Simpósio Nacional de Ensino de Física

A Lei do Resfriamento de Newton: Conduçao e Radiaçao

Adriana Gomes Dickman, Ronald Dickman


Resumo

Experimentos didáticos são fundamentais na aprendizagem de conceitos de física. Além da visualização de fenômenos, o procedimento experimental permite uma sistematização da análise de dados e resultados. Em alguns casos, é possível medir constantes da natureza com precisão. Em termodinâmica, há uma grande variedade de experimentos simples, possíveis de serem realizados com material de fácil aquisição. Por outro lado, quando o fenômeno requer alguma precisão, o custo e a dificuldade aumentam significativamente, exigindo um planejamento cuidadoso do experimento. Vários experimentos requerem um bom isolamento térmico do sistema em estudo para fornecerem resultados consistentes com a teoria. Em geral, é necessário o uso de calorímetros de alta qualidade, difíceis de serem encontrados em laboratórios didáticos. Assim, é interessante considerar uma classe de experimentos que aproveitam a troca de calor entre o sistema e o ambiente, dispensando, portanto, o isolamento térmico. Um exemplo clássico é a determinação do calor específico de um sólido ou líquido por meio da lei de resfriamento de Newton. Neste trabalho utilizamos o experimento projetado para medir o calor específico de um líquido, por meio da lei de resfriamento de Newton, para mostrar quais os principais mecanismos de troca de calor entre o sistema e o ambiente. Assim, analisamos a curva de resfriamento da água destilada aquecida em dois copos de alumínio, sendo um deles polido e o outro pintado de preto. Identificamos dois aspectos desse experimento que permitem ao professor aprofundar a discussão da troca de calor: (1) o copo pintado de preto apresenta uma variação mais rápida de temperatura, implicando a radiação como processo importante; (2) a curva de resfriamento difere sensivelmente de uma exponencial simples, levantando a possibilidade da convecção e/ou a dependência dos parâmetros – condutividade e emissividade, com a temperatura desempenharem um papel relevante no processo de resfriamento.

Sessão

O Ensino de Física para a Graduaçao (física, engenharias, química, biologia, arquitetura, arte, etc.) e Alfabetizaçao Científica e Tecnológica e Ensino de Física

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Dados adicionais

Autores: Adriana Gomes Dickman, Ronald Dickman

Instituições: Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Universidade Federal de Minas Gerais

Simpósio: XVII

Ano: 2007

Apresentação: Painel

Como Obter

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