UTILIZAÇÃO DE FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS ALTERNATIVAS NO ENSINO APLICADO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR

Abstract

A transferência de calor é o processo pelo qual a energia térmica é trocada entre corpos devido a diferenças de temperatura. Existem três mecanismos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. Diante disso, durante a graduação, os alunos enfrentam exercícios complexos em várias disciplinas, como Transferência de Calor, onde a solução analítica pode se tornar bastante desafiadora. A ausência de metodologias alternativas para resolver esses problemas pode resultar em um processo de ensino-aprendizagem ineficaz e, muitas vezes, desmotivador. Portanto, é essencial adotar abordagens pedagógicas diversificadas, como métodos numéricos e simulações computacionais, para facilitar a compreensão e a aplicação dos conceitos, promovendo um aprendizado mais eficaz e envolvente. Dessa forma, este trabalho apresenta e explora diferentes métodos, utilizando exclusivamente ferramentas numéricas gratuitas, para resolver problemas matematicamente complexos, baseando a análise em uma situação-problema na área de Transferência de Calor aplicada. A acuracidade das diferentes metodologias utilizadas foi validada a partir dos resultados obtidos na formulação clássica do método de Newton-Raphson. O uso de softwares livres foi constatado como uma alternativa eficaz para metodologias de ensino-aprendizagem e pesquisas, especialmente diante de restrições orçamentárias. Demonstrou-se que as ferramentas numéricas utilizadas não apenas oferecem exatidão comparável às tradicionais, mas também diversificam abordagens pedagógicas, promovendo inclusão e motivação entre os estudantes. Além de reduzir a retenção e evasão em disciplinas com alto formalismo matemático, os softwares utilizados mostraram-se acessíveis, fáceis de usar e altamente aplicáveis no contexto acadêmico e profissional, enriquecendo significativamente a formação e aprendizagem dos alunos.