Sobre o ensino da termodinâmica clássica e o formalismo de Carathéodory.

Abstract

A Termodinâmica Clássica é uma das áreas mais firmemente consolidadas da ciência, tanto pelo seu conteúdo teórico bem estabelecido, quanto pela sua aplicabilidade conceitual em várias outras disciplinas da Física. Entretanto, o seu ensino a nível de cursos de graduação em Física, e correlatos, apresenta uma reconhecida dificuldade no que se refere a apreensão dos alunos sobre os conceitos e interpretações fundamentais dessa teoria. Sobre isso, objetivou-se investigar no presente trabalho o papel do currículo e das consequentes problemáticas obtidas pelo ensino tradicional da Termodinâmica clássica, via o estudo das máquinas térmicas, fomentando, com isso, a exploração do formalismo alternativo de Carathéodory. Com efeito, este trabalho, revisou a literatura relacionada a alguns dos problemas do ensino da Termodinâmica Clássica, vinculando-os ao ensino tradicional do tema, via a introdução das máquinas térmicas para a Segunda Lei da Termodinâmica, e propondo o formalismo de Carathéodory como uma opção viável para superar esses obstáculos de aprendizagem. Em seguida, por uma breve pesquisa bibliográfica, num conjunto curto de 5 (cinco) livros didáticos de Termodinâmica Clássica a nível de cursos de graduação, analisou-se como cada livro trata e desenvolve os pontos problemáticos do ensino da Termodinâmica Clássica recuperados da literatura analisada. Assim, como resultado mais expressivo da pesquisa bibliográfica realizada, concluiu-se que 80% dos livros didáticos consultados falha em discutir a Termodinâmica Clássica e a Segunda Lei da Termodinâmica não necessariamente a partir da ideia das máquinas térmicas. Por fim, como fruto do estudo desenvolvido no presente trabalho, produziu-se um texto didático auxiliar de Termodinâmica Clássica, via o formalismo de Carathéodory. Sugere-se o uso do texto didático produzido como material auxiliar, ou complementar, para uma disciplina de Termodinâmica Clássica a nível de um curso de graduação em Física.