Sumários

Sistematização das experiências de calor (Videoaula)

20 Abril 2020, 14:30 • Ricardo Lopes Coelho

Análise e discussão do exercício da semana.

Sistematização das experiências com o calor através das equações usadas.
Sistematização das experiências através da base experimental das teorias do tempo.
Conclusões para a compreensão do conceito hodierno de energia.

Energia: resultados experimentais, conceitos e algortimos (Videoconferência)

6 Abril 2020, 14:30 • Ricardo Lopes Coelho

Discussão do exercício da semana: comparação da configuração experimental de Joule e de Serway sobre a experiência de Joule.

O uso do conceito de energia noutros contextos (Ostwald 1912, Peppperell 2018, Frigo 2017).

Significado de energia no séc XVIII até meados do séc. XIX.

A primeira definição de energia (Thomson 1851). A base experimental e o diferencial de energia.

A função de Deus na conservação da energia (Thomson 1852). O fim da humanidade.

Origem e desenvolvimento da distinção energia potencial e cinética.

A origem e o significado de trabalho.

A reificação da energia com Lodge e Poynting. O algoritmo de Poynting e a sua interpretação. A crítica de Planck.

A experiência de Joule (1850) e a conservação da energia (Videoaula)

30 Março 2020, 14:30 • Ricardo Lopes Coelho

Discussão do exercício da semana:

- Sobre o design do instrumento de Joule 1850;

- Análise crítica da experiência realizada com a réplica.

O estudo das experiências em torno da energia permite aos estudantes uma outra leitura do princípio de conservação da energia e definições de energia nos manuais. Foram abordados estes assuntos em:

Bueche (1972) Hudson, Nelson (1982), Keller, Gettys, Skove (1993) Cutnell e Johnson (1997), Dransfeld, Kienle, Kalvius (2001), Cengel, Boles (2002), Young, Freedman (2004), Anderson (2005).

As dificuldades com o conceito tem levado ao uso do metáfora para expor energia (Lancor 2014, Harrer, 2017).

Neste contexto surge a questão a trabalhar: como se poderiam superar ou atenuar estas dificuldades, se se retomasse os trabalhos de Mayer, Joule ou Helmholtz.

Experiências sobre equivalente mecânico do calor (Videoconferência)

23 Março 2020, 14:30 • Ricardo Lopes Coelho

Discussão e resolução do exercício da semana.
Apresentação da experiência de Mayer: agitação veemente de água num tubo de ensaio, com medição da temperatura antes e depois da agitação.
Tipos de tubo de ensaio e resultados que têm sido obtidos.
As experiências de Colding 1843: estudo em pormenor das primeiras 3 e resultados das 7 séries significativas.   

A experiência da roda de pás de Joule, 1850. Análise das imagens de Joule e das tentativas de réplica. Os valores obtidos e o cálculo do equivalente mecânico do calor. 

A experiência similar de Rowland, 1879. Os avanços técnicos e de precisão dos cálculos.

Comparação da experiência de Joule em manuais contemporâneos e no original. Discussão desta comparação e da dificuldade em definir energia constante em manuais contemporâneos. 
Exercício da semana: com base no artigo de Joule (1850), disponibilizado na Net, análise crítica da replicação da experiência por Sibum e Heering (disponível na Net).

Experiências com gases: relação entre acção mecânica e calor

16 Março 2020, 14:30 • Ricardo Lopes Coelho

(Esta foi a primeira sessão não presencial)
A sessão focou-se no artigo de Joule de 1845, que estava disponível no moodle.
Joule realizou experiências de condensação e rarefação de gases:
- acção mecânica levava ao aquecimento do gás;
- libertação do gás com acção mecânica sequente levava ao arrefecimento;
- rarefação sem acção mecânica não alterava a temperatura.
(Esta apresentação está de acordo com o ponto de vista de Joule.)
As duas primeiras foram comparadas com as de Dulong; a última com a de Gay-Lussac.
Foi colocado um exercício: como se explica que as experiências possam ser explicadas por teorias, como a do calor substância e a do calor movimento.
Os estudantes dispõem de seis dias para responder à questão, que conta para avaliação.