Olá, professores! Que tal um experimento para facilitar a assimilação desse tópico de física?
Física 5 - Corrente de Convecção
Usaremos esses materiais para demonstração prática de uma das formas mais importantes de transferência de calor: CONVECÇÃO.
Clique e assista:
👉Corrente de convecção - YouTube
PLANO DE AULA
Disciplina: Ciências da Natureza/ Física.
Curso: Aplicável a partir do sexto ano do ensino fundamental.
Tema: Sexto ano do ensino fundamental: Propriedades físicas dos materiais.
Sétimo ano do ensino fundamental: Formas de propagação do calor.
Oitavo ano do ensino fundamental: Fontes e tipos de energia. Transformação de energia.
Duração de cada aula: 50 minutos
Objetivos:
- Compreender a condução de calor através do uso do modelo proposto.
- Analisar e representar a organização gradativa dos conceitos de termodinâmica.
- Distinguir as diferentes sensações térmicas dos materiais distintos.
Abertura da aula:
Local: Sala de aula ou laboratório equipado com quadro para explicação teórica.
Organização da turma: Para melhor visualização e compreensão, aconselha- se que os estudantes estejam acomodados em círculo (sala de aula) ou agrupados nas bancadas (laboratório)
Distribuição dos materiais: Sendo um experimento de apenas um exemplar, o professor poderá realizar o mesmo demonstrando para turma os resultados ou pedir a um estudante suporte para a realização do experimento.
O professor irá acender a vela, em seguida colocará o tubo de vidro em cima da vela, após irá encaixar a divisória de alumínio no interior do tubo de vidro.
A vela e o fósforo ficarão em posse do professor para segurança dos estudantes. A manipulação das divisórias de alumínio pode ser feita pelos estudantes desde que estejam na presença do professor.
* Recomendamos que os estudantes tenham alguns instantes para explorar os materiais antes do início das instruções. Assim, evitamos que se distraiam durante a fala do professor.
Convecção: Perguntas que podem ser apresentadas aos estudantes:
1- O que é calor? E como o calor se transmite?
2 -Vocês já ouviram falar sobre convecção de calor? Se sim, o que lembram sobre isso?
2- Por que o ar quente sai de um lado e o ar frio do outro da divisória de alumínio?
3- Por que na retirada da divisória de alumínio a vela apagou-se?
Desenvolvimento da prática:
Etapa 1: O professor deve acender a vela, colocando a vela acesa sobre o suporte de madeira, após isso colocar o tubo de vidro em cima da vela. Posteriormente, encaixar a divisória de alumínio no interior do tubo, de forma que a divisória de alumínio seja um instrumento que venha a separar o tubo de vidro ao meio.
Resultado esperado: Após o estudante fazer o experimento ele irá analisar a corrente de convecção, com a entrada de ar frio de uma lado e subindo ar quente pelo outro.
Condução das discussões:
A corrente de convecção de ar quente é um processo de transformação de calor que acontece devido à movimentação interna de fluidos, como a água ou o ar atmosférico, graças ao empuxo atmosférico.
Podemos perceber esse evento em nosso cotidiano, como por exemplo o ar condicionado onde o ar frio desce e o ar quente sobe e também uma água fervendo para fazer uma sopa ou um café, onde a parte mais aquecida sobe e a parte mais fria desce dentro do recipiente.
Na primeira etapa do experimento a divisória de alumínio separa o ar quente do ar frio, onde a corrente de convecção pode ser observada pela entrada do ar frio de uma lado e a subida de ar quente pelo outro.
Na segunda etapa do experimento, onde essa divisória de alumínio é removida, a mistura dos dois tipos diferentes de ar (quente e frio) causa o apagamento da vela. A convecção do gás quente para a parte de cima do tubo impede a entrada de ar novo e a vela acaba apagando por falta de oxigênio para alimentar a combustão.
Materiais disponibilizados no kit:
Ao fazer o pedido deste kit, terá à sua disponibilidade:
1 vela
1 tubo de vidro
1 divisória de alumínio
1 caixa de fósforo para ascender a vela
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