A convecção térmica

Ponto de Partida

Objetivos

Explicar o fenômeno da transmissão de calor através da convecção térmica, utilizando um aparato experimental bem simples.   Explorar fenômenos do nosso cotidiano como o movimento da fumaça e a formação de ventos.

   Discutir o fenômeno da inversão térmica.

Estratégias

1) Comece explicando a transmissão de calor por condução, radiação e por ultimo por convecção. 2) Faça um esquema no quadro mostrando que o fluido mais quente é menos denso por isso tende a ir para cima enquanto o fluido mais frio é mais denso e por isso tende a descer. Uma sugestão é desenhar um recipiente com um líquido com esse conjunto sendo aquecido por baixo:


3) Mostre inúmeros exemplos do nosso cotidiano em que esse fenômeno está presente. Um deles, que causa um bom impacto nos alunos, é o exemplo da geladeira que possui o congelador na parte superior e as suas prateleiras são feitas de grades. Na parte de sugestões há mais alguns exemplos que podem ser usados.

Atividade

Para uma boa visualização do fenômeno da convecção térmica, pode-se fazer uma experiência bem simples na própria sala de aula. Para isso, serão necessários os seguintes materiais:

Uma garrafa plástica de refrigerante de pelo menos dois litros.

Um canudo de papel.

Fósforo ou isqueiro.

Montagem e Execução do Experimento

Faça dois furos em lados opostos da garrafa.

Em um desses furos coloque o canudo de papel com parte dele no exterior e a outra parte no interior da garrafa.

Coloque fogo na extremidade externa do canudo de papel. Observe que a fumaça do lado externo sobe e a fumaça do lado interno desce.

Pergunte aos alunos porque isso acontece. É interessante ouvir as teorias formuladas por eles.

Após ouvir as respostas dos alunos para esse fenômeno explique que no exterior a fumaça por estar muito quente, ela é menos densa e por isso ela sobe. No interior, como a fumaça esteve em contato com as paredes do canudo de papel ela esfria, se torna mais densa e por isso ela desce.

Sugestões

1) Como exemplos do fenômeno da convecção térmica se podem citar as brisas marinhas, o motivo pelo qual os aparelhos de ar condicionado são colocados na parte superior dos recintos, o funcionamento de chaminés e os balões de ar quente. 2) Como atividade extra, peça para os alunos fazerem um trabalho sobre a poluição do ar e a inversão térmica, fenômenos intimamente ligados à convecção térmica.