Estudo Experimental da Transferência de Calor em Aletas com Emprego de Equipamento de Baixo Custo

Abstract

O trabalho desenvolvido consistiu na elaboração de um experimento didático e de um produto educacional destinado ao ensino da transferência de calor em aletas. O experimento didático foi concebido a partir da ideia de que os ensaios fossem de fácil execução e com emprego de equipamento de baixo custo. Esses pressupostos tendem a viabilizar a adoção do experimento em diversas instituições de ensino, pois o emprego de equipamentos cujo custo requer um processo de aquisição institucional envolve custos financeiros e trâmites burocráticos que dificultam sobremaneira a oferta da aula experimental planejada. Além disso, há a necessidade de que os ensaios a serem realizados forneçam resultados quantitativos cujos desvios em relação ao modelo proposto sejam compatíveis com a incerteza inerente a um sistema físico real, bem como aos materiais, equipamentos e instrumentos cotidianamente utilizados na prática de engenharia. Neste ponto, cabe ressaltar que resultados experimentais quantitativos condizentes com as previsões teóricas obtidas com o emprego das fórmulas e equações apresentadas em aulas teórico-expositivas podem contribuir para uma maior participação dos alunos e estimulá-los no aprendizado dos conceitos teóricos e na vinculação destes conceitos com a prática. De modo geral, o experimento didático foi desenvolvido através da seleção dos materiais, montagem do equipamento e realização dos ensaios. A partir dos resultados obtidos na comparação dos dados experimentais com os valores teóricos fornecidos pelo modelo matemático proposto foram promovidos ajustes no equipamento e nas condições operacionais dos ensaios. Após a conclusão desta primeira etapa, buscou-se elaborar uma proposta de ensino da transferência de calor em superfícies estendidas (aletas), baseada no experimento didático concebido. Dessa forma, a intenção deste trabalho foi desenvolver um produto educacional com atividades voltadas para o estudo teórico e prático da transferência de calor em aletas, tendo como ponto de partida uma aula experimental com emprego de equipamento didático de baixo custo. O produto educacional é composto por um questionário prévio sobre conceitos de transferência de calor, uma videoaula, um uma aula experimental, um questionário final sobre conceitos de transferência de calor em aletas e um questionário de avaliação.