Desenvolvimento de um experimento didático operável remotamente para o ensino de termometria: um método para a determinação do coeficiente de dilatação linear do cobre baseado em efeito Joule

Development of a remotely operable experiment for teaching thermometry: a method for determining the coefficient of linear expansion based on the Joule effect

Nesse trabalho apresentamos o “Termometria”, um experimento que pode ser controlado remotamente através da internet. Os aspectos da montagem são discutidos em termos das principais áreas de desenvolvimento, a saber, a estrutura física do experimento, a parte eletrônica, ou hardware, e o software. Em seguida, o modelo teórico para a determinação do coeficiente linear de dilatação do cobre é apresentado em detalhes. Os resultados obtidos para o cálculo do coeficiente de dilatação linear indicam que os desvios relativos são de até 7%, em módulo, para tempos de aquecimento da ordem de 3 segundos ou menos, podendo atingir até 2% apenas para tempos da ordem de 1 segundo. Para tempos maiores que 3 segundos os desvios se tornam expressivos, podendo chegar a 75% para tempos de aquecimento da ordem de 10 segundos. A partir desses resultados, alguns aprimoramentos puderam ser delineados como, por exemplo, colocar o experimento em um compartimento isolado para mitigar o efeito de correntes de ar no laboratório, reduzindo assim a condutividade térmica do meio e aumentando a acurácia das medidas de temperatura. Essa melhoria será implementada no futuro. Do ponto de vista didático, a montagem permite inúmeras abordagens para diversos níveis de ensino. Algumas considerações nesse sentido são apresentadas.

Palavras-chave:
Atividades experimentais; experimentos remotos; termometria; efeito Joule