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• A relação entre elementos do clima e o ciclo da água.
• Determinar e avaliar a umidade relativa do ar.
• Relacionar a umidade do ar com a formação de nuvens.

50 minutos (uma aula)

          .Mudança de fases, temperatura, pressão atmosférica.

         Sugerimos que o professor inicie a aula explicando o ciclo da água através da apresentação de uma animação e figura com esquemas ilustrando o ciclo da água, disponíveis nas relações abaixo. 

 

 

Ciclo da água 

 

 

 

O ciclo da água 

 

 

 

          O professor ainda poderá utilizar o esquema ilustrado na Figura 01.

·        O ciclo da água ou ciclo hidrológico refere-se à troca contínua de água entre a atmosfera, solo, águas superficiais e das plantas. A água dos lagos, rios, oceanos, plantas e animais, transformam-se para o estado gasoso passando para a atmosfera. Podendo em situações especiais precipitar em forma de chuva ou de neve.

·        Os vapores vãos se acumulando na atmosfera aumentando a concentração, ou seja, aumentando a umidade do ar. Quando a umidade atinge 100 % se a temperatura abaixar um pouco, o vapor começa a condensar e formam-se nuvens. Nem toda nuvem provoca chuva, no início da formação da nuvem, o diâmetro de uma gotícula de água é menor que o diâmetro de um fio de cabelo. Essas gotículas ficam suspensas na nuvem, mas como elas estão em incessante movimento, colidem entre si e formam gotículas maiores que se precipitam em forma de chuva.

·        Ao precipitar, no solo, a água da chuva segue por três alternativas. Uma parte escorre em forma de enxurrada, outra infiltra no solo e outra parte evapora retornando à atmosfera novamente. De qualquer forma, em partes, toda essa água que precipitou, um dia retornará a atmosfera continuando o ciclo.

 

          Pode-se concluir que completando o ciclo a água sofre as seguintes transformações:

Evaporação, evapotranspiração, precipitação, escoamento e infiltração; veja esquema ilustrado na Figura 01.

http://4.bp.blogspot.com/_a1CcteN_0vQ/TIkzet8e7fI/AAAAAAAAAgA/AGpcSGohhP4/s1600/agua_ciclo.jpg

 

 

Atividade I

          O professor deve explicar que a medição da quantidade de chuva de um determinado local é dada através do índice pluviométrico, medida correspondente à altura da lâmina de água se a chuva fosse distribuída uniformemente em toda superfície coberta por ela. O aparelho que mede a precipitação da chuva é denominado de pluviômetro. Para evitar interferência do meio, o pluviômetro deve ser fixado em um local sem obstáculo à chuva, sem árvores, muros, paredes, etc, nas proximidades; deve ficar disposto de modo que a boca do funil fique na horizontal, e aproximadamente 1,5 m acima do solo.

          Embora dispositivos sofisticados sejam usados para medir pequenas quantidades de chuva com precisão, por exemplo, reduzindo as perdas por evaporação no aparelho, um pluviômetro, aparelho que mede a precipitação da chuva local, pode ser construído de maneira bem simples.

          Divida a turma em grupos com 4 integrantes cada, sendo cada grupo responsável pela construção de um pluviômetro rudimentar. A construção do equipamento é simples e muito rápida.
-Material: para cada grupo:
-Uma garrafa de plástico.

-Uma tesoura ou estilete.

-Uma proveta ou outro recipiente graduado em mililitros.

Procedimento:

1. Corte a parte de cima da garrafa logo abaixo de onde termina a curva, fazendo assim um funil, tomando muito cuidado para não se machucar com o instrumento cortante, veja esquemas A e B da Figura 02.
2. Inverta o gargalo para dentro, funil para baixo, como no esquema C da figura. Está pronto nosso pluviômetro.
3. Meça o diâmetro da boca do funil.

          Para testar o uso do pluviômetro coloque nele aleatoriamente um pouco de água através do funil, simulando a chuva. Depois retire o funil e despeje a água numa proveta. Meça o volume da água.

          Peça então aos alunos que determine a altura de água que teria precipitado, caso o pluviômetro estivesse instalado para coletar a água da chuva.

Deverão considerar: A água que cai sobre a boca do funil corresponde ao volume de um cilindro cuja área da base é equivalente à área da boca do funil. Essa área é (3,14)R², em que R é a metade do diâmetro.  Se V for o volume medido, temos:

• V = (3,14)R².h
• h é a altura da água da chuva precipitada, normalmente fornecida em mm.

 

          Peça para os grupos resolverem:

          Durante uma chuva um funil de 20 cm de diâmetro foi colocado sobre uma proveta. Após a ocorrência da chuva, verificou-se que na proveta havia um volume de 400 ml de água. Qual foi o valor da precipitação durante o período da chuva?

•  V = (3,14)R².h
• 400 ml = 3,14.(10cm)².h
• 1 ml = 1 cm³
• 400 cm³ = 3,14.100cm².h
• h = 1,27 cm
• h = 12,7 mm

 

Atividade II

          Em seguida o professor deverá informar aos alunos que:

          Os elementos do clima são os atributos básicos que servem para definir o tipo climático de uma determinada região como a temperatura, a umidade e a pressão atmosférica.

          A umidade absoluta (Ua) do ar é a massa de vapor de água existente em um determinado volume de ar seco.

