os desafios da escola pÚblica paranaense na .pressão de vapor é exatamente igual à pressão...

Download OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE NA .pressão de vapor é exatamente igual à pressão atmosférica

Post on 12-Feb-2019

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Verso On-line ISBN 978-85-8015-076-6Cadernos PDE

OS DESAFIOS DA ESCOLA PBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Artigos

ANLISE EXPERIMENTAL DO CONCEITO DE UMIDADE RELATIVA DO AR

Alessandro Bontempi1

Amrico Tsuneo Fujii2

RESUMO: O presente trabalho tem por escopo apresentar a estudantes do ensino mdio o conceito de umidade relativa do ar. Para isso, foi construdo um higrmetro de baixo custo, onde as temperaturas de bulbo seco de bulbo mido foram colhidas em diferentes condies climticas e utilizadas no clculo da umidade relativa do ar. Procurou-se ainda demonstrar aos estudantes que ferramentas computacionais gratuitas podem auxiliar no estudo e compreenso de fenmenos cientficos. Os resultados demonstraram que a utilizao conjunta de experimentos e anlise computacional proporcionou significativo aprendizado do conceito de umidade relativa do ar.

Palavras chave: higrmetro; umidade relativa do ar; experimentao; ensino mdio.

INTRODUO

Sabemos que atualmente os meios de comunicao divulgam diariamente

informaes relacionadas previso do tempo, incluindo a temperatura diria e

umidade relativa do ar. Contudo, ao receber a informao, em especial sobre a

umidade relativa do ar, faz-se a incorreta interpretao de seu contedo, por no

conhecer adequadamente seu conceito, pois em geral os textos didticos

negligenciam o assunto, mas que na verdade diariamente presente a vida de

qualquer pessoa.

Objetivando uma correta interpretao da informao, direito fundamental do

educando com acesso a uma formao de qualidade, este trabalho busca por

intermdio da experimentao e anlise computacional dos dados, proporcionar ao

aluno uma compreenso significativa do conceito de umidade relativa do ar. Assim,

a presente pesquisa prope a construo de um higrmetro, equipamento simples

secularmente utilizado para medidas de parmetros necessrios ao clculo da

umidade relativa do ar, abordando conceitos de fsica trmica e fsico-qumica. A

construo feita com a utilizao de materiais de baixo custo, alm do laboratrio

de informtica disponvel atualmente na maioria das escolas pblica do Estado do

Paran.

1Professor PDE. Graduado em Fsica, Especialista em Fsica, Mestre em Engenharia Mecnica.

2Professor Orientador. Doutor em Fsica. Docente do Departamento de Fsica da Universidade

Estadual de Londrina.

O presente trabalho foi desenvolvido no Colgio Estadual Lcia de Barros

Lisboa, na cidade de Londrina, Estado do Paran, com alunos matriculados no 2

ano do Ensino Mdio, perodo noturno, no decorrer do primeiro semestre de 2014,

em um total de 64 horas/aula, conforme a Matriz Curricular do PDE 2013/2014.

Primeiramente foram apresentados os conceitos e equaes que embasam o

entendimento da umidade relativa do ar, incluindo a resoluo de exerccios e

debate, de modo a criar uma estrutura bsica, alicerce fundamental da fase

experimental e computacional, focos principais para consolidao do conceito.

IMPORTNCIA DA EXPERIMENTAO NO ENSINO DE FSICA

Por muito tempo pairou em nosso meio uma cultura em que ensinar cincia

seria apenas transmisso de conceitos, ficando para a pedagogia os aspectos

relacionados ao aprendizado (FILHO, 2009). Aps muitas discusses estudos e

analise, conclui-se pela urgncia na utilizao de novas abordagens no ensino de

cincias, sobretudo as que utilizam a interdisciplinaridade. vasta literatura que

trata da importncia experimental no ensino de fsica.

Tem-se aqui uma pequena reviso bibliogrfica a cerca do tema, no

objetivando o levantamento de todas as posies, mas daquelas que so mais

recorrentes.

Mauricio Nogueira Maciel desenvolveu um estudo que levantou as principais

publicaes em peridicos nos anos de 2000 a 2010, concluindo que a

experimentao vem sendo utilizada como agente motivador (SILVA, 2013).

Maria Lucia Vital dos Santos tambm analisou a produo recente na rea de

experimentao no ensino de fsica e concluiu que a experimentao continua sendo

tema de grande interesse dos pesquisadores, apresentando ampla gama de

enfoques e finalidades para o ensino de Fsica (ARAJO, 2013).

Maria do Carmo Galiazzi realizou uma pesquisa sobre a experimentao em

sala de aula, cujo os resultados apontaram para sua a pouca utilizao, apesar da

crena dos professor que por meio dela pode-se transformar o ensino de cincia

(GALIAZZI, 2013).

