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Aula prática sobre densidade com o tubo em U

Estratégias de Ensino

Esta aula prática sobre densidade consiste em colocar água e álcool (ambos com corantes) dentro de um tubo em U e observar a diferença entre os níveis deles.
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Esta aula prática sobre densidade com o tubo em U tem como objetivo ajudar os alunos a perceberem claramente como a densidade é uma grandeza que relaciona a massa e o volume. O tubo em U que será usado é a vidraria mais importante deste experimento sobre densidade, pois, conforme será possível ver nos resultados e discussões, ele funciona como uma espécie de “balança”.

Geralmente, o tubo em U é encontrado em laboratórios de ciências, mas se você não dispor de um, poderá fazer um “tubo em U caseiro” da seguinte forma: pegue uma mangueira transparente e flexível, dobre-a ao meio e prenda suas extremidades com um barbante ou elástico de borracha, como a ilustração a seguir mostra:

Tubo em U caseiro feito com mangueira e barbante
Tubo em U caseiro feito com mangueira e barbante

Para a realização desta aula experimental, além do tubo em U, o professor e os alunos também precisarão de:

Materiais e reagentes:

- Água;
- Álcool;
- Conta-gotas;
- Corantes alimentícios de duas cores diferentes;
- Copos ou béqueres;
- Suporte universal (para prender o tubo em U).

Procedimento experimental:

Primeiro você pode fazer um teste interessante com os alunos que os deixará com a “pulga atrás da orelha” por assim dizer. Para tal, faça o seguinte:

1- Coloque a mesma quantidade de água e álcool em dois béqueres separados;

2- Acrescente algumas gotas do mesmo corante na água e no álcool, de modo que eles fiquem com a mesma cor;

3- Adicione no tubo em U a água com o corante;

4- Agora adicione no tubo em U o álcool com o corante, mas de forma bem lenta, de preferência através de um conta-gotas.

Os alunos observarão que o nível dos líquidos dentro do tubo em U não ficará igual dos dois lados, como mostra a figura a seguir:

Resultado observado na primeira parte do experimento
Resultado observado na primeira parte do experimento

O professor pode até mesmo fazer essa primeira parte sem a presença dos alunos e pedir para eles explicarem o que está acontecendo. Por que os líquidos não estão no mesmo nível como deveriam estar?

Para explicar o que acontece, faça a segunda parte do experimento, seguindo os mesmos passos da primeira parte, com apenas uma diferença: adicionar corantes de cores diferentes na água e no álcool.

Digamos que os alunos tenham colocado um corante vermelho na água e um corante verde no álcool. O resultado que eles deverão observar ficará semelhante a este:

Resultado de experimento sobre densidade através do tubo em U
Resultado de experimento sobre densidade através do tubo em U

Peça novamente que os alunos expliquem o que aconteceu.

Resultados e Discussão:

Os níveis dos dois lados do tubo em U ficam diferentes porque os valores das densidades da água e do álcool são distintos, sendo 1,0 g/mL e 0,79 g/mL, respectivamente.

Conforme dito no início deste artigo, o tubo em U funciona como uma espécie de balança. Assim, se traçarmos uma linha imaginária como a mostrada a seguir, teremos o seguinte: os dois líquidos que estão acima da linha possuem a mesma massa, mas o volume do álcool é maior.

Isso está em conformidade com o conceito de densidade, que é a relação entre a massa de um material e o volume por ele ocupado: d = m/V. Assim, se a massa de dois líquidos é igual, mas o volume de um é maior, a sua densidade é menor:

↓d = m
       V↑

É o que acontece com o álcool: a sua densidade é menor que a da água, mas o seu volume é maior para uma mesma massa, por isso a sua altura no tubo fica maior:

Comparação entre densidades de água e álcool
Comparação entre densidades de água e álcool


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

O objetivo da nossa proposta de aula é facilitar a compreensão do tema pelos alunos
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