          A umidade absoluta saturante (Us) é a máxima quantidade de massa de vapor de água que o ar pode reter sem que esse vapor se condense, ou seja, qualquer quantidade acima dessa concentração o vapor irá se condensar, a temperatura correspondente é denominada de ponto de orvalho.

          A umidade relativa (Ur) é a razão entre a massa de vapor presente em certo volume de ar e o máximo que seria possível de vapor presente neste volume, sem se condensar, sob a temperatura em que ele se encontra, isto é: U_r = U_s/U_a.

          Depois dessas informações o professor poderá fazer uma prática demonstrativa para determinar a umidade relativa do ar. Para isso deverá levar para a sala de aulas o material para realização da prática. Execute o procedimento de modo que todos observem. Peça que cada aluno anote as temperaturas.

Material:

-Um termômetro

-Um recipiente transparente (o ideal é que seja de vidro e tenha a parede bem fina).

Procedimento:

1. Meça a temperatura do ar, temperatura ambiente, anote esse valor.
2. Coloque água à temperatura ambiente no recipiente de vidro.
3. Vá adicionando gelo lentamente e agitando a mistura para que sua temperatura fique homogênea enquanto o gelo se dissolva.
4. Coloque um termômetro dentro do recipiente e observe atentamente a sua superfície anotando a temperatura em que começa a haver condensação de vapor em sua superfície, anote essa temperatura também.

Temperatura do AR = .................

Temperatura do ponto de orvalho = .....................

          Peça então que, individualmente, calculem o valor da umidade relativa do ar na sala de aulas naquele instante, usando a tabela abaixo.

Para efeito de resolução, vamos supor que as temperaturas encontradas na demonstração tenha sido 25^oC para a temperatura ambiente e 20^oC para o ponto de orvalho, temperatura do vapor saturante. 

• U_r = U_s/U_a
• Pela tabela, U_a = 23,0 g/m³ e U_s = 17,3 g/m³.
• U_r = 17,3/23,0
• U_r = 0,75 ou U_r = 75%

Fonte: http://www.fap.if.usp.br/~akerr/experiencia.pdf

 

Atividade III

         A evaporação e a transpiração são componentes do ciclo hidrológico pelas quais a água, precipitada pelas chuvas e pela neve, retorna à atmosfera. A evaporação é o processo pelo qual a água passa ao estado gasoso a uma temperatura inferior à da ebulição. A evaporação é medida através de evaporímetros e de atmômetros. Os primeiros são tanques contendo água diretamente exposta à evaporação, atmômetros faz uso de uma superfície porosa através da qual ocorre a evaporação.

          A evapotranspiração é o processo conjugado de transpiração e evaporação. A transpiração ocorre através dos estômatos e da cutícula, envolvendo a água absorvida  pela planta.

          A evaporação é a perda da água depositada na superfície vegetal e no solo.

          O evaporímetro mais comum consiste num tanque circular de aço inoxidável ou galvanizado, Figura 03, com 121 cm de diâmetro interno e 25,5 cm de profundidade. Deve ser instalado sobre um estrado de madeira, de 15 cm de altura. Coloca-se água no tanque até que sua superfície fique a 5 cm da borda superior. O nível da água não deve abaixar mais que 7,5 cm da borda superior, isto é, não deve ser permitida variação maior que 2,5 cm. A evaporação é medida com uma régua ou, de preferência, com o micrômetro de gancho assentado sobre o poço tranqüilizador.  O poço é um vaso cilíndrico no interior do tanque cujo fundo se comunica com o tanque e mantém o nível da água em repouso, mesmo se o nível da água no tanque for ligeiramente perturbado. A Evaporação corresponde à espessura da lâmina de água do tanque que foi evaporada em um determinado intervalo e tempo.

http://www.sondaterra.com/conjunto_e.jpg

Peça aos alunos para resolverem em duplas o exercício.

         Se às 9;00 horas do dia anterior o nível de água se encontrava a 2,50 cm da borda do tanque e às 9;00 horas do dia considerado a leitura indica 3,05 cm qual foi a evaporação local diária nesse período?

• Nesse caso a altura da lâmina é igual ao desnível ocorrido.
• H = 3,05 cm – 2,50 cm
• h = 0,55 cm
• h = 5,5 mm

Nome	Tipo
Ciclo da água	Animação/simulação
O ciclo da água	Imagem

          Acesse:

 

O que é o ciclo da água?

http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleportuguese.html

 

Ciclo da água

http://ciclodaaguadombosco.blogspot.com/

 

Curiosidades sobre o clima

http://www.sitedecuriosidades.com/pesquisar/clima.html

 

Dinâmica climática

http://mundogeografico.sites.uol.com.br/geral15.html

 

Clima

http://educacao.uol.com.br/geografia/clima-o-que-e-fatores-e-elementos.jhtm

         Divida a turma em grupos de 4 componentes e peça que façam uma pesquisa para ser apresentada em horário de aulas. Esta pesquisa deverá estar relacionada com os seguintes temas:

1. Distribuição de água no Planeta.
2. Fontes fornecedoras de vapor para a atmosfera e qual o percentual de sua contribuição.
3. Quantidade de água disponível no Planeta e onde se encontra a água potável.
4. Estimativa da quantidade de vapor de água existente na atmosfera.
5. Local onde se registrou a máxima e a mínima precipitação de chuva no continente.