Paulo Cesar Castro Lopes analisou a formao de professores de Fsica

atravs do desenvolvimento da atividade experimental, onde alunos universitrios do

curso de licenciatura em Fsica ministraram experimentos em uma sala de aula da

rede pblica, concluindo que a linguagem pouco precisa utilizada pelos estudantes

na explicao do fenmeno fsico revela a fragilidade do seu conhecimento prvio a

respeito do assunto e que no basta apenas informar para que eles consigam se

apropriar de um conhecimento (LOPES, 2013).

Carvalho Silva props a construo de um higrmetro utilizando um pequeno

ramo de vagem de sobreiro, tendo sido executados por alunos da terceira srie do

ensino fundamental, concluindo que o grau de entusiasmo das crianas e a

compreenso de bsicos conceitos como evaporao, demonstrou que o ensino

experimental pode propiciar a introduo de conceitos bsico de cincia muito antes

da 8 srie, atual 9 ano. (CARVALHO, 2002).

Contudo, deve-se ter atendo para que as aulas experimentais no se tornem

meramente ilustrativas, com pouca ou quase nenhuma explorao os conceitos

cientficos, o que de nada valeria o trabalho experimental.

HIGRMETRO

Higrmetro um aparelho utilizado em larga escala para medies das

propriedades do ar mido. O primeiro relato de uso da diferena entre a temperatura

de bulbo seco do ar e a temperatura de bulbo mido de um sensor recoberto por

uma superfcie evaporante ocorreu no sculo XVIII, de forma que o higrmetro o

mais antigo instrumento utilizado para determinao do contedo do vapor d'gua na

atmosfera (FRITSCHEN, 1979). Os higrmetros mais comuns utilizam sempre o

mesmo princpio o da evaporao da gua.

A principal funo de um higrmetro fornecer leituras para o clculo de

parmetros do ar mido, de modo que seja possvel, por exemplo, dimensionar

ambientes onde os valores de temperatura e umidade se encontrem dentro da faixa

de conforto trmico para maioria das pessoas.

TIPOS DE HIGRMETROS DE BAIXO CUSTO

A centena de anos a humanidade procura analisar as propriedades do ar

mido em busca da compreenso de fenmenos meteorolgicos. Um dos primeiros

instrumentos utilizados para medio destas propriedades do ar foi o higrmetro.

Muitas so as configuraes de higrmetros, onde apresentaremos a seguir

as mais recorrentes quando se trata de baixo custo.

A) Higrmetro de fio de cabelo

Um dos higrmetros de baixo custo mais utilizados o higrmetro de fio de

cabelo, sendo vrias suas formataes. A figura abaixo mostra um higrmetro de fio

de cabelo.

Figura1-Higrmetro de fio de cabelo (GONZATTI, 2013)

Um fio de cabelo AC enrolado na haste de um ponteiro no ponto B e preso

nos pontos A e C. A depender da umidade relativa, o fio de cabelo se longa ou se

contrai deslocando o ponteiro (GONZATTI, 2013).

B) Higrmetros qumicos

Operam por absoro, por meio de reaes qumicas que deslocam o

equilbrio (Composto azul + gua Composto rosa) de acordo com a quantidade de

gua absorvida. Utilizam o mtodo denominado ponto de orvalho, isto , a

temperatura em que se inicia a condensao do vapor de gua (FELTRE, 2008).

Figura2 - Higrmetro qumico (FELTRE, 2008)

C) Higrmetro de bulbo seco e bulbo mido

Outro higrmetro de baixo custo muito utilizado o higrmetro de bulbo seco

e de bulbo mido, figura 03.

Figura3- Higrmetro de bulbo seco e bulbo mido (BONTEMPI, 2004)

Este higrmetro formado por dois termmetros presos a uma haste onde um

deles fica com seu bulbo envolvido em uma mecha de algodo constantemente

umidificada com gua deionizada ou pura. Atravs de um ventilador, que

simplesmente utilizado para acelerar o processo, o ar escoa pelos dois

termmetros.

Um dos termmetros denominado termmetro de bulbo seco e o outro

termmetro de bulbo mido. Com as leituras das temperaturas de bulbo seco e de

bulbo mido podemos calcular vrios parmetros do ar unido.

Na experimentao deste projeto, foi utilizado um higrmetro de bulbo seco e

de bulbo mido, montado com materiais disponveis na maioria das escolas

pblicas.

Para anlise deste higrmetro, devemos primeiramente verificar os conceitos

relacionados, sem o qual no possvel sua inteira compreenso. Tais conceitos

so os de temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo mido, presso do

vapor e presso do vapor saturado.

C.1- TEMPERATURA DE BULBO SECO

A temperatura de bulbo seco (Tbs) nada mais do que a temperatura do ar

ambiente, podendo ser medida com um termmetro sem nenhuma adaptao.

chamada de temperatura de bulbo seco, porque o bulbo do termmetro no

permanece em contado com nenhuma substncia, a no ser o ar ambiente.

C.2- TEMPERATUA DE BULB

Recommended

View more >