Análise de um motor-foguete bi-propelente aplicada ao ensino de termodinâmica: um estudo de caso

Analysis of a bi-propellent rocket engine applied to teaching thermodynamics: a case study

Resumo

A importância do protagonismo do aluno no processo de aprendizagem é reconhecida há bastante tempo. Diversas metodologias têm sido desenvolvidas, como sala invertida e o ensino baseado em projeto, ou sua variante menos complexa o ensino baseado em estudo de caso. A termodinâmica e a mecânica dos fluidos são algumas das mais complexas disciplinas ensinadas na física e engenharias. Dentre suas principais dificuldades para os alunos, são a terminologia e os conceitos pouco conectados ao cotidiano, além da necessidade de em uma analise, haver a necessidade de conexão entre vários destes conceitos e uma matemática mais complexa que a encontrada na mecânica newtoniana. O estudo de caso é considerado por vários autores uma variante do ensino baseado em projetos mais simples de ser implementado e aceito pelos estudantes. Neste trabalho é realizado um estudo de caso sobre as relações termodinâmicas de um motor-foguete bi-propelente direcionada aos alunos de engenharia. A partir de um modelo simplificado do motor, uma modelagem matemática é feita utilizando a primeira lei da termodinâmica e suas implicações. Para a realização dos cálculos matemáticos a partir da análise, é considerado um motor cujo propelente e combustível são oxigênio líquido e hidrogênio líquido (LOX/LH2), respectivamente. Este estudo de caso está em sintonia com as diversas notícias sobre exploração espacial dos projetos da Índia, China ou do chamado new space.

Palavras-chave:
Estudo de Caso; Termodinâmica; Aeroespacial; Foguetes