Matemática e Química: aproximações entre razão e proporção e o estudo dos gases ideais

Resumo

Este trabalho demonstra de que maneira o domínio de razões e proporções em matemática pode contribuir para uma melhor compreensão dos conceitos de gases ideais na química. A questão se justifica pela literatura, que aponta dificuldades no aprendizado de química devido a lacunas de aprendizado em matemática e, mais especificamente, à falta de habilidade em lidar com o raciocínio proporcional. O objetivo central deste trabalho é fornecer a professores de matemática e de química de ensino médio subsídios para proporcionarem uma aprendizagem mais significativa a seus alunos, por meio da modelagem das leis dos gases a partir de sua relação com a proporcionalidade. Realizou-se pesquisa bibliográfica qualitativa, selecionando artigos científicos e trabalhos acadêmicos no Google Acadêmico a respeito da importância da interdisciplinaridade na matemática e dos reflexos e aproximações com o ensino de química. Em seguida, foram consultados livros técnicos de matemática para fundamentar a apresentação de conceitos de razões e proporções no contexto matemático e livros de química para fundamentar a apresentação dos conceitos referentes ao estudo das leis dos gases no contexto químico. Os conceitos de proporcionalidade foram relacionados aos enunciados das leis dos gases a fim de modelá-las, culminando na dedução da equação geral dos gases ideais. O artigo conclui enfatizando a importância da formação dos educadores para fomentar a interdisciplinaridade e sugere a exploração de outros tópicos para pesquisas futuras.

Palavras-chave: interdisciplinaridade; matemática; proporcionalidade; química; gases.

Abstract

This study investigates the impact of mastering ratios and proportions in mathematics on strengthening the comprehension of ideal gas concepts in chemistry. The rationale for this analysis stems from previous literature highlighting the challenges students face in chemistry due to gaps in their mathematical knowledge, particularly in applying proportional reasoning. This study aims to equip high school mathematics and chemistry educators with resources to facilitate more effective learning experiences for their students by demonstrating how gas laws are interconnected with the principles of proportionality. A qualitative literature review was conducted, focusing on scientific articles and academic papers retrieved from Google Scholar. These sources emphasized the significance of interdisciplinary approaches in mathematics and their potential to enhance chemistry education. Additionally, technical mathematics texts were consulted to ensure a strong foundation for understanding ratio and proportion concepts within the mathematical context. Chemistry textbooks were also referenced to provide a solid framework for presenting the study of gas laws in the chemical context. The fundamental principles of proportionality were strategically intertwined with gas law statements, ultimately leading to the successful derivation of the general equation for ideal gases. This process highlights the powerful synergy between mathematics and chemistry, demonstrating how a deep understanding of one can significantly enhance comprehension in the other.

Keywords: interdisciplinarity; mathematics; proportionality; chemistry; gases.

Resumen

Este trabajo demuestra de qué manera el dominio de razones y proporciones en matemáticas puede contribuir para una mejor comprensión de los conceptos de gases ideales en la química. La cuestión se justifica por la literatura, que apunta dificultades en el aprendizaje de química debido a brechas de aprendizaje en matemáticas y, sobre todo, a la falta de habilidad en lidiar con el raciocinio proporcional. El objetivo central de este trabajo es brindar a profesores de matemáticas y de química de enseñanza secundaria subsidios para que proporcionen un aprendizaje más significativo a sus alumnos por medio de la modelización de las leyes de los gases a partir de su relación con la proporcionalidad. Se realizó investigación bibliográfica cualitativa, seleccionando artículos científicos y trabajos académicos en el Google Académico respeto a la importancia de la interdisciplinariedad en las matemáticas y de los reflejos y acercamientos con la enseñanza de química. Enseguida, se han consultado libros técnicos de matemáticas para fundamentar la presentación de conceptos de razones y proporciones en el contexto matemático y libros de química para fundamentar la presentación de los conceptos referentes al estudio de las leyes de los gases en el contexto químico. Los conceptos de proporcionalidad fueron relacionados a los enunciados de las leyes de los gases a fin de darles forma, culminando en la deducción de la ecuación general de los gases ideales. El artículo concluye enfatizando la importancia de la formación de los educadores para fomentar la interdisciplinariedad y sugiere la exploración de otros tópicos para futuras investigaciones.

Palabras clave: interdisciplinariedad; matemáticas; proporcionalidad; química; gases.