Determination of the Mechanical Equivalent of Heat through Electrical Measurements
| Autor: | Dias Jr, Marco Antonio |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Souza, James Alves |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
Experimentação
Laws of Thermodynamics Joule Efeito Fotovoltaico Leis da Termodinâmica FISICA::FISICA GERAL::FISICA ESTATISTICA E TERMODINAMICA [CIENCIAS EXATAS E DA TERRA] Heat FISICA::FISICA GERAL [CIENCIAS EXATAS E DA TERRA] Experimentation Caloria Photovoltaic Effect FISICA::FISICA GERAL::INSTRUMENTACAO ESPECIFICA DE USO GERAL EM FISICA [CIENCIAS EXATAS E DA TERRA] |
| Zdroj: | Repositório Institucional da UFSCAR Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
| Popis: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Scientific experimentation is a practical activity that can be widely used in the classroom to boost the motivation of students for learning Physics concepts. It can also be promising to improve the relationship between teacher and students. Experimentation can be used as a complementary methodology for the theoretical classes of Physics in order to facilitate the understanding of physical concepts usually treated in an abstract and mathematical way. Experimentation can be applied as a demonstration activity, in which the teacher is the mediator of the activity, or an activity performed by the students themselves, aiming the description of a investigated phenomenon. In this work we perform an experiment for the determination of the mechanical equivalent of the calorie through a different approach to the celebrated experiment carried out by James Prescott Joule. Our goal was to introduce new technologies and devices used to monitor the physical properties of the system for obtaining the equivalent between joules and calories through measurements of parameters such as electric voltage and current. Using a solar photovoltaic cell, as a power source, connected to a resistor inserted in an adiabatic calorimeter, we explore concepts such as heat and temperature and the difference between both, energy, analysis and processes of thermodynamic systems, the laws of thermodynamics and the Joule and photovoltaic effects. Our proposal was successfully received by the students, having a motivating and integrative character. It is also promising for the mathematical treatment of the phenomena described through propagation of errors, by plotting and fitting the curve obtained experimentally and the modeling of the system. Our educational product consists of a guide for assembling the experiment and several suggestions of physical concepts that can be approached during the execution of the experiment in a simple and adequate language for high school Physics teachers. A experimentação científica é uma atividade prática que pode ser utilizada em sala de aula para aumentar a motivação de alunos para aprendizagem de conceitos de física, podendo ser promissora também para a melhoria da relação entre professor e alunos. Esta pode ser utilizada como uma metodologia complementar das aulas teóricas de física no intuito de ser uma atividade facilitadora para o entendimento de conceitos físicos usualmente tratados de forma abstrata e matemática. A experimentação pode ser aplicada como uma atividade de demonstração, em que o professor é o mediador da atividade, ou uma atividade realizada pelos próprios alunos partindo da descrição de um determinado fenômeno que se deseja investigar. Neste trabalho construímos um experimento para a determinação do equivalente mecânico da caloria através de uma abordagem um pouco diferente do célebre experimento realizado por James Prescott Joule. Nosso objetivo foi, através do experimento, inserir novas tecnologias e equipamentos de monitoramento de propriedades físicas do sistema para obtenção do equivalente entre joules e calorias através de medidas de parâmetros elétricos, como tensão e corrente elétricas. Utilizando uma placa solar fotovoltaica como fonte de alimentação conectada a um resistor inserido em um calorímetro adiabático foi possível explorar conceitos como calor e temperatura e a diferença entre ambos, energia, análise e processos de sistemas termodinâmicos, as leis da Termodinâmica e os efeitos Joule e fotovoltaico. Nossa proposta foi muito bem recebida em sala de aula, tendo um caráter motivador, integrador e promissor para o tratamento matemático dos fenômenos envolvidos através da propagação de erros, plotagem e ajuste da curva obtida experimentalmente e a modelagem do sistema. Nosso produto educacional consiste de um guia para a montagem do experimento e várias sugestões de conceitos que podem ser abordados durante a execução do experimento em uma linguagem simples e adequada para o professor de Física do nível médio de ensino. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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