25/11/2009
Edson Luis Nunes, Daniel Rodrigues Ventura, Isnard Domingos Ferraz, José Ângelo de Faria.
Modalidad / Nivel de Enseñanza | Disciplina | Tema |
---|---|---|
Ensino Médio | Física | Calor, ambiente e usos de energia |
Entender o processo de dilatação e contração térmica dos líquidos.
Temperatura, calor, dilatação linear e volumétrica de sólidos.
Leve para sala de aula um forno microondas qualquer (o da cozinha da sua escola, por exemplo), um copo de água (o mais fino e comprido que você conseguir) e um baldinho com água da torneira. Antes da condução da experiência, faça uma breve revisão sobre dilatação linear e volumétrica de sólidos. Em seguida, encha completamente o copo de água e, cuidadosamente coloque-o no microondas. Faça-o aquecer até antes da fervura (45 segundos por exemplo), de modo que entorne água do copo.
Neste momento, peça aos alunos para discutirem e responderem as seguintes perguntas, sempre tendo como base o conhecimento que possuem de dilatação linear e volumétrica de sólidos:
1) Porque entornou água?
2) O copo dilatou? Se sim, pegunto novamente: porque entornou água?
3) Se deixarmos o conjunto esfriar até a temperatura ambiente, o que acontecerá com o nível da água dentro do copo?
4) E se colocarmos o conjunto na geladeira de modo a abaixarmos sua temperatura para aproximadamente 1oC, o que acontecerá agora com o nível da água dentro do copo?
Se algum aluno acertou a resposta, parta da explicação dele e chegue até a explicação completa do fenômeno, que passa pela comparação entre os coeficientes de dilatação do vidro e da água. Mostre a Figura 1 durante a explicação.
Figura 1: http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/fisica/imagens/termologia/termologia_10.jpg
Pergunte agora como resolver o problema do cálculo do coeficiente de dilatação de líquidos dado que eles precisam estar em um recipiente, pois não possuem forma definida. Sendo assim, o recipiente sempre dilatará influenciando o cálculo.
Após as discussões introduza o conceito de dilatação real e aparente e depois, mostre que, nesses casos, precisa-se trabalhar com dois coeficientes de dilatação: um real e um aparente, sendo que o aparente depende do frasco onde o líquido se encontra.
Apresente a seguinte fórmula e a associe com a explicação dada: ΔVreal = ΔVaparente + ΔVfrasco. A partir dela faça você, no quadro, a dedução da relação entre os coeficientes de dilatação real (γr) e aparente (γa), apresentada a seguir:
ΔVreal = ΔVaparente + ΔVfrasco.
Vi γr Δθ = Vi γa Δθ + Vi γf Δθ
(Vi Δθ) γr = (Vi Δθ) γa + (Vi Δθ) γf
Então: γr = γa + γf
Nome | Tipo |
---|---|
Dilatação volumétrica de líquidos | Experimento prático |
Dilatação e contração - 1 | Experimento prático |
Dilatação e contração - 2 | Experimento prático |
Aprenda mais sobre Dilatação Térmica dos Líquidos:
SóFísica: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Dilatacao/voldosliquidos.php
NEWTON, V.B; HELOU, R.D.; GUALTER, J.B. Tópicos de Física 2 – Termologia, Ondulatória e Óptica. São Paulo: Editora Saraiva, Vol. 2, 448p., 18a Ed., 2007.
Elabore questões teóricas e práticas em que ocorre o extravasamento de líquido do recipiente, mas elabore também questões em que o objetivo seja variar a temperatura de um recipiente que não está completamente cheio, de modo a enchê-lo sem a adição de líquido, ou seja, sem extravasamento.
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