A arandela girante é um

modelo semelhante aos

exaustores de ar de salões e

indústrias.

O ar quente, sendo menos

denso que o ar frio, tende a

subir e escapar por estes

exaustores, fazendo com que o

ar circule pelo local.

Este modelo tem utilidade em aulas de

física, na parte de convecção térmica,

pois seu funcionamento ocorre através da

passagem de ar pelo interior da Arandela.

Seu objetivo é esclarecer, por meio de

uma prática experimental, conceitos

físicos, estes por vezes complexos aos

olhos dos alunos.

Além disto, mostra o quão interessante é

estudar a disciplina de Física,

principalmente em sua parte

fenomenológica, a qual atrai e instiga

pelo conhecimento.

Construindo a Arandela

Girante

Os materiais necessários para sua confecção são:

◦ Duas folhas de tamanho A4;

◦ Lápis;

◦ Régua;

◦ Fita adesiva;

◦ Tesoura;

◦ Abajur sem cúpula;

◦ Pedaço de arame de 20 cm aproximadamente.

A montagem se faz da seguinte maneira:

1º Passo: Em uma das folhas A4 imprima o modelo

de arandela girante disponível no site do Ponto

Ciência (link ao final do livro), recortando-o em

seguida.

2º Passo: Marque, na segunda folha A4, os pontos

onde as hélices serão firmadas. Lembre-se, utilize o

comprimento da folha como referência e não a

largura. Além disso, os pontos devem estar na mesma

distância uns dos outros.

3º Passo: Feita a marcação dos pontos, fixe as

hélices na folha com o auxílio da fita adesiva. Ao

fim desta parte, observe que a arandela já estará

de acordo com o modelo abaixo.

4º Passo: Firme o arame no abajur, como no exemplo

abaixo e, após isso, coloque a arandela acima da

ponta do arame. Acenda a lâmpada e observe o que

acontece quando esta aquece, devido a passagem da

energia elétrica.

A arandela fará o papel da cúpula do abajur,

esta contendo ar em temperatura ambiente no

seu interior. Ao passo que a lâmpada se

aquece, o ar contido no interior da arandela

também é aquecido, agitando as moléculas

deste.

Este aquecimento faz com que a densidade do ar

diminua, tornando possível a entrada do ar frio pela

parte inferior da arandela, criando um ciclo de

convecção térmica. Percebe-se que as hélices da

arandela se movem, isso se dá por que quando as

moléculas de ar aquecido vão subindo para dar lugar

ao ar frio, colidem com as hélices da arandela,

movimentando-as.

A convecção térmica é um tipo de transferência de energia sob

a forma de calor, ocorrendo somente em meios líquidos e

gasosos. Essa transferência só se torna possível nesses dois

meios pelo fato de que necessita do movimento das moléculas,

este causado pela diferença de densidade do meio quando

aquecido ou resfriado (lembrando que, quando se quer aquecer

o meio, deve-se colocar a fonte de calor na parte inferior do

recipiente e, quando se quer resfriar, a fonte de resfriamento

coloca-se na parte superior).

Pense em uma panela de pressão...Quando a temperatura da panela e da

água em que está cozinhando o feijão, por exemplo, estiver igual, não

ocorre o processo de convecção térmica.

Mas então, quando ele ocorrerá?

Ao passo que a panela vai aquecendo-se, passa a conduzir energia sob a

forma de calor para as moléculas do líquido presente, pois as mesmas estão

tocando as paredes internas da panela. Quando a temperatura do líquido se

elevar um pouco, já haverá a diferença de densidade entre as moléculas de

baixo do recipiente e as de cima, isto faz com que as moléculas de cima

desçam, devido sua maior densidade. Quando estas moléculas que

desceram aquecerem, elas subirão, gerando as correntes de convecção

térmica.

Exemplo da Panela de Pressão.

http://pontociencia.org.br/pdf/helicesA3.pdf. Acessado em 15/11/2012.

http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=r

ja&ved=0CCoQFjAB&url=http%3A%2F%2Fpontociencia.org.br%2Fgerarpdf%2F

index.php%3Fexperiencia%3D481&ei=yu2kUMqNNO650AGNrYHYCw&usg=A

FQjCNHXgUZTbUkD1Qjj0u0ZhSc29_yaMg&sig2=-QdFjfGztgsL_X86SLsAjA.

Acessado em 15/11/2012.