EXPERIMENTO DE FÍSICA: máquina térmica

As máquinas térmicas foram os primeiros dispositivos mecânicos a serem utilizados em larga escala na indústria, por volta do século XVIII. Na forma mais primitiva, era usado o aquecimento para transformar água em vapor, capaz de movimentar um pistão, que por sua vez, movimentava um eixo que tornava a energia mecânica utilizável para as indústrias da época.

Chamamos máquina térmica o dispositivo que, utilizando duas fontes térmicas, uma quente e uma fria, transforma a energia térmica em energia mecânica (trabalho).

Objetivos

Nesse experimento temos como objetivo demonstrar o funcionamento de uma máquina térmica, bem como explicar a física presente no funcionamento da mesma.

O professor poderá também através desse experimento trabalhar de maneira melhor o conteúdo de transformações de energia, visto que a energia térmica fornecida pela fonte quente é transformada em energia mecânica na forma de trabalho.

Materiais Utilizados

• 1 Lata de Refrigerante;

• 1 lata de desodorante(cata-vento);

• 2 pedaços de arame de 35cm;

• 1 chapa metálica de 4,5x15cm;

• 1 base principal de 22x 14cm;

•  Massa Epóxi;

• 2 arrebite de repuxo;

• Parafusos;

• 1 lata de sardinha (fonte de calor).

Princípio de Funcionamento do Experimento

Através deste experimento, os alunos poderão visualizar o funcionamento de uma máquina térmica, e após a realização do experimento, o professor poderá, de maneira mais fácil, introduzir os conceitos de Calor, trabalho e de transformações de energias.

Nesse experimento o calor (energia térmica em trânsito) é fornecido pela fonte quente para a lata de refrigerante, este por sua vez é transformado uma parte em trabalho, que faz a hélice girar fortemente e outra parte é rejeitada para a fonte fria, que nesse caso será o meio externo que está à temperatura ambiente.

Imagem do experimento pronto com suas partes indicadas.

Baixe o caderno do experimento clicando em download, o qual tem todos os passos e os procedimentos necessários para construir e fazer o uso do experimento!

É fácil e de baixo custo para construir esse experimento didático simples.

Experimento produzido em 2015 por: Marcos Paulo

                                                                       Wellisson Silveira

EXPERIMENTO DE FÍSICA: Cofre de Dilatação Superficial

      A dilatação térmica dos sólidos é algo que ocorre com frequência em nosso cotidiano, porém muitas vezes o professor, ou até mesmo os alunos de física não têm uma ideia sobre um experimento desse fenômeno que ocorre com os sólidos ao serem aquecidos.

      O fenômeno de dilatação térmica dos sólidos é um processo pelo qual um sólido sofre uma variação nas suas dimensões, quando está sujeito a uma variação de temperatura, nesse caso um aumento da sua temperatura. Algo parecido acontece quando o corpo sofre uma diminuição na sua temperatura, ocorrendo uma contração das suas dimensões.

Objetivos

       Neste experimento, o principal objetivo é mostrar o fenômeno de dilatação dos sólidos, em particular a dilatação superficial. Assim, quando a moeda aquecer, poderemos provar que as variações de temperaturas podem causar alterações nas dimensões dos materiais por meio da modificação do estado de agitação das moléculas e dos átomos que compões tal material, e a moeda sofrerá uma dilatação em sua área, o que a proíbe entrar no cofre. Dessa forma o professor poderá mostrar aos alunos que esse fenômeno realmente acontece, explicando com detalhes o conteúdo, além de poder falar sobre outros exemplos do cotidiano dos alunos.

Materiais Utilizados

•   2 bases laterais de 17 x 12 cm;

•   1 base de sustentação (para suporte da moeda) de 5,4 x 30,5 cm;

•   1 chapa metálica de 10 x 17,4 cm;

•   1 pedaço de fio de cobre;

•   1 moeda de 25 centavos;

•   13 parafusos;

•   1 lata de refrigerante cortada, com altura de 7 cm;

•   1 base central de 30,4 x 17 cm.

Princípio de Funcionamento do Experimento

      Inicialmente o professor deve mostrar que a moeda está em temperatura ambiente, assim como o cofre. Em seguida, ele pode mostrar que a moeda consegue entrar no cofre com essa temperatura.

      Uma fonte de energia térmica deve ser acionada, que neste experimento é a lata de refrigerante cortada, contendo álcool, onde se cria uma pequena chama. A medida que a moeda vai recebendo essa energia térmica, sua temperatura vai aumentando, até o ponto em que a moeda não consegue entrar mais no cofre, ocorrendo a dilatação de suas dimensões, nesse caso uma dilatação superficial.

Imagem do experimento pronto com suas partes indicadas.

      Baixe o caderno do experimento clicando em download, o qual tem todos os passos e os procedimentos necessários para fazer o experimento funcionar! É fácil e de baixo custo para você construir esse experimento didático simples.

Produzido em 2015 por: Marcos Paulo

                                           Wellisson Silveira