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Densidade e Correntes de Convecção

Estratégias de ensino-aprendizagem

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Se a densidade da água e do gelo não fosse a mesma, e se não existissem as correntes de convecção, muitas formas de vida marinhas desapareceriam
Se a densidade da água e do gelo não fosse a mesma, e se não existissem as correntes de convecção, muitas formas de vida marinhas desapareceriam

Introdução:

A densidade está presente em vários fenômenos da natureza e permite que inúmeras espécies sobrevivam. Por exemplo, a densidade do gelo é menor que a da água na fase líquida, desse modo, quando a temperatura ambiente fica abaixo de zero, a água pura se solidifica e, dessa forma, forma-se uma camada de gelo sobre os mares (água e sal).

Se a densidade do gelo fosse maior, ele iria para o fundo do mar e quando a temperatura aumentasse ele iria derreter e muitas vidas marinhas estariam comprometidas.

Outro fator interessante é que com a temperatura de 4°C a água na fase líquida fica mais densa, assim, em épocas frias, as águas nas superfícies de lagos e mares que atingem essa temperatura, por ficarem mais densas, acabam indo para o fundo e essa movimentação faz com que os nutrientes dissolvidos se misturem. Esse fenômeno é chamado de correntes de convecção.

Esquema da densidade e das correntes de convecção nos mares e lagos

Durante o estudo do conteúdo de densidade, os alunos normalmente apenas substituem os valores dados na fórmula (d = m/v) sem parar para pensar no significado dela e na sua aplicação no cotidiano (como esses fenômenos observados anteriormente) e em como as vidas dos animais, humanos e plantas são influenciadas por ela.

Esse experimento ajuda o professor nesse sentido, sendo que, além de explicar como a densidade varia de acordo com a substância ou mistura de substâncias, pode-se abordar também o fenômeno das correntes de convecção.

Materiais utilizados:

  • 2 gelos coloridos;
  • 2 tigelas de vidro transparente e com a mesma capacidade volumétrica;
  • Água;
  • Sal de cozinha;
  • Colher.

Procedimento experimental:

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1ª parte: Produção do gelo:

Os dois gelos devem ser feitos contendo a mesma quantidade de água e, além disso, a quantidade de gotas de corante alimentício colocadas deve ser a mesma.

2ª parte: Coloque a mesma quantidade de água líquida nas duas tigelas de vidro transparente e em apenas uma delas adicione sal até formar uma solução saturada. Em seguida, coloque um gelo colorido em cada uma das tigelas e observe o que ocorre.

Resultados e discussão:

Você deve ter notado que ocorre uma diferença de movimentação entre as águas dos dois gelos derretidos. O gelo que está na água sem sal é mais denso e, depois que derrete, continua sendo mais denso que a água da tigela que está na temperatura ambiente. Por ser colorido, você deve ter notado que a água do gelo derretido foi para o fundo do recipiente, forçando a água do fundo da tigela a subir, assim como ocorre com as correntes de convecção. Com o tempo, o corante se espalha por toda a água da tigela, assim como os nutrientes dos lagos e mares.

Já o gelo que estava na tigela com água e sal é menos denso que a mistura. A densidade do gelo é de 1,0 g/mL e a da mistura de água e sal é de 1,2 g/mL, assim ele permanece na parte de cima e não há correntes de convecção; até mesmo o gelo demora mais para derreter.

Conclusão:

O professor, além de abordar os pontos citados com os alunos, pode também perguntar o que eles notaram e jogar valores para o volume da água, para o gelo adicionado e para a massa do sal, pedindo para os alunos, além de darem o valor da densidade, também dizerem se o grau de salinidade aumentou ou diminuiu.

Se os alunos raciocinarem dessa maneira, conseguirão aplicar na prática o conhecimento adquirido.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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