Recebido em 17/5/06; aceito em 9/2/07; publicado na web em 5/10/07 EQUILIBRIUM SIMULATION: MONTE CARLO METHOD. We make several simulations using the Monte Carlo method in order to obtain the chemical equilibrium for several first-order reactions and one second-order reaction. We study several direct, reverse and consecutive reactions. These simulations show the fluctuations and relaxation time and help to understand the solution of the corresponding differential equations of chemical kinetics. This work was done in an undergraduate physical chemistry course at UNIFIEO.Keyword: chemical kinetics; Monte Carlo; chemical equilibrium. INTRODUÇÃONós simulamos e estudamos vários sistemas que poderiam descrever reações químicas de primeira e segunda ordem com o méto-do de Monte Carlo. Esse trabalho foi inspirado no livro Físico-Química: Aspectos Moleculares e Fenomenológicos 1 e realizado durante as aulas da disciplina de Físico-Química III do curso de Química do UNIFIEO.Para a realização das disciplinas de Físico-Química é necessário ter um razoável preparo matemático por parte do aluno para que possam ter uma boa compreensão dos assuntos tratados. Entretanto, muitas vezes, ainda assim, pode ser aconselhável seguir alguns atalhos matemáticos para não comprometer o entendimento dos conceitos abordados. Seguindo essa filosofia, procuramos métodos alternativos para resolver certas equações diferenciais que aparecem no desenvolvimento da cinética química. O método descrito aqui permite simular também reações não-lineares 2 , as quais não têm soluções analíticas.Uma maneira possível de resolver as equações da cinética quí-mica é o uso do método de Monte Carlo. As simulações com o método de Monte Carlo podem ser realizadas através de sorteios manuais e ou numéricos, utilizando um microcomputador ou uma simples calculadora de bolso. Tal método estatístico para descrever o equilíbrio termodinâmico também é conhecido como modelo da urna de Ehrenfest. Esse modelo foi desenvolvido para provar estatisticamente o teorema H de Boltzmann 3 , que descreve a rota irreversível para o equilíbrio termodinâmico.O método de Monte Carlo pode ser adaptado para descrever inúmeros sistemas, desde partículas elementares até dinâmicas de galáxias; a particularidade para cada sistema dependerá das regras impostas aos sorteios. TEORIAO cálculo das propriedades macroscópicas de um sistema de N partículas, para N muito grande (por ex., N~10 23 ), pode ser resolvido introduzindo-se valores médios. Por ex., em um gás, ao invés de se calcular a energia de cada partícula individualmente, calcula-se a energia média dessas N partículas 1 . Para que essas médias não dependam do tempo é necessário que o sistema (fechado) esteja em equilíbrio termodinâmico.O conceito de equilíbrio termodinâmico pode ser entendido com o seguinte exemplo: considere um gás A ocupando o compartimento esquerdo de um cilindro fechado, e um gás B ocupando o compartimento direito; ambos ligados por um êmbolo móvel. Considere também que os gases estão à mesma pressão e temperatura e o...

Tendo em vista que nos últimos anos tem se tornado um desafio despertar o interesse dos jovens pelo conteúdo que serve para fundamentar a base do conhecimento em ciências, neste trabalho uma sequência didática, a partir do uso de recursos metodológicos variados, como por exemplo, experimentações, vídeos e simulações foram utilizados para ministrar aulas. A aplicação da sequência baseou-se em uma abordagem interacionista de Vygotsky, que destaca a relevância da interação social com pessoas mais experientes que possam mediar saberes, contribuindo para o processo de aprendizagem. Foi feita uma análise tanto da sequência adotada como das relações sociais e experiências vivenciadas.

As experimentações e demonstrações, por meio das representações digitais e simulações computacionais tem se tronado um recurso atrativo no ensino de física e as demais ciências naturais, principalmente nos últimos anos. Frente a esse patamar, faz-se necessário uma mudança radical, e a experimentação, de qualquer forma que ela ocorra é uma grande ferramenta para essa isso. Porém nos deparamos com outra realidade: a falta de recursos e equipamentos para a realização de experimentos de qualidade, precisos e principalmente com valores acessíveis. Neste trabalho foi construído um aparato experimental à baixo custo viando o estudo da dinâmica do movimento uni e bidimensional, uma mesa de ar, seguida de coleta, tratamento e análise dos dados experimentais a partir da filmagem e uso do software livre de vídeo-análise denominado Tracker. Os resultados obtidos corroboram com os princípios teóricos sobre colisões apresentados na literatura, demonstrando assim as potencialidades, tanto do aparato experimental quanto do software, para o ensino de física.

A identificação de fenômenos através de experimentações e observações tem sido fato determinante ao longo da história para o desenvolvimento do conhecimento científico. Teorias foram elaboradas por meio de testes experimentais e a compreensão destas fundamentam nossos caminhos e oferecem indicativos de nossa evolução. Porém nos últimos anos tem se tornado um desafio despertar o interesse de nossos jovens pelo conteúdo científico que fundamentam a base do conhecimento em ciências. Neste projeto de extensão universitária, alunos graduandos do campus Regional da UEM de Goioerê-PR confeccionam, demonstram e realizam explicações prévias de experimentos de baixo custo juntamente com equipamentos do laboratório de física para alunos e professores do ensino médio e fundamental. Essas intervenções visam aproximar a universidade da comunidade escolar e criar um espaço onde os fenômenos antes trabalhado apenas em sala de aula é apresentada de forma diferente do cotidiano escolar.E

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