Análise de um motor-foguete bi-propelente aplicada ao ensino de termodinâmica: um estudo de caso
Resumo A importância do protagonismo do aluno no processo de aprendizagem é reconhecida há bastante tempo. Diversas metodologias têm sido desenvolvidas, como sala invertida e o ensino baseado em projeto, ou sua variante menos complexa o ensino baseado em estudo de caso. A termodinâmica e a mecânica...
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| Published in: | Revista Brasileira de Ensino de Física Vol. 42 |
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| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Journal Article |
| Language: | Portuguese |
| Published: |
Sociedade Brasileira de Física
2020
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| Subjects: | |
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| Summary: | Resumo A importância do protagonismo do aluno no processo de aprendizagem é reconhecida há bastante tempo. Diversas metodologias têm sido desenvolvidas, como sala invertida e o ensino baseado em projeto, ou sua variante menos complexa o ensino baseado em estudo de caso. A termodinâmica e a mecânica dos fluidos são algumas das mais complexas disciplinas ensinadas na física e engenharias. Dentre suas principais dificuldades para os alunos, são a terminologia e os conceitos pouco conectados ao cotidiano, além da necessidade de em uma analise, haver a necessidade de conexão entre vários destes conceitos e uma matemática mais complexa que a encontrada na mecânica newtoniana. O estudo de caso é considerado por vários autores uma variante do ensino baseado em projetos mais simples de ser implementado e aceito pelos estudantes. Neste trabalho é realizado um estudo de caso sobre as relações termodinâmicas de um motor-foguete bi-propelente direcionada aos alunos de engenharia. A partir de um modelo simplificado do motor, uma modelagem matemática é feita utilizando a primeira lei da termodinâmica e suas implicações. Para a realização dos cálculos matemáticos a partir da análise, é considerado um motor cujo propelente e combustível são oxigênio líquido e hidrogênio líquido (LOX/LH2), respectivamente. Este estudo de caso está em sintonia com as diversas notícias sobre exploração espacial dos projetos da Índia, China ou do chamado new space.
Abstract The importance of the student's role in the learning process has been recognized for a long time. Several methodologies have been developed, such as inverted class and project-based teaching, or its less complex variant, case study-based teaching. Thermodynamics and fluid mechanics are some of the most complex disciplines taught in physics and engineering. Among its main difficulties for students, are the terminology and concepts little connected to everyday life, in addition to the need for an analysis, there is a need for connection between several of these concepts and a more complex mathematics than that found in Newtonian mechanics. The case study is considered by several authors to be a variant of teaching based on projects that are simpler to be implemented and accepted by students. In this work, a case study is carried out on the thermodynamic relationships of a bi-propellant rocket engine aimed at engineering students. From a simplified model of the engine, a mathematical modeling is done using the first law of thermodynamics and its implications. To perform the mathematical calculations from the analysis, an engine is considered whose propellant and fuel are liquid oxygen and liquid hydrogen (LOX / LH2), respectively. This case study is in line with The setting of the case can be made considering the various news about space exploration of projects in India, China or the so-called new space. |
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| ISSN: | 1806-1117 1806-1117 1806-9126 |
| DOI: | 10.1590/1806-9126-rbef-2020-0174 |