Um experimento para ensino de conceitos de transferência de calor em laboratório de física

Lüdke, Everton; Adornes, Alcides G.R.; Gomes, C. A.; Adornes, Rosane Bohrer

doi:10.1590/s1806-11172013000100019

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“…To optimize the cooling of a drink, we need to consider the most relevant factors [10]. These include:…”

Section: Heat Transfermentioning

confidence: 99%

A thermodynamic analysis of alternative cooling options for beverages

Costa,

Mata,

Nascimento

et al. 2024

Phys. Educ.

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The so-called artificial ices are easily found on the market nowadays. They are commercialized with the promise of freezing drinks in general. The advantage over traditional ice is that they do not dilute drinks during the cooling process. These artificial ices come in a variety of forms, including plastic, gel, stone, and metal. In this study, we investigate theoretically and experimentally the effectiveness of these objects in comparison to traditional water ice (ordinary ice). Our findings suggest that artificial ice produced without water provides a less significant cooling effect when compared to those made with water and traditional water ice. Additionally, we observed that the material used to coat the ice has a significant impact on the cooling process and can be selected based on its specific application. We also suggest an experimental parameter that can be used to verify the effectiveness of these objects. Finally, our results are supported by thermodynamic laws.

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“…To optimize the cooling of a drink, we need to consider the most relevant factors [10]. These include:…”

Section: Heat Transfermentioning

confidence: 99%

A thermodynamic analysis of alternative cooling options for beverages

Costa,

Mata,

Nascimento

et al. 2024

Phys. Educ.

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“…Contudo, os experimentos realizados nessas disciplinas, em geral, utilizam equipamentos sofisticados e caros, o que torna essas aulas práticas inacessíveis para muitas instituições de ensino (LUDKE et al, 2013).…”

Section: Abstract -unclassified

Tanque hidráulico experimental para cálculo de perda de carga em tubulações

García

Falcão

Neto

et al. 2016

R. Eletr. Cient. da Uergs

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Resumo -O artigo descreve a construção de um tanque hidráulico para o cálculo da perda de carga em dutos cilíndricos retos e a execução dos ensaios. O tanque possui estrutura simples, baixo custo, robustez e versatilidade necessárias para a realização de ensaios de fácil execução, baseados no registro dos tempos associados à variação da altura da coluna de água num tubo vertical. A utilização deste equipamento em aulas experimentais mostrou-se muito eficaz, possibilitando a comprovação de resultados teóricos a partir da utilização de modelos reais. Os resultados obtidos são apresentados em planilhas eletrônicas, cuja elaboração baseou-se na aplicação dos princípios de conservação de massa e energia no escoamento de fluidos viscosos, e nas equações de perda de carga distribuída e localizada. O experimento proposto constitui uma ferramenta pedagógica interessante, tendo em vista que sua execução requer a participação ativa dos alunos na realização dos ensaios e na execução de cálculos. A rotina de cálculos, visando comparar valores experimentais perda de carga obtidos experimentalmente com valores teóricos, abrange uma sé-rie de conceitos e equações da Mecânica dos Fluidos, propiciando que a aprendizagem desse conteúdo seja feita a partir de um problema real. Palavras-chave -Perda de carga. Tanque hidráulico. Mecânica dos fluidos. Abstract -The article describes the construction of a hydraulic tank designed for head loss calculation in straight cylindrical pipeline and the essays execution.The tank has low cost, simple structure, robustness and versatility required for carrying out easy execution tests, upon the recording of the time associated with changes in height of the water column in a vertical tube. The use of this equipment in practical lessons was very effective, engaging students in carrying out the tests and performing calculations. The obtained results were satisfactory and presented on spreadsheets, whose development consists on applying the principles of the mass and energy conservation in the flow of viscous fluids, as well as equations for continuous and local head losses. This experimental activity is an interesting pedagogical tool, since its implementation requires the active participation of students in carrying out tests calculations. The routine of calculations, aiming to compare head losses experimentally obtained with theoretical values, covers many concepts and equations of Fluid Mechanics, providing an opportunity for learning this subject upon the analysis of a real problem.

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“…O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de viabilizar uma estratégia de ensino desse assunto, visando a observação do comportamento térmico de um sistema físico real e a estimativa de seus parâmetros físicos, a partir de um experimento didático de baixo custo e de fácil execução. Cabe destacar que o desenvolvimento de experimentos didáticos de baixo custo voltados para o ensino de física aplicada na graduação tem se intensificado nos últimos anos (GASPAR, 2014;LIMA, 2018); e, nesse sentido, na área de transferência de calor e massa, incluem-se os trabalhos de Laburú e Rodrigues (1998) e Ludke et al (2013). A aquisição de materiais, confecção do equipamento e a realização dos ensaios foram concebidos dentro dessa proposta.…”

Section: Introductionunclassified

Experimento didático de baixo custo para determinação do perfil de temperatura de uma aleta exposta ao ar ambiente

García

Sauer

Amaral

et al. 2021

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O ARTIGO DESCREVE UM EXPERIMENTO DIDÁTICO DE BAIXO CUSTO, NO QUAL AS TEMPERATURAS NUMA ALETA, EXPOSTA AO AMBIENTE, CONVECÇÃO NATURAL E REGIME PERMANENTE, SÃO REGISTRADAS COM CÂMERA TERMOGRÁFICA. PARA A REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS, FOI CONFECCIONADO UM EQUIPAMENTO CONSTITUÍDO POR UMA CAIXA DE ISOPOR E UMA HASTE CILÍNDRICA DE ALUMÍNIO, PINTADA DE PRETO, ENGASTADA NESSA CAIXA. A PORÇÃO INSERIDA NA CAIXA ¬FICOU IMERSA EM UM BANHO DE ÁGUA COM TEMPERATURA CONTROLADA, E O PERFIL DE TEMPERATURA NA PORÇÃO EXPOSTA AO AR FOI DETERMINADO. OS DADOS EXPERIMENTAIS FORAM CONFRONTADOS COM VALORES PREVISTOS, NO MODELO TEÓRICO TRADICIONAL, QUE CONSIDERA APENAS A TRANSFERÊNCIA CONVECTIVA DE CALOR NA SUPERFÍCIE DA ALETA E, COM UM MODELO MODIFICADO, NO QUAL TAMBÉM É COMPUTADA A TRANSFERÊNCIA RADIANTE DE CALOR NESSA SUPERFÍCIE. OS RESULTADOS OBTIDOS INDICAM A NECESSIDADE DE CONSIDERAR A TRANSFERÊNCIA DE CALOR POR RADIAÇÃO E A ADEQUABILIDADE DA METODOLOGIA PROPOSTA NA DETERMINAÇÃO DO PERFIL DE TEMPERATURA EM ALETAS E DO EMPREGO DO EXPERIMENTO PARA ¬FINS DIDÁTICOS. PALAVRAS-CHAVE: ALETAS. CONVECÇÃO DO CALOR. RADIAÇÃO DO CALOR.

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Um experimento para ensino de conceitos de transferência de calor em laboratório de física

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A thermodynamic analysis of alternative cooling options for beverages

A thermodynamic analysis of alternative cooling options for beverages

Tanque hidráulico experimental para cálculo de perda de carga em tubulações

Experimento didático de baixo custo para determinação do perfil de temperatura de uma aleta exposta ao ar ambiente

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