Topo

Simulador de Transformações Termodinâmicas – Guia do professor

Guia do professor para uso do Simulador de Transformações Termodinâmicas

Caro colega, esta página foi escrita para ajudar a adoção do Simulador de Transformações Termodinâmicas na sua prática docente. A lista a seguir não pretende esgotar os assuntos que podem ser tratados com o apoio do simulador de transformações termodinâmicas: calor; ciclos; cinética dos gases; compressibilidade; coordenadas termodinâmicas; energia; entropia; equilíbrio termodinâmico; escalas; escalas de temperatura e pressão; expansão térmica; expansibilidade; fluido; funcionamento de máquinas dotadas de cilindro e êmbolo; gás ideal ou perfeito; lei de Boyle; lei de Charles e Gay-Lussac; leis fundamentais da termodinâmica; manômetro; máquinas térmicas; massa; movimento browniano; pressão e pressão manométrica; processos: adiabático, isobárico, isométrico, isotérmico e politrópico; propriedades mensuráveis; relação entre área e pressão; relação entre força e pressão; rendimento; temperatura; termômetro; trabalho; volume etc..

Este guia poderá lhe valer como um roteiro de utilização deste objeto de aprendizagem, visto que este programa foi desenvolvido sob um preceito hipermidiático a semântica do termo ‘roteiro’ aqui empregado não possui a significação de ‘caminho a ser percorrido’ e sim de um conjunto de dicas para que você se familiarize rapidamente com suas idiossincrasias.

anel da haste do
cilindro grande
Este atuador, quando arrastado na vertical, permite a alteração da variável ‘volume’. Veja, na escala, que a razão de compressão é 5 para 1.
dica: O Macromedia Flash não é, estrito senso, um programa de autoria hipermídia, assim, oriente seus alunos a movimentarem lentamente os atuadores e a persistirem caso o clicar em um ícone não produza a modificação esperada.
anel da haste do
cilindro pequeno 
Este atuador, quando arrastado na vertical, permite a alteração da variável ‘volume’. Veja, na escala, que a razão de compressão é 5 para 1.
dica: O Macromedia Flash não é, estrito senso, um programa de autoria hipermídia, assim, oriente seus alunos a movimentarem lentamente os atuadores e a persistirem caso o clicar em um ícone não produza a modificação esperada.
dial do
bico de gás
Este atuador, quando arrastado na vertical, permite modificar a altura da chama e, consequentemente, a energia interna do sistema. Há condições em que ele não atua (temperatura invariável por exemplo). Observe que o aumento da temperatura implica no aumento da velocidade média das partículas do gás.
dica:
a velocidade das partículas não é a mesma .
cadeado pressão Clicar sobre ele torna a pressão invariável ou a faz retornar à condição de variável.
dica:
se o cadeado de pressão for travado com a pressão na condição mínima e o volume no máximo ou com a pressão na condição máxima e o volume no mínimo só seria possível alterar o volume isobaricamente alterando-se dramaticamente a temperatura. A visualização deste efeito é conseguida alterando-se a cor das partículas do gás (branco – vermelho) e animando a chama.
cadeado temperatura Clicar sobre ele torna a temperatura invariável ou a faz retornar à condição de variável.
cadeado volume Ao clicar sobre ele os efeitos do atrito são eliminados e a haste do cilindro grande é liberada. Um novo clique reverte esta condição.
dica:
quando o cadeado é aberto o link “Clique aqui e compreenda a mecânica que faz o êmbolo retornar.“, na janela com texto de apoio, abre a página “http://www.stefanelli.eng.br/simulador-variacao-pressao-volume/” com as explicações do porquê o êmbolo retorna à posição inicial. Fechar o browser ou selecionar a aba “Simulador de Transformações Termodinâmicas” faz o simulador retornar.
dica:
a animação ao lado faz parte da página “http://www.stefanelli.eng.br/simulador-variacao-pressao-volume/”. Estimule os estudantes a arrastar o êmbolo para baixo e soltar.
dica:
observe que, quando solto, o êmbolo passa do ponto de início antes de retornar a esta posição. Variando o ponto em que o êmbolo é solto a dramaticidade desta característica também varia.
dica: comente com seus alunos que se, de fato, o êmbolo não possuísse massa e não houvesse atrito ele provavelmente seria expelido do cilindro.
dica:
o principal objetivo da inclusão da página http://www.stefanelli.eng.br/simulador-variacao-pressao-volume/ é a de ser um modelo e inspirar o colega com a possibilidade do desenvolvimento de novas páginas abordando os assuntos relacionados.
bloco sem lápis torna visível/ oculta o texto de apoio (janela Transformações Termodinâmicas).
janelinha
(ampliar)
amplia/ reduz a janela do texto de apoio ocupando totalmente o espaço da tela (janela Transformações Termodinâmicas). Ela só é acessível com a janela ‘Transformações Termodinâmicas’ visível
lupa
(zoom)
amplia/ reduz o tamanho da fonte do texto de apoio (janela Transformações Termodinâmicas) como medida de apoio a estudantes portadores de necessidades especiais. Este ícone só é acessível com a janela ‘Transformações Termodinâmicas’ visível
Janela
Transformações Termodinâmicas
Nela são exibidos os textos de apoio sensíveis ao contexto, isto significa que o programa seleciona o texto de acordo com a ação que o interagente desempenhou. Eles estão no arquivo textos\janela.txt e podem ser escritos no formato HTML 1.0, ou somente texto (formato MIME).
Ao rolar os texto da janela até o final você verá uma orientação com a seguinte: ‘arquivo: janela.txt avptmrla’. Este código é um acrônimo da condição em que este texto será exibido:
a = altera, v = volume, p = pressão, t = temperatura, m = massa, r = retém, la = libera atrito. Assim, o texto deste exemplo será exibido quando todas as variáveis estiverem livres e o cadeado do atrito for liberado. Outro exemplo: avmrpt altera volume e massa, retém pressão e temperatura: este texto será exibido quando os três cadeados estiverem travados, o cilindro grande for acionado e o pequeno reagir. o código amvrpt aparecerá na mesma condição do anterior, todavia, quando o cilindro pequeno for acionado.
as ‘Tags’ HTML 1 que poderão ser utilizadas na escrita do texto são:
link externo <a href=”” target=””></a>;
negrito <b></b>;
quebra de linha <br>;
fonte <font size=”” color=”” face=””></font>;
imagem <img src=””>;
itálico <i></i>;
lista <li></li>;
parágrafo <p></p>;
intervalo <span></span>;
sublinhado <u></u>.Estrutura do arquivo textos\janela.txt:
este arquivo é dividido em blocos que contém os textos para cada ação. Eles iniciam e terminam com o sinal & “êh comercial” e têm a seguinte estrutura:
para html: &HTMLnome=<html>…</html>&. O sinal de igualdade “=” e a ‘string’ à esquerda não podem ser alterados. ‘HTML’ é um código usado no programa, o ‘nome’ é o acrônimo da condição que chamará o texto ente <body>…e…</body>

