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Propagação do calor (Por condução)

 

25/11/2009

Autor y Coautor(es)
JOSE ANGELO DE FARIA
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VICOSA - MG COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI

Edson Luis Nunes Jose Marcelo Gomes Isnard Domingos Ferraz Daniel Rodrigues Ventura

Estructura Curricular
Modalidad / Nivel de Enseñanza Disciplina Tema
Ensino Médio Física Calor, ambiente e usos de energia
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo Ciências Naturais Visões de mundo
Datos de la Clase
O que o aluno poderá aprender com esta aula

Compreender como o calor se propaga nos meios materiais principalmente nos sólidos.

Analisar e identificar a propagação do calor por condução.

Avaliar a condução em materiais e analisar a rapidez com que o calor conduz em cada material, assimilando assim a condutividade térmica dos materiais.

Duração das atividades
Uma aula – 50 minutos
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Conceito de calor e temperatura

Estratégias e recursos da aula

Sugerimos que o professor faça uma experiência demonstrativa como ilustra figura 01 e 02 abaixo, ou se preferir projete essas figuras numa tela e explica o que provavelmente acontecerá justificando as leis físicas envolventes.

Primeiro passo: use uma chama de gás ou de outra fonte, por exemplo uma lamparina de querosene ou álcool. Com um tubo metálico cerca 70 cm de comprimento (fio mais grosso, ou uma vareta de alumínio tipo daquelas usado em guarda chuvas, ou um tubo metálico qualquer). Pregue bolinhas de parafina ou cera de abelhas, distribuídas ao longo do tubo a mais ou menos 5 cm uma da outra, veja figura abaixo. Segure uma das extremidades e deixe a outra extremidade sobre a chama. Observar o que acontece com as bolinhas. Qual começa a derreter primeiro e qual a sequencia em que isto ocorre. 

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                                                     Figura 01

Se o professor dispuser de recursos, espaço físico suficiente, ele pode distribuir material para cada grupo de alunos, 2, 3 ou no máximo 4 alunos por grupo, e dirigir o procedimento. Se não, pode fazer uma demonstração à frente para que toda turma veja, acionando aleatoriamente alguns alunos para que participe do evento.

Segundo passo: faça também uma experiência demonstrativa para verificar que materiais diferentes conduzem calor de maneira diferente. Com 3 fios metálicos diferentes, por exemplo, de alumínio, cobre e aço. Una uma das extremidades de cada fio e retorça-os. Em seguida distribua bolinhas de parafina como na figura e coloque a parte retorcida sobre uma chama. Peça aos alunos que obser vem a ordem em que as bolinhas começam a derreter. 

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                                                            Figura 02

 Terceiro passo:  Após realizada as demonstrações reforçar o conteúdo apresentando a expressão de Fourier. Mais uma figura, Figura 03, pode ser projeta da para enriquecer mais a aula. Mostrar tabela de condutividade térmica contendo vários materiais, normalmente encontrada em livros textos, ou a que aparece abaixo. O professor deve lembrar as várias aplicações dos materiais quanto a sua condutividade, tanto para conduzir mais ou para diminuir fluxos de calor, servindo de isolantes térmicos para recipientes e em ambientes. Lembrar que o gelo, por exemplo, é um bom isolante térmico e por isso os esquimós usam abrigos com paredes de gelo. Os vidros de janelas em países muito frios são mais grossos para conduzir menos o calor. Abaixo uma tabela que poderá ser apresentada aos alunos, nela aparece os metais bons condutores de calor, outros são maus condutores, baixa condutividade, como o vidro, água, madeira, tijolo, etc. O ar é um bom isolante térmico e é por isso que a lã nos protege do frio. E muitos outros exemplos o professor deve passar para os alunos. 

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Obs. Figuras não identificando a fonte é de atribuída ao próprio autor

Recursos Complementares

Sugerimos que o professor apresente uma transparência com uma tabela (como a do texto) sobre condutividade térmica de alguns materiais sólidos metálicos e não metálicos, de líquidos e do ar para comparação.

Avaliação

           O professor sempre coordenando as abordagem relacionadas ao conceito de condução do calor poderá, fazer com que os alunos se reunam em equipes e discutam o assunto relacionado durante a aula.  Por exemplo: Como ocorre a propagação de calor através das paredes em ambientes fechados, em dias muito frios ou muito quentes? Como seria o conforto térmico durante o dia e durante a noite numa sala isolada de paredes e teto metálico? Como poderia nesse caso amenizar o ambiente?

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