08/05/2012
Edson Luís Nunes, Daniel Rodrigues Ventura, José Ângelo de Faria, José Higino Dias Filho
Modalidad / Nivel de Enseñanza | Disciplina | Tema |
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Educação Profissional | Produção Industrial | Técnico em Petróleo e Gás |
Ensino Médio | Química | Relações da Química com as tecnologias, sociedade e meio ambiente |
Educação Profissional | Ambiente, Saúde e Segurança | Técnico em Análises Clínicas |
Ensino Médio | Química | Propriedades das substâncias e dos materiais |
Volume de sólidos regulares; estados físicos da matéria, densidade.
O professor pode iniciar o processo com a discussão a respeito das propriedades gerais da matéria. O que todos os materiais com que lidamos apresentam em comum? Massa, extensão, impenetrabilidade etc. Chamar a atenção para uma delas, a extensão, que é a propriedade que a matéria tem de ocupar um lugar no espaço. Lembrá-los que o volume mede a extensão de um corpo.
Agora, como medir o volume de um corpo? Dar alguns exemplos como um sólido regular (geladeira, celular), um sólido não regular (prego, anel), líquidos (água, refrigerante) e pedir para os alunos proporem técnicas para medição do volume. Apresentar algumas questões aos alunos: como medir o volume de um gás? Como provar que o ar atmosférico, um exemplo de uma mistura de gases, ocupa volume – se não podemos vê-lo? Quanto de ar tem na sala de aula? E em um bujão de gás de cozinha? E em nossos pulmões? O volume de um gás é uma das variáveis que definem o estado gasoso. Ao contrário dos estados sólido e líquido, o volume de um gás depende do recipiente onde se encontra, da temperatura e da pressão.
1ª Atividade: Apresentar uma maneira para coletar e medir o ar presente em nossos pulmões.
Encha uma garrafa pet de 500 mL com água, até a boca. Vire-a, com cuidado para não perder nada de água, dentro de uma bacia com água (ou uma piscina, ou mesmo em um pet de 2 L cortado ao meio), de modo que fique com a boca virada para baixo, dentro do líquido. Agora, com o auxílio de um canudo ou mangueirinha, como uma das pontas dentro da garrafa de 500 mL, sopramos na outra extremidade, mandando ar dos nossos pulmões para dentro da garrafinha. Qual será o resultado? Começamos a ver que o nível da água começa a descer dentro da garrafa para dar lugar ao ar que vai entrando. Se tivermos bastante fôlego podemos tirar toda a água de dentro da garrafinha. Se os alunos acharem muito fácil com a garrafa de 500 mL pode-se utilizar uma maior de 1,5 ou 2 L. Uma possibilidade é marcar alguns volumes conhecidos por fora da embalagem, com uma caneta própria, para se acompanhar a medição do ar introduzido na garrafa.
Foto 1: Ar coletado dentro da garrafa, em destaque para o nível de água ainda presente na garrafa (foto do autor).
Questões:
2ª Atividade: Apresentar uma maneira de medir volume de líquidos.
A medida correta de volumes é fundamental para o sucesso do trabalho no laboratório de química. Assim, além dos gases pode ser necessária a medição do volume de líquidos e sólidos. Em trabalhos de laboratório, as medidas de volume aproximadas são efetuadas, na quase totalidade dos casos, com provetas graduadas. A medida de volume do líquido é feita, comparando o nível do mesmo, com os traços marcados na parede do recipiente.
Foto 2: Mesmo volume de água (com corante) em uma seringa adaptada (e) e em uma proveta (d) (foto do autor).
Questões:
3ª Atividade: Apresentar uma maneira de medir o volume de um sólido irregular.
No caso dos sólidos temos duas situações. Podemos lidar com sólidos de forma regular ou não. No caso de forma regular (esfera, cubo, pirâmide etc), basta medir alguns comprimentos e aplicar fórmulas específicas. Se o sólido for irregular, determinamos o volume desse sólido pela variação do volume da água em uma proveta. Colocamos água até a metade do volume da proveta e após colocar o sólido, medimos a variação do volume. O aumento do volume do líquido corresponde ao volume do sólido acrescentado no recipiente.
Utilizaremos no experimento um pedaço de borracha com forma regular e de dimensões conhecidas, pois o professor pode solicitar aos alunos a determinação do volume de duas maneiras: utilizando a aplicação de fórmulas e também a partir do deslocamento de líquido.
Foto 3: Sólido a ser utilizado (pedaço de borracha) e aumento de volume no líquido provocado pela introdução desse sólido na seringa (foto do autor).
Questões:
Atividades que o professor poderá propor para que os alunos executem em casa (individual ou em grupo):
Para finalizar a aula o professor pode comentar a respeito da importância dos gases para o meio ambiente (atmosfera, chuva ácida, efeito estufa, camada de ozônio). Para o ser humano, a importância do oxigênio e gás carbônico e os pulmões como local de troca gasosa entre o sangue e a atmosfera. Destacar a importância do vapor de água usado em indústrias, como no caso das refinarias de petróleo:
– fluido motriz, para acionamento de bombas, compressores, tubo-geradores.
– agente de aquecimento.
– agente de remoção de gases tóxicos ou combustíveis de equipamentos ou tubulações.
– agente de arraste das frações do petróleo nas torres de resfriamento.
Link com informações complementares:
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaColecaoAula.html?id=172
Sugestão de leitura: Apostila do Curso de Formação de Operadores de Refinaria, autoria de Carlos Augusto Arentz Pereira, Edison Luis Santério, Virgílio Lagemann e organização de Uzias Alves, disponível em http://www.tecnicodepetroleo.ufpr.br/apostilas/termodinamica.pdf
Avalie se o aluno consegue propor uma maneira de determinar o volume de um corpo utilizando a massa e a densidade.
Entregar para o professor coordenador os relatórios completos das atividades propostas para casa.
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