PROPAGAÇÃO DE CALOR POR CONDUÇÃO: EXPERIMENTO COM LÂMINA DE ALUMÍNIO (Anais do Salão Inovação, Ensino, Pesquisa e Extensão, 2024)
A condução térmica é um dos principais meios de propagação de calor, sendo o processo pelo qual o calor flui de uma área mais quente para uma área mais fria através de um material. Esse fenômeno é importante para entender como diferentes materiais se comportam em situações de aquecimento, especialmente em contextos práticos do cotidiano. Para explorar esse conceito, realizamos um experimento utilizando uma lâmina de alumínio, conhecida por sua alta condutividade térmica. O objetivo foi estudar como o calor se propaga por condução nesse material e entender suas propriedades. O experimento foi realizado no laboratório de física do Instituto Estadual Padre Francisco Garcia. Esse experimento é parte intengrante do conjunto experimental Meios de Propagação do Calor, fornecido pela RBL Tecnologia para o laboratório. Na montagem do experimento, uma lâmina de alumínio foi fixada em uma haste metálica, que contava com um suporte para cinco esferas de aço. As esferas foram posicionadas sobre a lâmina com o auxílio de parafina de uma vela acesa, que serviu para mantê-las firmemente presas à haste. Em seguida, acendemos uma lamparina a álcool e a colocamos em uma das extremidades da haste, de forma que o calor fosse direcionado para uma das pontas da lâmina de alumínio. A ideia era observar como o calor se propagava ao longo da lâmina e qual seria a reação das esferas à medida que o calor se movia pela estrutura. Conforme a lâmina de alumínio aquecia, o calor começou a se transferir pela haste de forma gradual, resultando na queda das esferas de aço. O interessante foi que as esferas caíram de maneira sequencial, começando pela mais próxima da lamparina e terminando pela mais distante. Esse comportamento demonstrou como o calor se propaga através de um bom condutor térmico, como o alumínio, que transferiu a energia térmica de forma ao longo de sua superfície. As esferas caíram em intervalos de tempo relativamente curtos (em torno de 20 a 30 segundos), mostrando a alta eficiência do alumínio na condução do calor. À medida que o calor era conduzido, o alumínio permitia que as esferas se soltassem da parafina que as mantinham presas. A rapidez com que o calor foi transmitido do ponto de aquecimento até a última esfera reforçou as propriedades do alumínio como excelente condutor térmico. Esse fenômeno de transferência de calor, conhecido como condução térmica, foi evidenciado de maneira prática e visual para toda a turma. A prática também serviu para demonstrar o princípio de que o calor sempre flui das regiões mais quentes para as mais frias, buscando atingir o equilíbrio térmico. Essa observação foi válida para o entendimento dos conceitos fundamentais de condução térmica. Ademais, o experimento evidenciou a importância dos materiais na condução de calor. O alumínio, por ser um bom condutor, rapidamente transmitiu a energia térmica, enquanto em outros materiais, como isolantes térmicos, esse processo seria muito mais lento. Esse experimento prático foi essencial para complementar o aprendizado teórico sobre condução térmica e reforçar o entendimento dos princípios físicos associados com a transferência de calor. A visualização direta do processo ajudou a fixar os conceitos e a compreender melhor como o calor se move através de diferentes materiais. Também foi uma oportunidade de aplicar esses conhecimentos em uma situação real, facilitando a compreensão dos conteúdos teóricos. Ao final, foi realizada uma roda de discussões com toda a turma, levantando as possíveis margens de erro no experimento, como a quantidade de gotas na fixação das esferas, que embora, não tenha interferido na sequência de queda, poderia ter alterado o resultado.