para somente texto: &HTMLnome=…&
ou &HTMLnome=<html><body>…e…</body></html>&
dica: no formato somente texto você poderá selecionar por teclar [Enter] ou a Tag <br> para forçar um novo parágrafo.
dica:
evidentemente o formato html é mais flexível.
Esta janela pode ser movida, arrastada por sua barra de título, fechada, clicando-se no botão [x] ou no bloco sem lápis e ampliada, clicando-se na janelinha.
dica: estimule os estudantes a explorarem o texto. Quando o cursor do mouse mudar para o ícone de um ‘dedo indicador’ é sinal que aquela palavra é um link (é necessário estar on-line e possivelmente, conforme as configurações do antivírus e browser, algumas configurações). Um atalho é clicar com o botão direito do mouse sobre o link selecionar ‘copiar link’ e ‘colar’ na barra de endereços do browser.
dica: em virtude de algum problema técnico é possível que os textos de apoio não sejam carregados pelo programa ao iniciar. Isto ficará evidente se após alguns movimentos do mouse a tela inicial da janela de apoio não for substituída pelos conteúdos. A confirmação virá por um xis [x] vermelho sobre o bloco sem lápis. Clicar no xis [x] vermelho é a medida corretiva.

círculo azul com interrogação (?) abre e fecha uma pequena ajuda para interação com a interface. Na condição ‘fechar’ o símbolo muda para um (x).
bloco com lápis Faz o ponto desenhar o rastro da sua trajetória no espaço cartesiano. Este efeito pode ser desabilitado com novo clique sem a perda das curvas existentes.
Dica: mover lentamente os atuadores melhora a precisão do traçado.
lixeira Só é visível se houver uma curva no espaço cartesiano. Sua utilidade é intuitiva.
variáveis do eixo cartesiano Um clique sobre as variáveis no diagrama permite selecionar num menu qual variável será estudada no eixo das ordenadas ou abscissas.
Dica:
alterar as variáveis altera a cor do rastro sem a perda das curvas existentes, permitindo comparações.
impressora abre o menu de impressão para a seleção da modalidade de impressão.
Dica:
veja abaixo as opções.
impressora tela permite imprimir alguns dos gráficos visíveis na tela. Esta opção se justifica na possibilidade de você, ou seu aluno, imprimir o resultado de uma transformação num arquivo formato pdf e enviar eletronicamente como estratégia de educação mediada por tecnologia e(ou) a distância.
Dica:
prevendo a possibilidade de impressão em papel reduzi, na medida do possível, os objetos que proporcionariam desperdício de tinta (a exemplo do fundo negro dos relógios ou a janela com texto de apoio).
impressora diagrama imprime apenas o diagrama ocupando eficientemente o espaço da folha. Esta modalidade de impressão foi idealizada para ser utilizada, em especial, no meio analógico para prática e avaliação.
Dica: também há redução no desperdício de tinta, o fundo de contraste não é impresso.
impressora texto imprime os gráficos e o texto de apoio que estiver visível na janela ‘Transformações Termodinâmicas’.
Dica: o texto ocupará a parte inferior da folha.
círculo azul com
a letra cê (C)
Créditos. Nome do autor, dos colaboradores e dos que ajudaram e(ou) virão a ajudar/ colaborar na produção deste trabalho.
Como considerações finais desejo que este programa o ajude, de fato, na sua prática docente e peço que você compartilhe suas experiências, método, textos de apoio, dificuldades e o que mais julgar relevante com outros usuários.

Este ambiente não tem a pretensão de substituir a realidade, tampouco o trabalho do professor e sim o de ser um apoio à visualização dos conceitos da Termodinâmica.

Eduardo Stefanelli

Engenheiro por profissão, professor por vocação

Nenhum comentário

Deixe um comentário