A experiência de Joule revisitada

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de mestre em Física Laboratorial, Ensino e História da Física

O presente trabalho pretende ser um contributo para o ensino experimental da Física tendo como tema de fundo a Energia. A histórica Experiência de Joule que demonstrou a equivalência entre trabalho e calor é o ponto de partida para a construção de alguns equipamentos científicos que permitem demonstrar esta equivalência e a conversão de energia nas suas várias formas. A Experiência de Joule é transcrita dos documentos da época e explorada à luz dos conhecimentos actuais. Descreve-se o funcionamento de aparelhos capazes de gerar energia eléctrica a partir de movimento ou de diferença de temperatura, dínamos e células de Peltier, respectivamente. No último capítulo, constituindo o coração deste trabalho, são descritos equipamentos científicos construídos em laboratório. Cada equipamento está devidamente enquadrado em termos curriculares, no ensino básico e/ou secundário. Apresenta-se o princípio subjacente ao seu funcionamento bem como sugestões didácticas da sua aplicação e respectivos objectivos específicos. Todos os equipamentos foram testados em laboratório e os resultados recolhidos são apresentados e tratados quantitativamente quando se justifique. A descrição exaustiva (em Apêndice) das várias etapas de construção de alguns equipamentos permite a sua concretização por professores e alunos. Os materiais utilizados são fáceis de adquirir e de custo acessível à grande maioria das Escolas.