sábado, 16 de fevereiro de 2013

ROTEIRO EXPERIMENTAL: MÁQUINA DE HERON-ESTUDO DE MÁQUINAS TÉRMICAS


PARA SEGUNDO ANO DO ENSINO MÉDIO




Máquina de Heron
Material
1 lata de refrigerante fechada;
1 lata de refrigerante vazia;
1 pedaço de linha de 30cm;
1 prego;
1 martelo;
Álcool;
Fósforo ou isqueiro;
Abridor de latas.
Procedimento
Pegue o prego e o martelo e faça dois furos na lata fechada, em suas laterais superiores
(furos em lados opostos).
Retire o refrigerante pelos furos, e lave a lata através desses furos.
Coloque um pouco de água na lata.
Amarre a linha no anel da lata, de forma que esta fique como um pêndulo.
Com o abridor de latas, retire a parte superior da lata vazia.
Coloque álcool na lata e com o isqueiro ou fósforo a acenda.
Suspenda a lata pela linha em cima do fogo.
Discussão
Observe e explique de forma detalhada o que foi observado e o que aconteceu fisicamente.


ROTEIRO EXPERIMENTAL: BACIAS DE LOCKE

PARA O SEGUNDO ANO DO ENSINO MÉDIO





Bacias de Locke
Introdução
     O filósofo John Locke em combate as idéias racionalistas do físico, filósofo e matemático francês Renè Descartes, fez o experimento das três bacias para mostrar que a mente humana era influênciada pelas experiências vividas, visto que Descartes duvidava de cada idéia que não fosse clara e distinta, no qual qualquer pensamento devia ser visto como uma operação mental, discursiva e lógica.    
       A resposta dos sentidos relativos à temperatura de um corpo é subjetiva e qualitativa. Além disso, podemos ter sensações que não correspondem à relação entre as temperaturas dos corpos em que tocamos.
       Sendo assim, houve a necessidade de se estabelecer um instrumento de medição da temperatura que fosse independente do operador, o termômetro. Este baseia - se na dependência com a temperatura de propriedades das substâncias, tais como volume, pressão, resistência elétrica, variação de cor, etc.
        Há uma grande variação de termômetros que, diferem da exatidão, do método e da gama de medição a ser aferida, portanto, cada tipo de termômetro a ser utilizado para determinação da temperatura de um sistema depende da aplicação particular pretendida.
Experimento: Sensação térmica
Objetivo: Verificar como se dá o fluxo de calor através das sensações térmicas proporcionadas pelo experimento das três bacias de John Locke.
Tempo estimado: uma aula correspondente a 45 minutos.
Material a ser utilizado: três bacias pequenas; água quente e fria.
Questões para serem respondidas antes do experimento
1-      Você já verificou a temperatura através do tato? Qual foi a técnica que você utilizou?
2-      Você acha que o tato é um bom medidor de temperatura? Em que situações ele funciona?
Realização e análise do experimento
1-      Coloque água quente (suportável ao tato) em uma bacia, água gelada em outra e água na temperatura ambiente em outra. Deixe sua mão direita em contato com a água quente e a esquerda em contato com a gelada por um minuto. A seguir, de olhos fechados, coloque ambas as mãos em contato com a água a temperatura ambiente e observe suas sensações térmicas. Em seguida, numa folha separada responda:

1-Explique o observado pensando o fluxo de calor em cada situação.
2-Faça um desenho que ilustre cada situação registrando a direção do fluxo de calor.
3-Qual a relação entre calor e temperatura?

ROTEIRO EXPERIMENTAL: CONSTRUÇÃO DE UM ELETRÓFORO


Eletróforo

Objetivo: verificar como se dá a atração e a repulsão entre cargas.

Material a ser utilizado:
Placa de plástico;
Uma tampa de panela, ou uma bandeja com um isolante em cima;
Um pedaço de flanela, seda ou lã;
Uma lâmpada qualquer.

