A montagem do laboratório

Para podermos realizar experimentos de Física, particularmente de Física Térmica ou Termodinâmica, é necessário um espaço com bancadas, cubas com torneiras, fontes de calor, caixas termicamente isoladas para conservar gelo para as práticas, armários para vidrarias, termômetros, etc. Apesar de podermos fazer muitos experimentos em sala de aula, a previsão de um espaço adequado para as práticas laboratoriais é fundamental para trabalharmos, dada a maior facilidade de acomodação dos instrumentos, e de tê-los sempre à mão, de aquecimento da água ou de qualquer outra substância, de armazenamento do gelo, e maior acesso a panos, toalhas, etc., pois, uma sala de aula comum não oferece esses itens dificultando, embora não impedindo, as práticas laboratoriais.

Não obstante a essa necessidade, é raro uma escola pública que mantém seu laboratório em ordem e funcionando, uma vez que este é visto como algo supérfluo e que, comumente, acaba adquirindo novas funções bem distantes de seu real objetivo e, mesmo

em casos em que o laboratório resiste montado, é difícil vê-lo funcionando adequadamente, visto que deslocar alunos para o laboratório didático e depois trazê-los de volta para a sala de aula causa um movimento que em geral não é bem visto pelos coordenadores e inspetores de alunos.

A escola que escolhemos para desenvolver o projeto não fugia à regra pois, no espaço destinado a funcionar originalmente como laboratório didático, cadeiras, carteiras e diversos objetos velhos se amontoavam no seu interior. Já as bancadas com cubas e torneiras, e os armários para guardar vidrarias estavam cobertos de poeira e entulho; o forro, telhado, calhas, etc. estavam deteriorados e precisavam de uma ampla reforma para poderem cumprir sua verdadeira função.

Conforme previsto no projeto inicial, os recursos disponibilizados pela FAPESP para a reforma do laboratório da E.E. Major Prado foram implementados. Enquanto a reforma seguia seu curso, iniciamos a análise de quais experimentos seriam úteis para construirmos os conceitos básicos da Termodinâmica. Vale dizer que muitos experimentos realizados, inclusive os experimentos que iniciaram nosso trabalho laboratorial, foram concretizados com materiais do dia-a-dia11, materiais, estes, que seriam descartados, como garrafas PET, canudos de refrigerante, pequenas garrafas de vidro ou plástico como aquelas que contêm sucos concentrados de caju, uva, etc. e também, com materiais de baixo custo de aquisição como pequenas mangueiras de borracha tipo “tripa de mico”, massa epóxi, álcool colorido, óleo de cozinha, bacias, etc.

11 _{Muitos experimentos de Física com materiais do dia-a-dia podem ser encontrados no site:} www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/. Esses experimentos são disponibilizados com os seguintes dados científicos: objetivo, contexto, idéia do experimento, tabela de materiais a serem utilizados, montagem e comentários. São experimentos simples e fáceis de montar, concebidos de maneira a utilizarem materiais que seriam descartados ou de baixo custo. Outra característica conveniente, tendo em vista a situação dos laboratórios didáticos das escolas públicas, é a facilidade de realizar esses experimentos em sala de aula.Alguns experimentos que realizamos foram divulgados numa oficina de Termodinâmica, por ocasião do II Encontro de Ensino de Ciências, Física e Astronomia realizado na PUC – SP no período de 14 a 16 de

Além dos recursos disponíveis para a reforma, havia também a previsão de uma verba para compra de materiais de laboratório. Assim, analisamos catálogos de empresas fabricantes de equipamentos de laboratório para selecionarmos aqueles que nos auxiliariam na pesquisa, e encontramos nesses catálogos um kit de Calorimetria e Termometria com diversos equipamentos importantes para o desenvolvimento e o andamento do projeto. Seguem abaixo os equipamentos que constam do kit de Calorimetria e Termometria:

- 01 termoscópio;

- 01 termômetro – 10º C a 110º C; - 01 termômetro clínico;

- 01 termômetro de máxima e mínima;

- 01 calorímetro copo interno 220 ml de alumínio, e tampa com furo para termômetro;

- 01 copo béquer de vidro 250 ml; - 01 carretel de linha;

- 03 corpos de prova em alumínio; - 03 corpos de prova em ferro;

- 01 aquecedor elétrico de imersão 1000 W; - 01 tela de amianto;

- 01 queimador à álcool gel com abafador, tampa e reservatório; - 01 tripé triangular de ferro zincado;

Compramos também termômetros digitais utilizados para desenvolvermos o conceito de temperatura e calor, conforme veremos adiante. Também compramos um anel de Gravesand que se constitui de:

setembro de 2000.

- 01 esfera de metal de diâmetro igual a 29 mm com cabo de 16 cm; - 01 anel de metal de diâmetro interno de 29 mm com cabo de 16 cm.

Conforme constava no catálogo do fabricante, este instrumento didático, idealizado pelo matemático e físico holandês Willem Jacob’s Gravesand (1688 – 1742), tem o intuito de demonstrar, de maneira simples e eficaz, que substâncias sólidas suficientemente aquecidas dilatam-se de maneira perceptível. Ora, é justamente esse o objetivo da compra deste equipamento: demonstrar a dilatação superficial, através do aumento do diâmetro do anel, e a volumétrica, através da expansão da esfera.

Com o intuito de estudar transformações gasosas e também o motor termodinâmico em sua função de transformar energia térmica em energia mecânica por meio da expansão do vapor de água, adquirimos, da mesma empresa, uma máquina à vapor que constitui-se num recurso tecnológico interessante, pois se percebe claramente o aquecimento da caldeira e o vapor sendo formado, e conseqüentemente, o pistão se movimenta a grande velocidade no interior do cilindro. Esse movimento mecânico, por sua vez, está ligado a um gerador elétrico que fornece energia elétrica para acender um painel com LED’s. Portanto, temos o calor liberado pela combustão convertendo-se em energia mecânica (movimentação dos pistões) e esta em energia elétrica (acendimento dos LEDs)Esta máquina foi adquirida por considerarmos que, em certos conteúdos, a visualização do modelo permitiu uma melhor compreensão dos fenômenos que abordamos. Atualmente nossos alunos têm contato com um mundo no qual os recursos tecnológicos são abundantes e avançam rapidamente. Conseqüentemente, nós professores, não podemos mais prescindir dos recursos tecnológicos e continuar apenas com livros, lousas e giz, pois, dessa forma, corremos o risco de não motivar os alunos.