1) O documento descreve um projeto para construir um termômetro digital usando um joystick de computador para ensinar termometria. 2) O projeto inclui montar o termômetro, calibrá-lo e realizar vários experimentos sobre temperatura em sala de aula. 3) Os resultados dos experimentos realizados com alunos do ensino médio mostraram que o termômetro construído pode medir efetivamente a temperatura e a frequência cardíaca durante diferentes atividades físicas.

1. PROJETO DE INSTRUMENTAÇÃO PARA O ENSINO TERMOMETRIA ATRAVÉS DO COMPUTADOR Aluno Bernardo de Mello Medina Isidoro Lopes Orientadores Roberto Pimentel (CAp-UFRJ) Carlos Eduardo M. Aguiar (IF-UFRJ) Licenciatura Noturna em Física Instituto de Física Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza Universidade Federal do Rio de Janeiro

2. Objetivos do trabalho Construir um termômetro Calibrar Realizar experimentos Aplicar em sala de aula 1 2 3 4

3. O joystick de computador

4. Outros personagens... Computador com porta de jogos DB-15 Termistores NTC da ordem de 30 k  Cabo extensor

5. Montagem e pinagem

6. Data-MAP montado

7. Separação dos fios

8. O protótipo Data-MAP 1

9. Vantagens do Data-MAP Separação espacial entre o sensor e a unidade de leitura Medição em locais de difícil acesso Armazenamento instantâneo dos dados no computador Armazenamento de grande quantidade de dados Detecção de variações de temperatura muito rápidas ou muito lentas Acompanhamento da evolução temporal da temperatura Realização de até 3 medições simultâneas (com 3 sensores)

10. Calibração: conceitos

11. Calibração Resistência elétrica Temperatura X

12. Pontos experimentais da calibração

13. Curvas características 10 k  30 k  100 k 

14. Experimentos Realizados... Resfriamento endotérmico da água com Cebion. Martelando com força. Investigando a geladeira e o congelador. Panela de macarrão: análise da temperatura em três pontos. Velocidade de aquecimento de um metal. Efeito Picanha. Convecção versus condução de calor. Resfriamento do café. Temperatura ambiente ao longo de 24 horas. Corpo humano. Sensibilidade da pele e evaporação. Superresfriamento. Efeito Mpemba.

15. Comprimido de Cebion 30 k 

16. Massinha de modelar 30 k 

17. Massinha de modelar (duas pancadas) 30 k 

18. Investigando o congelador 10 k 

19. Abrindo a porta do congelador 10 k 

20. Panela de macarrão S1 : no fundo (em contato direto com o metal) S2 : dentro da própria água S3 : na alça da panela, que também é de aço inox

21. Panela de macarrão 100 k 

22. Aquecimento do metal 100 k 

23. Aquecimento do metal

24. Efeito “Picanha”

25. Condução vs. Convecção 100 k 

26. Condução vs. Convecção

27. Resfriamento do Café 100 k 

28. Resfriamento do Café dentro da garrafa térmica

29. Temperatura ambiente ao longo de 24 horas meio-dia 100 k  dia quente

30. Comparando a temperatura dentro do quarto e na varanda 100 k  dia nublado e frio

31. Temperatura do ar expirado 30 k 

32. Evaporação com álcool 30 k 

33. Sensibilidade da pele 30 k  30 k  30 k 

34. Superresfriamento tiosulfato de sódio banho maria 100 k 

35. Superresfriamento

36. Efeito M’Pemba água quente (90ºC) água morna (50ºC) S1 S2

37. Efeito M’Pemba 10 k 

38. Aplicação do Trabalho no CAp-UFRJ Proposta Montagem Calibração Aplicação em projeto de pesquisa Oficina de montagem do Data-MAP

39. CAp R. Rep. do Líbano

40. Palestra inaugural com Prof. Carlos Aguiar

41. Oficinas de montagem com os alunos

42. Desenvolvimento da aplicação em 2005 Entrega do trabalho ao professor em 3 etapas

43. Resultados da aplicação em 2005 Ilustração do trabalho entregue por um dos grupos

44. Modificações na aplicação em 2006 Extensão do trabalho para dois bimestres, sendo 3º bimestre: montagem, calibração e experimento padrão 4º bimestre: proposta e realização de experimento livre Termistores fornecidos “gratuitamente” Maior facilidade de acesso aos computadores Licenciandos e alunos da 3ª série como monitores da atividade em auxílio aos grupos

45. Resultados de 2006 Experimento: “Elevador de Feijão” Gabriel, Fábio, Lucas Djahjah, Luiz Felipe e Renato Alunos da 2ª série do Ensino médio - Professor Beto Pimentel

46. Resultados de 2006 Experimento: “Elevador de Feijão” 1 saco de feijão de 1 kg

47. Resultados de 2006 Experimento: “Elevador de Feijão” 4 sacos de feijão de 1 kg

48. Resultados de 2006 Experimento: “Elevador de Feijão” 1 2 3 4 5

49. Resultados de 2006 Experimento: “ Temperatura e Freqüência Cardíaca ” Fernanda Luz, Marina de Abreu e Raíza de Oliveira Alunos da 2ª série do Ensino médio, 2006 - Professor Beto Pimentel

50. 1- Indivíduo parado em pé 10 minutos 2- Indivíduo andando rápido 2 minutos 3- Indivíduo trotando 2 minutos 4- Indivíduo dando pulinhos na lateral 3 minutos 5- Indivíduo subindo e descendo de uma cadeira, alternando os pés 3 minutos 6- Indivíduo andando devagar 5 minutos 7- Indivíduo parado em pé 5 minutos Resultados de 2006 Experimento: “ Temperatura e Freqüência Cardíaca ”

51. Resultados de 2006 Experimento: “ Temperatura e Freqüência Cardíaca ”

52. Resultados de 2006 Experimento: “ Temperatura e Freqüência Cardíaca ”

53. Resultados de 2006 Experimento: “ Temperatura e Freqüência Cardíaca ”

54. Conclusões