Desde o desenvolvimento do laser pelo norte-americano Theodore Harold Maiman em 1960, inúmeras pesquisas têm sido realizadas com o objetivo de avaliar os efeitos sobre os tecidos dentais, principalmente os relacionados com o aumento de temperatura no interior da câmara pulpar. Esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de avaliar a variação de temperatura em amostras de esmalte/dentina e dentina, após irradiação com os lasers de Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) e Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3), através de análise com termômetro de radiação infravermelha. Foram selecionados 110 terceiros molares isentos de cárie, obtidos através do Banco de Dentes Permanentes Humanos que pertence à Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo e o projeto de pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) com o parecer nº44/03. As coroas foram separadas das raízes por meio de um disco de carborundum e todas as coroas foram totalmente incluídas no interior de um tubo de PVC com resina transparente. Os cortes foram realizados no aparelho de corte Labcut, paralelamente ao longo eixo das coroas, no sentido mésio-distal, para obter 750 amostras, com 5 diferentes espessuras (1mm, 2mm, 3mm, 4mm e 5mm), sendo 350 amostras de esmalte/dentina e 400 amostras de dentina. Foi utilizado um termômetro de radiação infravermelha (MINIRAY 100 XL) para medição da variação de temperatura nos dois lados das amostras (frente e atrás), irradiadas em diferentes condições e parâmetros com os lasers de Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) e Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3). Os resultados obtidos com todos os lasers e parâmetros demonstraram que a associação refrigeração + espessura das amostras foi estatisticamente significante, quanto à redução da variação de temperatura em comparação à associação ausência de refrigeração + espessura das amostras. Houve uma diminuição da variação da temperatura estatisticamente significante de acordo com as espessuras das amostras irradiadas sem refrigeração, porém não o suficiente para evitar grandes elevações de temperatura. No geral, as variações das temperaturas foram sempre maiores no lado da frente das amostras, independente do uso ou não de refrigeração. Para o laser de Nd:YAG, houve menores variações de temperatura, estatisticamente significante, nos grupos irradiados sem contato e sem a presença da tinta nanquim, independente da presença ou não de refrigeração. / The laser was developed in 1960 by Theodore Harold Maiman and many researches have been carried out with the aim to evaluate the effects on the dental tissues, mainly the effects related to the increase of temperature inside the pulp chamber. This research was developed with the purpose of evaluating the variance in temperature of the enamel/dentin and dentin samples after irradiation with Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) and Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3) and an analysis with the infrared radiation thermometer was done. A hundred and ten teeth without dental caries were selected and obtained from the Human Permanent Teeth Bank that belongs to the Odontology College of the University of São Paulo and this research has been approved by the Ethic Research Committee (CEP), as the document n° 44/03 attests. The roots were separated from the crowns with the carburundum disc; all crowns were totally inserted inside a PVC tube with transparent resin and they were cut axially in the Labcut machine, in the mesio-distal way, to obtain 750 samples with five different thickness (1mm, 2mm, 3mm, 4mm e 5mm), 350 enamel/dentin samples and 400 dentin samples. An infrared radiation thermometer (MINIRAY 100XL) was used to measure the variance in temperature in both sides of the samples (front and behind), irradiated in different conditions and parameters with the Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) and Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3). The results showed that the association of the refrigeration + samples’ thickness was statistically significant in the reduction of the variance in temperature when compared to the association of the refrigeration absence + samples’ thickness. There was a statistically significant reduction of the variance in temperature according to the the samples’ thickness irradiated without refrigeration, although it wasn’t enough to avoid high temperature increase. In general, the variance in temperature was always higher in the front of samples, whether there was refrigeration or not. For the Nd:YAG laser, there was a lower variance in temperature, statistically significant, in the groups that were irradiated without contact and black ink, whether there was refrigeration or not.

