porém são irrelevantes no sentido de definir-se o número de microestados de cada macroestado. A aparente trivialidade e as dúvidas geradas neste exercício de construção dos microestados possíveis consistem em aspecto essencial para a correta consideração da natureza probabilística dos fenômenos naturais. Conclui-se que, ao associar o aumento de entropia nas transformações irreversíveis com a degradação energética, influi no desenvolvimento da vida e no meio ambiente, demonstrando o caráter probabilístico da entropia. Finalmente, o intuito desse artigo é fornecer ferramentas para que o ensino da entropia possa ser feito de maneira mais significativa, mais participativa, levando o estudante a gostar de aprender novos conceitos.\",\"PeriodicalId\":508626,\"journal\":{\"name\":\"Revista Sociedade Científica\",\"volume\":\" 24\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-03-25\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Revista Sociedade Científica\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.61411/rsc202425317\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Revista Sociedade Científica","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.61411/rsc202425317","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
摘要
本研究结合微观状态和宏观状态的概念,提出了熵的教学建议,供中学二年级学生使用。 为此,本研究对 Nivaldo de Oliveira Gregio(前 MNPEF 学生)的想法进行了改编:将熵的概念及其应用带入课堂,使用视频和具体的教学材料(面板、硬币、卡片、丙烯酸盒),目的是通过精确计算,用一些实例从概念上处理熵。统计和概率是其中的基础部分,也是对其作为数学工具的补充。计算可能的配置需要考虑明确的标准,以确定不同的微观状态。本文所展示的做法有助于计算不同的微观状态,但与定义每个宏观状态中的微观状态数量无关。在构建可能的微观状态这一过程中产生的表面上的琐碎和疑问,是正确考量自然现象的概率性质的一个重要方面。结论是,将不可逆转化中熵的增加与能量退化联系起来,会影响生命和环境的发展,这证明了熵的概率性质。最后,本文旨在提供一些工具,以便以更有意义和参与性的方式教授熵,引导学生享受学习新概念的乐趣。
Abordando a entropia: trabalhando os conceitos de microestados e macroestados com alunos de segundo ano do ensino médio
O presente estudo apresenta uma proposta de ensino da entropia, considerando os conceitos de microestados e macroestados para uso com alunos do segundo ano do ensino médio; para tanto, propõe-se uma adaptação da ideia de Nivaldo de Oliveira Gregio (ex-aluno do MNPEF): levar os conceitos de entropia e sua aplicação em sala de aula, através de vídeos e material didático concreto (painel, moedas, baralho, caixa de acrílico) com a finalidade de tratar de forma conceitual, com alguns exemplos, através de cálculos no nível preciso. A estatística e a probabilidade são partes fundamentais e subsidiam como ferramenta Matemática. A contagem de configurações possíveis precisa considerar critérios claros para identificar microestados diferentes. As práticas mostradas ao longo deste texto servem para facilitar a contagem dos diferentes microestados, porém são irrelevantes no sentido de definir-se o número de microestados de cada macroestado. A aparente trivialidade e as dúvidas geradas neste exercício de construção dos microestados possíveis consistem em aspecto essencial para a correta consideração da natureza probabilística dos fenômenos naturais. Conclui-se que, ao associar o aumento de entropia nas transformações irreversíveis com a degradação energética, influi no desenvolvimento da vida e no meio ambiente, demonstrando o caráter probabilístico da entropia. Finalmente, o intuito desse artigo é fornecer ferramentas para que o ensino da entropia possa ser feito de maneira mais significativa, mais participativa, levando o estudante a gostar de aprender novos conceitos.