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terça-feira, 6 de março de 2012

FÍSICA - PROPAGAÇÃO DE CALOR POR CONVECÇÃO II(TERMOLOGIA)




Objetivo

Mostrar como ocorre transmissão de calor por convecção num gás sob aquecimento.

Contexto

    Como o vento se forma?
     A resposta está na propagação de calor por convecção. A palavra convecção, de acordo com o dicionário Aurélio, significa "processo de transmissão de calor que é acompanhado por um transporte de massa".
     A convecção num gás ocorre quando a parte de baixo é aquecida, sua densidade diminui (fica mais leve) e ela sobe (sofre um empuxo, Princípio de Arquimedes), enquanto que o ar frio, portanto com densidade maior (mais pesado), desce para ocupar o lugar do ar que subiu; desse modo a energia témica vai se espalhando por todo o gás.
     No caso da formação dos ventos ocorre um processo semelhante, sendo que o calor que aquece as massas de ar é o calor irradiado do sol que aquece a superfície da Terra, aquecendo, assim, o ar que está em contato com a superfície. 
    O vento se forma nos movimentos realizados pelas massas de ar quente e fria.
     O relevo da crosta terrestre também influencia nos ventos à baixa altitude, pois o movimento do ar tem que seguir seu contorno.

Idéia do experimento

A idéia é mostrar que o ar aquecido pela chama de uma vela se movimenta. 
Visto que o ar aquecido pela chama da vela sobe, então coloca-se um cata-vento leve acima da chama da vela e observa-se o cata-vento girar devido ao movimento de massas de ar aquecidas pela chama.
Tabela do material
Item Observações
Uma latinha de refrigerantepara fazer o cata-vento
Estilete ou tesourapara cortar a latinha
Cerca de 50 cm de linha de costurar roupaspara sustentar o cata-vento sobre a vela
Compassopara desenhar a forma circular do cata-vento
Réguapara auxiliar no desenho do cata-vento
Velapara aquecer o ar
Fósforopara acender a vela
Montagem
  • Faça dois cortes: um retirando a parte superior e outro retirando a parte inferior da latinha.



  • Após retirar as extremidades da latinha, restará um cilindro. Faça um corte na lateral do cilindro para transformá-lo em um retângulo. Em seguida divida o retângulo em duas partes (dois quadrados).



  • Com a ponta de metal do compasso, faça um furo no centro do quadrado. Coloque a ponta de grafite no furo e risque um círculo com a ponta de metal no quadrado de latinha.
  • Coloque o quadrado que tem o círculo marcado em cima do outro quadrado de lata. Isso é para não cortar a carteira ou mesa que se está usando como apoio para fazer os cortes. Ou pode-se colocar o círculo sobre um papelão para fazer os cortes com estilete.
  • Recorte o círculo.
  • Usando a régua e o estilete faça riscos conforme a figura abaixo. Não aperte muito o estilete para não cortar a lata.



  • Faça cortes com o estilete nas marcas feitas anteriormente, deixando um espaço de cinco milímetros entre o furo do centro e o corte.
  • Torça cada uma das partes do mesmo modo, tal que resulte a roda de um catavento.



  • Afine a ponta de um palito de fósforo com o estilete.
  • Encaixe a ponta afinada do palito no furo do cata-vento e amarre a linha de costura no palito.



  • Acenda a vela e a fixe em algum lugar.
  • Segurando o cata-vento pela linha, o suspenda a cerca de quinze centímetro sobre a vela.
  • Observe o cata-vento girar.
Comentários
  • Para fixar a vela pode-se usar o método tradicional de pingar algumas gotas de cera derretida da vela e colocá-la em cima.
  • Não aproxime muito o cata-vento da vela, senão pegará fogo no palito de fósforo e na linha.
  • O cata-vento esquentará, portanto não toque nele logo após tirá-lo de cima da chama da vela.
  • Para desenrolar a linha, basta segurar o cata-vento e deixar a linha livre.
  • Pode-se fazer os cortes mais facilmente usando-se uma tesoura. Porém, a tesoura perde o fio.
Esquema de montagem


   Projeto Experimentos de Física com Materiais do Dia-a-Dia - UNESP/Bauru

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