Desde o desenvolvimento do laser pelo norte-americano Theodore Harold Maiman em 1960, inúmeras pesquisas têm sido realizadas com o objetivo de avaliar os efeitos sobre os tecidos dentais, principalmente os relacionados com o aumento de temperatura no interior da câmara pulpar. Esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de avaliar a variação de temperatura em amostras de esmalte/dentina e dentina, após irradiação com os lasers de Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) e Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3), através de análise com termômetro de radiação infravermelha. Foram selecionados 110 terceiros molares isentos de cárie, obtidos através do Banco de Dentes Permanentes Humanos que pertence à Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo e o projeto de pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) com o parecer nº44/03. As coroas foram separadas das raízes por meio de um disco de carborundum e todas as coroas foram totalmente incluídas no interior de um tubo de PVC com resina transparente. Os cortes foram realizados no aparelho de corte Labcut, paralelamente ao longo eixo das coroas, no sentido mésio-distal, para obter 750 amostras, com 5 diferentes espessuras (1mm, 2mm, 3mm, 4mm e 5mm), sendo 350 amostras de esmalte/dentina e 400 amostras de dentina. Foi utilizado um termômetro de radiação infravermelha (MINIRAY 100 XL) para medição da variação de temperatura nos dois lados das amostras (frente e atrás), irradiadas em diferentes condições e parâmetros com os lasers de Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) e Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3). Os resultados obtidos com todos os lasers e parâmetros demonstraram que a associação refrigeração + espessura das amostras foi estatisticamente significante, quanto à redução da variação de temperatura em comparação à associação ausência de refrigeração + espessura das amostras. Houve uma diminuição da variação da temperatura estatisticamente significante de acordo com as espessuras das amostras irradiadas sem refrigeração, porém não o suficiente para evitar grandes elevações de temperatura. No geral, as variações das temperaturas foram sempre maiores no lado da frente das amostras, independente do uso ou não de refrigeração. Para o laser de Nd:YAG, houve menores variações de temperatura, estatisticamente significante, nos grupos irradiados sem contato e sem a presença da tinta nanquim, independente da presença ou não de refrigeração. / The laser was developed in 1960 by Theodore Harold Maiman and many researches have been carried out with the aim to evaluate the effects on the dental tissues, mainly the effects related to the increase of temperature inside the pulp chamber. This research was developed with the purpose of evaluating the variance in temperature of the enamel/dentin and dentin samples after irradiation with Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) and Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3) and an analysis with the infrared radiation thermometer was done. A hundred and ten teeth without dental caries were selected and obtained from the Human Permanent Teeth Bank that belongs to the Odontology College of the University of São Paulo and this research has been approved by the Ethic Research Committee (CEP), as the document n° 44/03 attests. The roots were separated from the crowns with the carburundum disc; all crowns were totally inserted inside a PVC tube with transparent resin and they were cut axially in the Labcut machine, in the mesio-distal way, to obtain 750 samples with five different thickness (1mm, 2mm, 3mm, 4mm e 5mm), 350 enamel/dentin samples and 400 dentin samples. An infrared radiation thermometer (MINIRAY 100XL) was used to measure the variance in temperature in both sides of the samples (front and behind), irradiated in different conditions and parameters with the Nd:YAG, Er:YAG (Kavo KEY Laser®) and Er:YAG (Kavo KEY Laser® 3). The results showed that the association of the refrigeration + samples’ thickness was statistically significant in the reduction of the variance in temperature when compared to the association of the refrigeration absence + samples’ thickness. There was a statistically significant reduction of the variance in temperature according to the the samples’ thickness irradiated without refrigeration, although it wasn’t enough to avoid high temperature increase. In general, the variance in temperature was always higher in the front of samples, whether there was refrigeration or not. For the Nd:YAG laser, there was a lower variance in temperature, statistically significant, in the groups that were irradiated without contact and black ink, whether there was refrigeration or not.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Adriane_Hirdes.pdf: 3848000 bytes, checksum: 348043b553a30ed8d618cbdbf91a99d3 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Este estudo se insere no âmbito do ensino superior de química por meio do laboratório investigativo com o uso de projetos abertos de equipamentos para aquisição automática de dados. O estudo tem como objetivo projetar, construir e avaliar um instrumento de medida de temperatura com aquisição automática de dados utilizando um transdutor do tipo termistor e sua aplicação em atividades experimentais investigativas de físicoquímica. O estudo teve como objetivos o projeto, desenvolvimento e avaliação de um termômetro eletrônico com termistor para aquisição automática de dados de temperatura em tempo real, e o seu uso em atividades práticas experimentais. O projeto