15Física na Escola, v. 4, n. 1, 2003 Troca de Calor por Convecção

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Aproposta para a construçãodo experimento apresentadanesse trabalho surgiu da aná-

lise de uma exposição de Termodi-nâmica da Estação Ciência (Stuchi eFerreira, 2002).

Montagem

MaterialOs materiais necessários para a

construção do experimento são: doiscanecões de alumínio, dois pedaços detubos de alumínio (retirado de antenasde televisão em desuso) de 40 cm decomprimento, um ebulidor, massaepóxi, uma rolha de borracha (oucortiça) no diâmetro dos tubos dealumínio, uma base de madeira deaproximadamente 20x60 cm e umtermômetro (opcional).

Procedimentos para a montagem1. Fure os canecões para a inserção

dos tubos. Os furos podem estar espa-çados entre si em 7 cm e centralizadosno corpo dos canecões (Figura 1);

2. Encaixe os tubos nos canecões(Figura 2). Tome o cuidado de vedaras superfícies de contato dos tuboscom os canecões com massa epóxipara evitar vazamentos de água(Figura 3);

3. Depois que a massa epóxi esti-ver seca, coloque os canecões sobre abase de madeira, encha-os de água,posicione o ebulidor e o termômetroe o experimento está pronto para seriniciado (Foto 1).

O Experimento emFuncionamento

Antes do ebulidor ser ligadoqualquer uma das extremidades dostubos de alumínio, que estão dentro

dos canecões sem o ebulidor, deve sertampada com a rolha. O procedimen-to acima é necessário para que o pro-cesso de troca de calor não inicie an-tes da água ferver, o que prejudicariauma boa observação do fenômeno. Onúmero de extremidades a serem tam-padas não influencia no resultado dademonstração, apenas facilita omanuseio do experimento (no caso deser uma das extremidades tampadasao invés das quatro ao mesmo tem-po).

Acompanhe o aumento da tempe-ratura da água com um termômetro.Com uma das extremidades dos tubostampada, a água aumenta de tempe-ratura apenas dentro do canecão onde

Adriano M. StuchiDepartamento de Ciências Exatas eTecnológicasUniversidade Estadual de Santa Cruz,Ilhéus, BAE-mail: stuchi@uesc.br.

Apresentamos uma sugestão para a constru-ção de um experimento com material de baixocusto para a verificação do fenômeno da con-vecção. O ensaio é simples e pode ser utilizadopor professores do Ensino Médio.

Figura 1.

Figura 2.

Figura 3.

16 Física na Escola, v. 4, n. 1, 2003

está o ebulidor.Quando a água entrar em ebuli-

ção, pode-se aproveitar a oportuni-dade para demonstrar aos alunos quea temperatura da água permanececonstante enquanto ela ferve.

Depois que a água ferveu a rolhapode ser retirada mantendo-se oebulidor ligado. Olhando os canecõespor cima, observa-se o turbilhão for-mado pela água quente entrando nocanecão onde está a água fria. O tubode alumínio superior permanece

Troca de Calor por Convecção

quente, enquanto o infe-rior está frio. Colocado otermômetro em contatocom a água dentro decada canecão, monitora-se a elevação detemperatura da água emum reservatório e a dimi-nuição no outro.

Há troca de calor daágua dos dois canecõescom o ebulidor. Devido àcomunicação entre os re-servatórios, a água maisfria se desloca em direçãoao ebulidor, trocando delugar com a água quente.A água quente, que é me-nos densa que o volume

igual de água fria, flui pelo tubo su-perior. A água fria atravessa o tubode baixo.

A convecção se caracteriza pelatroca de calor através do deslocamentode porções de água quente e fria. Osfluxos de água quente através do tubosuperior e água fria pelo tubo infe-rior são as correntes de convecção.

ConclusãoO experimento apresentado é uma

proposta de demonstração do conceito

Foto 1. Montagem do experimento.

Referências BibliográficasStuchi, A.M.; Ferreira, N.C.

Análise de uma Exposição Científicae Proposta de Intervenção, São Paulo,dissertação de mestrado (IFUSP,2002).

de troca de calor por convecção cons-truído com material de baixo custo.A atividade é útil para professores deescolas públicas com poucos recursosmateriais.

Outra vantagem do experimentoproposto é que a demonstração dofenômeno não depende da utilizaçãode um termômetro. O professor queencontrar dificuldades em conseguirum termômetro para a realização doexperimento, pode fazer uso da visãoe do tato (experimentando aproximarcuidadosamente a mão para verificarqual tubo de alumínio está frio ouquente e olhando o turbilhão de águaquente dentro do canecão com águafria ou ainda colocando corante emum dos canecões) para demonstrar atroca de calor por convecção. Outrasugestão é que os alunos participemda demonstração verificando osefeitos descritos pelo professor intera-tivamente.

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