Desvendando o Segredo do Relógio Movido a Água Salgada Gilberto Franzoni C. E. Olavo Bilac Baseado no artigo Construção de uma Pilha Didática de Baixo Custo de Alessandro Gerson M. I. de Oliveira e Isaac Toshikazu Pires de Oliveira (anexo1), publicado no Caderno Catarinense de Ensino de Física em 2001, montou-se um vídeo que servirá como produção pedagógica para o PDE 2008 no quesito material multimídia. Apresenta-se, neste vídeo (introdução anexo 1), a construção de uma pilha eletroquímica simples, visando o uso didático por educadores da área de ciências em geral, para qualquer nível de aprendizado. Mostra-se como construir uma pilha eletroquímica com materiais de fácil acesso (zinco, cobre e água salgada) que proporciona corrente elétrica e voltagem suficiente para fazer funcionar o relógio movido a água salgada divulgado na Revista Superinteressante de outubro de 2008, edição 257 na seção Bacanas do Mês, página 113 (anexo 3). Por meio de multímetros fez-se a medida da corrente elétrica e da voltagem em um determinado tempo pré-estabelecido e montou-se um gráfico onde é determinada a resistência interna da bateria em uma faixa de estabilidade da corrente elétrica. Usando um software de computador para tratamento dos dados, encontrou-se a curva de queda da corrente elétrica no tempo (anexo 2). Este vídeo, portanto, pretende proporcionar um entendimento de como é gerada a energia para o relógio movido a água salgada e também oferecer ao professor de física, química e ou ciências em geral a possibilidade de uma aula mais ilustrativa por meio do recurso da TV Multimídia.
Anexo 1 Introdução do Vídeo Oi, meu nome é Gilberto Franzoni. Sou Professor de Física no C. E. Olavo Bilac de Cambé. Atualmente estou participando do PDE (Programa de Desenvolvimento Educacional) turma de 2008. Aos professores PDE foi dada a missão de elaborar uma produção pedagógica. Este vídeo é, portanto, esta produção pedagógica no quesito material multimídia que se destina a oferecer aos professores de física, química e ou ciências a possibilidade de uma aula mais ilustrativa por meio do recurso da TV Multimídia. A inspiração para produzir este vídeo surgiu quando li na seção bacanas do mês da revista Superinteressante de outubro de 2008 sobre o relógio movido a água salgada. Fiquei muito interessado em saber como o relógio funcionava, assim surgiu a idéia de explicar seu funcionamento por meio deste vídeo que recebeu o título Desvendando o Segredo do relógio movido a água salgada. Utilizando pesquisas na internet encontrei um artigo com o título Construção de uma pilha didática de baixo custo que me forneceu todo o suporte técnico para explicar como é possível criar condições para gerar a energia necessária para o relógio movido a água salgada. Este artigo apresenta a construção de uma pilha utilizando materiais simples e de fácil acesso, são eles: o cobre, o zinco, água e sal. O cobre pode ser obtido se utilizando fios elétricos comuns. O zinco vem de calhas ou telhas metálicas. A água vem da torneira e o sal da cozinha. Após a montagem da pilha fiz, por meio de multímetros, a medida da corrente elétrica e da voltagem em um tempo pré-estabelecido e montei um gráfico onde é determinada a resistência interna da bateria em uma faixa de estabilidade da corrente elétrica. Usando um software de computador para tratamento dos dados, encontrei a curva de queda da corrente elétrica no tempo. Com esta montagem verifiquei que a voltagem e a corrente elétricas produzidas nesta pilha, mesmo que muito pequenas, são suficientes para fornecer energia para o relógio movido a água salgada divulgado pela revista Superinteressante e que de fato esta é a explicação de como ele obtém sua energia. Este vídeo, portanto, pretende proporcionar um entendimento de como é gerada a energia para o relógio movido a água salgada e também oferecer ao professor de física, química e ou ciências a possibilidade de uma aula mais ilustrativa por meio do recurso da TV Multimídia.
Medida Anexo 2 Medidas de corrente elétrica e voltagem das pilhas eletroquímicas Pilha 1 corresponde a pilha com fio de cobre 1,5 e Pilha 2 corresponde a pilha com fio de cobre 2,5 Tempo em segundos Corrente elétrica pilha 1 em ma (miliamperes) Corrente elétrica pilha 2 em ma (miliamperes) Voltagem pilha 1 em Volts Voltagem pilha 2 em volts 01 0 18 13,5 0,79 0,79 02 30 12 7,8 0,79 0,79 03 60 9,7 5,8 0,79 0,79 04 90 8,0 4,9 0,79 0,79 05 120 6,5 4,3 0,79 0,79 06 150 5,4 3,8 0,79 0,79 07 180 4,5 3,6 0,79 0,79 08 210 3,9 3,3 0,79 0,79 09 240 3,5 3,2 0,79 0,78 10 270 3,0 3,1 0,79 0,78 11 300 2,7 3,0 0,79 0,78 12 330 2,5 2,9 0,79 0,78 13 360 2,3 2,8 0,79 0,78 14 390 2,8 2,8 0,79 0,78 15 420 2,8 2,7 0,79 0,78 16 450 2,1 2,7 0,79 0,78 17 480 2,1 2,7 0,79 0,79 18 510 2,3 2,6 0,79 0,79 19 540 2,3 2,6 0,79 0,79 20 570 2,2 2,6 0,79 0,79 21 600 2,2 2,6 0,79 0,79 22 630 2,1 2,6 0,79 0,79 23 660 2,0 2,6 0,79 0,79 24 690 1,9 2,5 0,78 0,79 25 720 1,9 2,5 0,78 0,79 26 750 1,8 2,5 0,78 0,79 27 780 1,8 2,5 0,78 0,79 28 810 1,8 2,5 0,78 0,79 29 840 1,8 2,5 0,78 0,79 30 870 1,8 2,5 0,78 0,79 Média 3,89 3,53 0,79 0,79 Média após 2,28 2,71 0,79 0,79 270s
Cálculo das resistências internas das Pilhas Eletroquímicas Pode-se calcular, pela primeira lei de Ohm U=R.i, a resistência interna média da pilha. Como a voltagem praticamente não se altera, optamos por usar o valor de 0,8 V. Usaremos a corrente elétrica média após os 270s, pois este é o valor de estabilização da corrente, conforme indica o gráfico acima, ou seja, a corrente elétrica entre 270s e 870s varia num grau muito menor do que no inicio do processo. Pilha 1 (corrente elétrica média entre 270s e 870s foi de 2,28 ma) então: U=R.i 0,8 = R. 0,00228 R = 350 Ω Pilha 2 (corrente elétrica média entre 270s e 870s foi de 2,71 ma) então: U=R.i 0,8 = R. 0,00271 R = 295 Ω
Anexo 3 Divulgação na Revista Superinteressante de outubro de 2008, edição 257 na seção Bacanas do Mês, página 113