EXPERIMENTO DIDÁTICO DE BAIXO CUSTO PARA DISCUSSÃO QUANTITATIVA DA LEI DE CONDUÇÃO DE FOURIER

Autores

DOI:

https://doi.org/10.26512/rpf.v9i1.54013

Palavras-chave:

Lei de Fourier. Experimento. Material didático. Ensino de física.

Resumo

Um dos componentes curriculares das engenharias com índices de reprovação já identificados como altos em relatos na literatura, é assim que geralmente é descrita a disciplina de “fenômenos dos transportes”. Também aparece sob outros nomes, ou mesmo diluído em outros componentes curriculares, mas os assuntos abordados são os processos de troca de energia e massa. Entre os motivos que aparecem como centrais na dificuldade com essa disciplina está a falta de experimentação. Tendo isso em vista este artigo descreve um protótipo de baixo custo e fácil construção. Basicamente um tubo de PVC, com água em seu interior, de forma que, utilizando-se da plataforma Arduino para coletar e armazenar os valores de temperatura, podemos monitorar a temperatura do fluido no interior do tubo e do ambiente em tempo real. A partir dos ensaios experimentais realizados com o protótipo obtivemos uma série de resultados que nos permitiram verificar a Lei de condução de Fourier, caracterizar o valor da resistência térmica para o tubo, bem como modelar a equação de resfriamento do objeto com um ajuste de r²=0,999.

Referências

ADMIRAL, T. D. Aula experimental remota: determinação do coeficiente de restituição utilizando Arduino. Revista de Enseñanza de la Física, v. 34, n. 1, p. 93-100, 2022. doi: <https://doi.org/10.55767/2451.6007.v34.n1.37937>.

ALITOLEF, S. S. Algumas Aplicações das Equações Diferenciais. Ji Paraná: UNIR, 2011. f. 42. (Trabalho de Conclusão de Curso) Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Rondônia IFRO, Cacoal, 2019.

CARVALHO, A. M. P.; SASSERON, L. H. Ensino de física por investigação: referencial teórico e as pesquisas sobre as sequências de ensino investigativas. Ensino em Re-Vista, v. 22, n. 2, p. 249-266. 2015. doi: <https://doi.org/10.14393/ER-v22n2a2015-1>.

GOMES, L. C. A ascenção e queda da teoria do calórico. Caderno Brasileiro de Ensino de Física. v. 29, n. 3, p. 1030-1073, 2012. Disponível em: <https://doi.org/10.5007/2175-7941.2012v29n3p1030>.

GRIFFTHS, D. J. Introduction to electrodynamics. Cambridge, Cambridge University Press, 2017.

GUILHON, I. R. M.; ADMIRAL, T. D. Solução numérica da equação de Laplace através do método da relaxação. Revista Brasileira de Ensino de Física. v. 45, n. 1, p. e20220256, 2023. doi: <https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2022-0256>.

KUHN, T. S. A estrutura das revoluções científicas. São Paulo, Ed. Perspectiva. 1998.

MORAES, J. U. P.; SILVA JÚNIOR, R. S. Experimentos didáticos no Ensino de Física com foco na Aprendizagem Significativa. Latin American Journal of Physics Education. v. 9, n. 2, p. 2504, 2015.

PIFER, A.; AURANI, K. M. A teoria analítica do calor de Joseph Fourier: uma análise das bases conceituais e epistemológicas. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 37, n. 1. p. 1603, 2015. doi: <https://doi.org/10.1590/S1806-11173711681>.

SANTOS, S. B.; FABIAN, E. M. Índice de reprovação em mecânica dos Fluidos na Engenharia Mecânica da UFMT. Brazilian Journal of Development. v. 6, n. 9, p. 68596-68606, 2020. doi: <https://doi.org/10.34117/bjdv6n9-342>.

SARTORELLI, J. C.; SOSOUME, Y.; YOSHIMURA, E. M. A Lei de Resfriamento de Newton Introdução às Medidas em Física - Parte II. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 21, n. 1, P. 116-121, 1999.

SÉRÉ, M. G.; COELHO, S. M.; NUNES, A. D. O papel da experimentação no ensino da física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física. v. 20, n. 1, P. 30-42, 2003.

SILVA, S. L. L. A primeira Lei de Newton: uma abordagem didática. Revista Brasi- leira de Ensino de Física. v. 40, n. 3, p. e3001, 2018. doi: <https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2018-0015>.

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Publicado

2025-01-15

Como Citar

EXPERIMENTO DIDÁTICO DE BAIXO CUSTO PARA DISCUSSÃO QUANTITATIVA DA LEI DE CONDUÇÃO DE FOURIER. Revista do Professor de Física, [S. l.], v. 9, n. 1, p. 94–107, 2025. DOI: 10.26512/rpf.v9i1.54013. Disponível em: https://periodicostestes.bce.unb.br/index.php/rpf/article/view/54013. Acesso em: 22 fev. 2025.