A convecção térmica

Paulo Augusto Bisquolo

Ponto de Partida

Leitura do artigo Calorimetria no site Educação do UOL.

Objetivos

  • Explicar o fenômeno da transmissão de calor através da convecção térmica, utilizando um aparato experimental bem simples.
  • Explorar fenômenos do nosso cotidiano como o movimento da fumaça e a formação de ventos.
  • Discutir o fenômeno da inversão térmica.

Estratégias

1) Comece explicando a transmissão de calor por condução, radiação e por ultimo por convecção.


2) Faça um esquema no quadro mostrando que o fluido mais quente é menos denso por isso tende a ir para cima enquanto o fluido mais frio é mais denso e por isso tende a descer. Uma sugestão é desenhar um recipiente com um líquido com esse conjunto sendo aquecido por baixo:

3) Mostre inúmeros exemplos do nosso cotidiano em que esse fenômeno está presente. Um deles, que causa um bom impacto nos alunos, é o exemplo da geladeira que possui o congelador na parte superior e as suas prateleiras são feitas de grades. Na parte de sugestões há mais alguns exemplos que podem ser usados.

Atividade

Para uma boa visualização do fenômeno da convecção térmica, pode-se fazer uma experiência bem simples na própria sala de aula. Para isso, serão necessários os seguintes materiais:

  • Uma garrafa plástica de refrigerante de pelo menos dois litros.
  • Um canudo de papel.
  • Fósforo ou isqueiro.

 

Montagem e Execução do Experimento

  • Faça dois furos em lados opostos da garrafa.
  • Em um desses furos coloque o canudo de papel com parte dele no exterior e a outra parte no interior da garrafa.
  • Coloque fogo na extremidade externa do canudo de papel. Observe que a fumaça do lado externo sobe e a fumaça do lado interno desce.
  • Pergunte aos alunos porque isso acontece. É interessante ouvir as teorias formuladas por eles.
  • Após ouvir as respostas dos alunos para esse fenômeno explique que no exterior a fumaça por estar muito quente, ela é menos densa e por isso ela sobe. No interior, como a fumaça esteve em contato com as paredes do canudo de papel ela esfria, se torna mais densa e por isso ela desce.

    Sugestões

    1) Como exemplos do fenômeno da convecção térmica se podem citar as brisas marinhas, o motivo pelo qual os aparelhos de ar condicionado são colocados na parte superior dos recintos, o funcionamento de chaminés e os balões de ar quente.

    2) Como atividade extra, peça para os alunos fazerem um trabalho sobre a poluição do ar e a inversão térmica, fenômenos intimamente ligados à convecção térmica.

  • Paulo Augusto Bisquolo
    é professor de física do colégio COC-Santos (SP).

    

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