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Como determinar a densidade de um sólido irregular?

 

12/03/2009

Autor e Coautor(es)
Wesley Pereira da Silva
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BRASILIA - DF Universidade de Brasília

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Química Propriedades das substâncias e dos materiais
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
• Conceituar densidade;
• Utilizar o conceito de densidade para determinar a massa de um sólido com volume determinado;
• Determinar o volume e a densidade de um sólido irregular.
Duração das atividades
Duas aulas de cinqüenta minutos cada.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
• Massa;
• Volume.
Estratégias e recursos da aula

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Preparando_a_aula_def.jpg

Professor leve para a sala de aula uma barra de ferro ou de outro metal. É importante que a barra escolhida tenha uma forma que permita a determinação do volume através das medidas das suas dimensões, e que o material escolhido possua uma densidade tabelada.


Densidade de alguns materiais g/cm3 a 20ºC
Aço 7,8
Cobre 8,9
Ferro 7,9
Latão 8,6
Vidro comum 2,6

 

O professor deverá providenciar também uma balança e os materiais listados abaixo, o suficiente para cada grupo:

  • Uma proveta;
  • Água;
  • Um sólido irregular (pode ser um cascalho, ou uma pedra, o importante é o sólido caber dentro da proveta).

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Introduzindo_a_aula.jpg

Inicie a aula perguntando como podemos determinar a massa da barra de ferro sem utilizar a balança? É provável que existam várias respostas dos alunos, mas que nenhuma seja a certa. Pergunte ainda se a determinação do volume ajudaria na determinação da massa? Após ouvir as respostas dos alunos, pegue uma régua e determine as dimensões da barra de ferro. Após a determinação da altura, largura e comprimento da barra de ferro, peça para que os alunos efetuem a multiplicação dessas três medidas e determinem o volume.

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Desenvolvendo_a_aula.jpg

Explique aos alunos que para determinar a massa da barra de ferro através do volume é necessário saber qual a relação que existe entre essas duas grandezas, que é a densidade. A densidade é a relação (razão) entre a massa de um material e o volume por ele ocupado:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Aula_05_Fev09_01.jpg

Após essa explicação fale para os alunos que a densidade do ferro é igual a 7,9 g/cm3. Em seguida, pergunte aos alunos se agora com esses conhecimentos novos é possível determinar a massa da barra de ferro sem utilizar a balança. É possível que os alunos respondam que sim, basta isolar a variável massa na equação acima:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Aula_05_Fev09_02.jpg

Agora, junto com os alunos, multiplique o volume pela densidade do ferro para encontrar o valor da massa, em seguida encontre a massa da barra utilizando a balança. Peça para que os alunos comparem os valores das massas.
Em seguida, mostre a figura abaixo para os alunos e pergunte como eles fariam para determinar o seu volume e a sua densidade? Permita  que eles utilizem a balança para a determinação da massa.


http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Aula_05_Fev09_03.jpg

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Laboratorio_de_Quimica.jpg

No laboratório de química, divida a turma em grupos de três ou quatro alunos e entregue o roteiro experimental para cada grupo:

Experimento 1:


Roteiro experimental
Materiais

  • Uma proveta;
  • Água;
  • Sólido irregular.

Procedimentos
Coloque água na proveta, até um determinado volume.


Mergulhe o sólido de formato irregular no recipiente contendo água e verifique o novo volume de água.


A diferença entre o volume final e o volume inicial é o volume deste sólido.


Determine a massa do sólido com a balança e calcule a densidade.

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1698/imagens/Aula_05_Fev09_04.jpg

 

Experimento 2:

Após essa experiência, distribua o roteiro experimental presente no link: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/17984/solidos_na_agua.pdf

Sólidos na água
Sólidos na água

Esse experimento tem como objetivo mostrar que sólidos de mesmo volume podem ter densidades diferentes. E isso será feito comparando a densidade dos sólidos com a água.

 

Experimento 3:

Em seguida, os alunos deverão fazer a última experiência sobre densidade, o experimento presente no link: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/15031/o_gelo_flutua.flv

Experiência O gelo flutua? http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/15031/o_gelo_flutua.flv

Experiência O gelo flutua?

Obs.: o recurso é um vídeo, por isso, o professor deverá assistí-lo antes da aula e anotar os materiais e procedimentos necessários para a execução do experimento.

Ao final do experimento, se for possível, o professor poderá mostrar o vídeo para os alunos.

Esse experimento tem como objetivo comparar a densidade do gelo com a densidade da água e do álcool.

Os alunos deverão fazer um relatório sobre os três experimentos de acordo com o modelo abaixo. Cada experimento deverá ter um relatório.

Modelo do relatório:

 

Instituição de Ensino:______________________________________________
Professor(a): ____________________________________________________
Componente Curricular: Química
Série/Turma/Turno: ______/______/___________ Data: ___/_____/_____

Título do Experimento: _________________________________

Relatório

Objetivo: (para que foi feito o experimento)

Material utilizado: (que vidraria/material foram utilizados)

Descrição Experimental: (quais as etapas realizadas para o desenvolvimento do experimento?).

Análise de dados (responda as seguintes perguntas)

  1. Qual o volume e a massa da barra de ferro?
  2. Como foi possível determinar o volume e a densidade do sólido irregular?
  3. No experimento dois qual dos dois sólidos tem a maior densidade? Como você chegou a essa conclusão?

Conclusão (quais as conclusões que o grupo chegou, foi possível alcançar o objetivo proposto? Explique:)

Bibliografia (referências bibliográficas que os alunos utilizaram para a elaboração do relatório)

 

Recursos Educacionais
Nome Tipo
Experiência O gelo flutua? Vídeo
Sólidos na água Experimento prático
Avaliação
Os alunos serão avaliados de acordo com a correção dos relatórios dos três experimentos.
Opinião de quem acessou

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Opiniões

  • Maria Piedade, Núcleo Pedagógico - DE SJCampos , São Paulo - disse:
    piedade.pcop.fisica@gmail.com

    27/04/2012

    Cinco estrelas

    As experiências citadas são muito interessantes e possíveis de serem realizadas na própria sala de aula considerando que as unidades escolares da rede pública do SEESP não possuem laboratórios, é uma oportunidade de realizá-las.


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