do termômetro eletrônico incluiu um transdutor de temperatura do tipo termistor, um circuito de condicionamento de sinal, a plataforma Arduino e uma planilha para o Excel que permite apresentar os dados numéricos e atualizar a representação gráfica em tempo real da temperatura em função do tempo. Os resultados obtidos indicam que o termômetro construído apresentou erro de medição de 0,07 oC na faixa de -10 oC a 100 oC. Esse instrumento foi utilizado como recurso para viabilizar o planejamento e implementação de práticas experimentais investigativas de físico-química experimental. As atividades envolveram a determinação de entalpia de reação de decomposição do peróxido de hidrogênio e o levantamento da curva de resfriamento do ácido esteárico (atividade de termometria). A organização da atividade experimental de termometria seguiu o modelo de argumentação de Lawson, e foi elaborado em três momentos: predição, experimentação e verificação. Nessa atividade, o momento da experimentação seguiu o modelo de laboratório aberto. Os objetivos de aprendizagem das atividades foram organizados em níveis de cognição de acordo com a Taxonomia de Bloom revisada de Objetivos Educacionais. A implementação ocorreu com uma turma de acadêmicos de Físico-Química Experimental I no 1o semestre de 2015, nos meses de março e abril, de uma universidade pública do interior do estado do Rio Grande do Sul. Os instrumentos de coleta de dados foram guias de atividades práticas experimentais utilizados pelos participantes durante a implementação das atividades, um teste de conhecimentos de múltipla escolha e um teste de motivação para aprender, aplicados antes e após a implementação, e as observações da professora pesquisadora. O teste de conhecimento foi analisado avaliando sua fidedignidade e índices de dificuldade e discriminação de cada item. Testes de hipóteses não-paramétricos de Wilcoxon pareado unilateral indicam uma melhoria no desempenho dos participantes no teste de conhecimento (valor-p=0,009) e no teste de motivação para aprender (valor-p=0,006). A análise das respostas dos participantes aos guias de atividades envolveu a categorização dos itens dos guias em níveis de cognição proposto por Zoller. Itens com nível LOCS de desenvolvimento cognitivo foi contemplado por grande parte dos participantes, enquanto o nível HOCS, relacionado ao desenvolvimento de hipóteses, não foi atingido por qualquer participante. O protótipo do termômetro eletrônico com aquisição de dados e as atividades experimentais de termometria e calorimetria constituem produtos educacionais resultantes do presente estudo, e poderão ser utilizados e/ou modificados para atender às necessidades do planejamento didático do professor. / This study falls within the scope of undergraduate chemistry teaching through inquirybased laboratory using open projects of automatic data acquisition systems. This work studied a thermistor-based temperature-measuring instrument with automatic data acquisition and applications in investigative experimental activities in physical chemistry. The study aimed to the design, development and evaluation of an electronic thermometer with thermistor for automatic acquisition of temperature data in real time and its use in experimental practice activities. The project of the electronic thermometer includes a thermistor type temperature transducer, a signal conditioning circuit, an Arduino platform and an Excel spreadsheet for real-time data representation of temperature versus time data. The results indicate that the thermometer built has a measurement uncertainty of 0,07 °C in the range of -10 °C to 100 °C. This instrument was used as a resource to facilitate the planning and implementation of investigative experimental practices of experimental physical chemistry. The activities involved the determination of enthalpy of decomposition of hydrogen peroxide and the cooling curve of stearic acid (thermometry activity). The organization of thermometry experimental activity followed the pattern of Lawson's argumentation, and was developed in three phases: prediction, experimentation and verification. The experimentation phase followed the open laboratory model. The learning objectives of the activities were organized in cognition levels in accordance with the Revised Bloom's Taxonomy of Educational Objectives. The implementation took place with a group of Experimental Physical Chemistry I students in the first semester of 2015, in March and April, at a public university in the state of Rio Grande do Sul. The data collection instruments were the guides for experimental practical activities used by the participants during the implementation of activities, a multiplechoice test of knowledge and a test for motivation to learn, applied before and after implementation, and the observations of teacher researcher. The knowledge test was analyzed evaluating their reliability and levels of difficulty and discrimination of each item. Non-parametric Wilcoxon signed-rank tests indicate an improvement in the performance of participants for knowledge test (p-value=0,009) and motivation to learn (pvalue = 0,006). The analyses of participants’ responses to activity guides were carried out categorizing items of the guides in cognitive levels proposed by Zoller. Items with cognitive development LOCS level was reached by most of the participants, while the HOCS level, related to the development of hypotheses, was not reached by any participant. The prototype of the electronic thermometer with data acquisition and the experimental activities of thermometry and calorimetry are educational products resulting from this study, and may be used and/or modified to meet the needs of the didactic planning of the chemistry teacher.