Tempo - Estados da matéria, ciclo da água

Tempo

A viagem da água

De onde vem a chuva?

1. Os estados da matéria I: experiência 1

2. Os estados da matéria II: experiência 2

3. Como se formam as nuvens?: experiência 3

4. De onde vem o vento?: experiência 4

5. Extra - Chuva ácida: experiência 5

 

Experiência 1: Os estados da matéria I

É preciso:

- Água
- Gelo
- 4 recipientes (2 formas diferentes)

O que fazer:

- Pôr água num recipiente e gelo no outro
- Passar a água para outro recipiente com forma diferene e fazer o mesmo ao gelo
- Pôr um dedo na água e outro no gelo

Observações esperadas:

- A água muda de forma e o gelo não muda
- O gelo está mais frio que a água

Porquê:

- A água e o gelo são o mesmo material mas estão em estados diferentes, a água está no estado líquido e o gelo no estado sólido. As diferenças entre o estado líquido e sólido é que no estado sólido o materials está mais frio e a 'forma' não varia, no estado líquido a matéria está mais 'quente' e a forma adapta-se ao recipiente. A forma de passar do estado líquido para o sólido é arrefecer o material (solidificação). Por isso se põe a água no congelador para termos gelo, ou porque o gelo derrete quando sai do congelador (fusão)

Informação a reter: As diferenças entre estado sólido e líquido são a variação da forma e a temperatura. Passa-se de um estado para outro mudando a temperatura

Experiência 2: Os estados da matéria II

É preciso:

- Água
- Gelo
- Tina de vidro + vidro de relógio (ou uma panela com tampa de vidro)
- Placa de aquecimento

O que fazer:

- Pôr água na tina e aquecer na placa até ferver
- Tapar e esperar um pouco
-  Levantar tampa
- Voltar a tapar e pôr gelo na tampa

Observações esperadas:

- Quando se levanta a tampa surge uma nuvem de 'vapor' que se espalha. Quando se tapa e põe gelo, formam-se gotas de água na tampa que começam a cair

Porquê:

- A água quando aquece, evapora, passa do estado líquido para o estado gasoso. A 'nuvem' que se observa ao levantar a tampa é o vapor de água. A água e o vapor de água são o mesmo material, mas num estado diferente, a água está no estado líquido e o vapor de água está no estado gasoso. As diferenças entre o estado líquido e gasoso é que no estado líquido o material está mais frio e tem uma 'forma', no estado gasoso a matéria está mais 'quente' e não tem 'forma' (espalha-se no ar). A forma de passar do estado líquido para o gasoso é aquecer o material (evaporação). Por isso quando se aquece a água ela deita um 'fumo'. Quando se tapa com o gelo por cima, a tampa fica fria e arrefece o vapor de água, que passa para o estado líquido (condensação) e que depois 'cai' (precipitação). É desta forma que se forma a chuva, a água dos rios e mares evapora, arrefece em zonas mais altas, forma-se a condensação com a formação de nuvens e depois precipita. Se o arrefecimento é muito grande, passa para o estado sólido e em vez de chuva temos neve ou granizo

Informação a reter: As diferenças entre estado líquido e gasoso são a variação da forma e a temperatura. Passa-se de um estado para outro mudando a temperatura

 

Experiência 3: Como se formam as nuvens

É preciso:

- Frasco com tampa
- 50 ml água a ferver
- Spray de cabelo
- Gelo

O que fazer:

- Pôr a água quente no frasco
- Pôr a tampa ao contrário com umas pedras de gelo
- Esperar alguns segundos, levantar a tampa, deitar spray dentro do frasco e voltar a tapar

Observações esperadas:

- Forma-se uma nuvem. Ao fim de algum tempo,  levanta-se a tampa e pode ver-se a nuvem a escapar

Porquê:

- São precisas 3 condições para se formarem nuvens: ar com humidade, arrefecimento e núcleos de condensação (núcleos de condensação = patículas pequenas suspensas no ar, na experiência é o spray do cabelo, na natureza é o pó, polen, cinzas, etc.
- Quando se coloca a água quente no frasco, forma-se humidade no ar, que é arrefecida pelo gelo na tampa. O aerosol serve de núcleos de condensação que faz com que o vapor de água condense e forme pequenas gotas

Informação a reter: A formação de nuvens precisa de humidade, diminuição de temperatuda e núcleos de condensação

 Experiência 4: De onde vem o vento?

É preciso:

- Saco de chá (tem que ser daqueles que estão dobrados, para formar um tubo mais comprido)
- Tesoura
- Fósforos

O que fazer:

- Cortar o saco de chá e retirar o chá completamente (não podem ficar residuos) e com cuidado para não danificar o papel do saco
- Forme um tubo com o saco e pô-lo de pé
- Acender fósforo e queimar tubo por cima

Observações esperadas:

- O saco de chá arde com chamas , elevando-se no ar

Porquê:

- Quando o saco arde, o ar à volta aquece
- Como o ar quente é mais leve que o frio, desloca-se para cima levando o saco de chá que é muito leve
- É por causa das diferenças de temperatura no ar, com camadas frias e outras mais quentes que se forma o vento, que é o responsável pela deslocação das nuvens

Informação a reter:  O ar quente é mais leve que o ar frio, e as movimentações do ar devido às diferenças de temperatura é que faz surgir o vento

Experiência 5: Chuva ácida

É preciso:

- Couve roxa
- Água
- Panela
- Tigela
- 3 copos
- Vinagre
- Bicabornato de sódio

O que fazer:

- Cozer a cove roxa ~15 m (sem nenhum tempero)
- Retirar a água de cozedura para uma tigela
- Pôr vinagre num copo, água noutro e bicabornato de sódio (1 colher de sopa) com água no terceiro
- Juntar um pouco da água da cozedura da couve a cada 1 dos copos

Observações esperadas:

- As 3 soluções ficam com cores distintas

Porquê:

- O líquido da cozedura da couve tem uma substância que muda de côr conforme está na presença de  soluções ácidas, basicas ou neutras. Chama-se a estas 'substâncias' indicador. O vinagre é um ácido, a água é neutra e a água com bicabornato de sódio. É com a ajuda de indicadores que se consegue identificar a acidez.
- Alguma poluição faz com que se libertem 'ácidos' na atmosfera que se dissolvem nas gotículas de água. Quando chove a água em vez de ser neutra é ácida. A chuva ácida provoca estragos nos seres vivos e em edifícios

Mais:

-  Pôr vinagre num pedaço de giz e observar a corrosão que os ácidos podem fazer a 'edifícios'
- Juntar o vinagre com a solução com bicabornato de sódio e observar a reação química (e mudança de côr)

Informação a reter: Noção de acidez e efeitos das chuvas ácidas