Aplicação da Lei de Stokes: um experimento didático em fenômenos de transporte

Abstract

Este trabalho teve como objetivo contribuir com estudos sobre a elaboração e a implementação de propostas de atividade didática baseada em experimento de cunho investigativo. O trabalho descreve um experimento com fins acadêmicos para a determinação da massa específica e da viscosidade dinâmica de um fluido por meio do Método de Stokes, um procedimento experimental simples e de baixo custo e que possibilita o processo de ensino/aprendizagem de conceitos diversos da área de Mecânica dos Fluidos, aplicada ao campo da Engenharia. Os valores obtidos de massa específica-(899,60 ± 18,00) kg/m3, (996,00 ± 19,93) kg/m3 e (1.298,00 ± 25,97) kg/m3- e da viscosidade dinâmica-(0,080 ± 0,001) Pa.s,(0,649 ± 0,007) Pa.s e (0,885 ± 0,015) Pa.s, respectivamente para os fluidos óleo vegetal refinado de soja, detergente e glicerina foram próximos dos valores encontrados na literatura e apresentaram baixo grau de incerteza propagada. O desenvolvimento desta implementação foi realizado com apoio do software EES e apresenta-se como uma proposta de atividade didática baseada em experimento de cunho investigativo em Mecânica dos Fluidos.This work aimed to contribute to studies on the elaboration and implementation of proposals for didactic activity based on an investigative experiment. The work describes an experiment for academic purposes to determine the specific mass and dynamic viscosity of a fluid using the Stokes Method, a simple and low-cost experimental procedure that enables the teaching/learning process of different concepts in the area of Fluid Mechanics, applied to the field of Engineering. The values obtained for specific mass - (899.60 ± 18.00) kg/m3, (996.00 ± 19.93) kg/m3, and (1,298.00 ± 25.97) kg/m3 - and dynamic viscosity - (0.080 ± 0.001) Pa.s, (0.649 ± 0.007) Pa.s, and (0.885 ± 0.015) Pa.s - respectively for the fluids refined soy vegetable oil, detergent and glycerin were close to the values found in the literature and showed a low degree of propagated uncertainty. The development of this implementation was carried out with the support of the EES software and it is presented as a proposal for a didactic activity based on an investigative experiment in Fluid Mechanics.Este trabajo tuvo como objetivo contribuir a los estudios sobre la elaboración e implementación de propuestas de actividad didáctica a partir de un experimento investigativo. El trabajo describe un experimento con fines académicos para determinar la masa específica y la viscosidad dinámica de un fluido utilizando el Método de Stokes, un procedimiento experimental sencillo y de bajo costo que posibilita el proceso de enseñanza/aprendizaje de diferentes conceptos del área. de Mecánica de Fluidos, aplicada al campo de la Ingeniería. Los valores obtenidos de masa específica -(899,60 ± 18,00) kg/m3, (996,00 ± 19,93) kg/m3, y (1.298,00 ± 25,97) kg/m3-y viscosidad dinámica -(0,080 ± 0,001) Pa.s, (0,649 ± 0,007) Pa.s, y (0,885 ± 0,015) Pa.s -respectivamente para los fluidos aceite vegetal de soya refinado, detergente y glicerina se acercaron a los valores encontrados en la literatura y mostraron un bajo grado de incertidumbre propagada. El desarrollo de esta implementación se realizó con el apoyo del software EES y se presenta como una propuesta de actividad didáctica basada en un experimento investigativo en Mecánica de Fluidos.