Procedimento
Esfregue a placa de plástico com o tecido escolhido por cerca de um minuto.
Coloque a tampa de panela ou bandeja em cima da placa.
Encoste o dedo na tampa ou bandeja.
Encoste a lâmpada na tampa ou bandeja.

Questões
O que acontece quando esfregamos o tecido na placa?
O que acontece quando colocamos a tampa ou bandeja na placa?
O que acontece ao encostarmos o dedo na tampa ou bandeja?
Por que a lâmpada acende?


ROTEIRO EXPERIMENTAL: CONSTRUÇÃO DE UM TERMÔMETRO A GÁS DIDÁTICO


Construção de um termômetro a gás didático[1]

            No âmbito das atividades do PIBID da Licenciatura em Física do campus São Paulo do IFSP, na escola conveniada E. E. Levi Carneiro, foi montado um termômetro a gás com material de baixo custo, o que facilitou a discussão sobre alguns conceitos da Física. Partindo de um roteiro inicial, buscou-se alternativas com materiais diversos, assim como com seu uso efetivo em sala de aula, até que foi possível a montagem de um dispositivo que esta oficina reproduz.

Objetivo:
  1. Construir um termômetro a gás.
  2. Discutir seu funcionamento recorrendo aos conceitos físicos envolvidos como, por exemplo, calor, temperatura e processos de troca de calor.

1. Construção do termômetro

Materiais:
1 Mangueira cristal 1/8” x 1.5mm x 1,4m (mangueira de aquário)
     1 Recipiente (vidro) de 50ml com tampa
     1 Punção 4mm
     1 Lima triangular 5mm
     1 Régua 30 cm
     1 Vela
     500g de gelo
     1 Recipiente

Montagem:
1.    Faça um furo na tampa do recipiente de modo que ao encaixar a mangueira ela fique bem justa.
2.    Encaixe a mangueira no furo do lado de cima da tampa e puxe uns dois centímetros para baixo.
3.    Verifique se ficou bem vedado, se necessário, use parafina (vela) para vedar.


4.    Coloque a extremidade da mangueira sem a tampa na água submergindo 2 cm, tampe a outra extremidade da mangueira com o dedo e retire-a da água.
5.    Tampe o recipiente completamente, sem deixar a água contida na mangueira escorrer.



2. Usando o termômetro e discutindo Física:

  1. O que você acha que acontecerá com a coluna d’água da mangueira se você aproximar sua mão do recipiente de vidro sem tocá-lo? E o que você acha que acontecerá se você abraçar o recipiente de vidro com uma de suas mãos? Anote suas hipóteses.
  2. E o que você acha que acontecerá com a coluna d’água da mangueira se você mergulhar o recipiente de vidro na água com gelo? Anote suas hipóteses.
  3. Discuta suas hipóteses com seus colegas.
  4. Aproxime sua mão do recipiente de vidro sem tocá-lo e observe o que acontece com a coluna d´água. Aconteceu o que você previu?
  5. Abrace o recipiente de vidro com uma de suas mãos e observe o que acontece com a coluna d´água. Aconteceu o que você previu?
  6. Mergulhe o recipiente de vidro na água com gelo e observe a coluna d´água. Aconteceu o que você previu.
  7. Que conceitos físicos podem nos ajudar a compreender / explicar o que aconteceu com a coluna d´água na mangueira nas três situações, ou seja, o funcionamento do termômetro? São explicações distintas?


Obrigados por sua atenção.

Antonio Vieira Domingues Junior, juneba31@hotmail.com - IFSP
Daniel Palaria, palaria.ifsp@yahoo.com.br - IFSP
Miercio da Silva, miercio1@hotmail.com - IFSP
Natali Cristine Silva Oliveira, natalioliveira22@gmail.com - IFSP
Roberto Carlos Pistori, rpistori@ig.com.br - IFSP
  
       


[1]Este roteiro foi apresentado na Oficina O37 do XX SNEF, IFUSP, São Paulo, Jan/2013, sob coordenação do Prof. Cassio de Siqueira Lima, supervisor do PIBID da E. E. Levi Carneiro.

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O intuito deste blog é auxiliar professores e alunos de física.
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