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5334.pdf: 3516383 bytes, checksum: dca9ee6352a05bbb2d7b0b74a40b05d9 (MD5) Previous issue date: 2012-05-30 / The excessive appreciation of the mathematical formalism and the lack of contextualization of the content has contributed to many students, especially in high school, to feel animosity to Physics and consequently having low records in this discipline. Defended by many researchers and teachers of Physics, the experimental activity consists of an interesting didactic resource to change this situation. However, it is not frequently used in classroom and when it is applied, in general, becomes inserted in a traditional proposal of teaching, using strictly structured guide that serves only for the illustration of the theory, verification of a law or observation of a phenomenon. As a suggested alternative for this situation we have developed a teaching strategy, grounded in Vigotski's social interaction theory and investigative methodology, which is currently defended by several researchers in the field of Science Education and explores the experimental activity in a flexible way under an investigative perspective. It consists of five parts: i. Contextualization; ii. Instigation; iii. Planning; iv. Accomplishment and v. Ending. The proposal has been applied in a high school classroom in a public school of a night class, as part of our teaching activities. To this end, we choose an experiment, commonly found in many Physics textbooks, which is the construction of a rudimentary liquid column thermometer. This experiment allowed us to explore several concepts related to Thermal Physics such as temperature, thermal equilibrium, expansion and thermal conductivity, calibration of thermometers, both analytically and qualitatively. Considering the context in which this proposal was applied, despite many adversities, we can consider that the work achieved its goal in a satisfactory way, especially concerning to the greater involvement of students in the study of Physics. Attached to this work follows a manual in which we discuss some strategies for realization of experimental activities, pointing out the advantages and disadvantages of each one. Additionally we emphasize the proposal based on the physical investigation in order to exploit the phenomenon in a more interesting and meaningful way. / A valorização excessiva do formalismo matemático e a falta de contextualização do conteúdo têm contribuído para que muitos estudantes, principalmente do Ensino Médio, sintam animosidade à Física e, consequentemente, apresentem baixo rendimento nessa disciplina. Defendida por muitos pesquisadores e professores do Ensino de Física, a atividade experimental consiste num recurso didático interessante para mudar essa realidade. Contudo, ainda é pouco utilizada em sala de aula e, em geral, acaba sendo inserida dentro de uma proposta tradicional de ensino, fazendo uso de roteiros fortemente estruturados e servindo apenas para ilustração da teoria, verificação de uma lei ou observação de um fenômeno. Como sugestão de alternativa para essa situação, desenvolvemos uma estratégia de ensino, fundamentada na teoria sociointeracionista de Vigotski e na metodologia investigativa. Esta última é atualmente defendida por pesquisadores do Ensino de Ciências, pois explora a atividade experimental de forma mais aberta, numa perspectiva investigativa. Constituída por cinco momentos: i. Contextualização; ii. Provocação; iii. Planejamento; iv. Realização e v. Fechamento, a nossa proposta foi realizada numa sala de aula do Ensino Médio da rede pública estadual do período noturno, como parte de nossas atividades docentes. Escolhemos um experimento, comumente encontrado em diversos livros didáticos de Física: a construção de um termômetro de coluna líquida com materiais caseiros. Com ele, foi possível explorar vários conceitos de Física Térmica como temperatura, equilíbrio térmico, dilatação e condutividade térmica, calibração de termômetros, tanto analiticamente quanto qualitativamente. Levando em conta o contexto em que esta proposta foi aplicada, envolto por tantas situações adversas da escola pública, consideramos que o trabalho alcançou bons resultados, principalmente no que concerne ao maior envolvimento dos alunos com o estudo da Física. Como anexo a este trabalho segue um roteiro no qual são discutidas algumas estratégias para a realização de atividades experimentais, apontando as vantagens e desvantagens de cada uma delas, com ênfase na investigação como uma abordagem que visa explorar esse recurso didático de maneira mais interessante e significativa para os estudantes.