Tensão Superficial

Autores:

Fabio Kiyohara
Claudia Aparecida da Silva Corrêa
Márcio Bemardino da Silva
Marco Antonio Fernandes
Marta Russo Blazek

Contexto:

Esta aula foi elaborada para do 6º Ano do Ensino Fundamental e espera-se que os alunos já tenham conhecimento sobre molécula, propriedades da água e as relações entre a água e os seres vivos, além de uma conceituação intuitiva de empuxo e densidade lightbulb.
Objetivos:

Reforçar o conteúdo relativo à densidade;
Conceituar tensão superficial, coesão (capilaridade) e dissolução;
Visualizar um modelo de organização molecular da água.
Material utilizado:

Material utilizado pelo professor:

  • 4 L de água;
  • 1 agulha de costura;
  • 1 lâmina de barbear;
  • Artrópodes que se deslocam sobre a água;
  • 60 bolinhas de gude;
  • 2 cristalizadores (ou travessas tipo pirex de vidro transparente);
  • 1 frigideira (ou panela);
  • 1 pedaço de isopor (5x5x3 cm);
  • 25 mL de óleo de cozinha (ou manteiga);
  • 1 parafuso (ou prego);
  • 1 retroprojetor.

Material utilizado por cada equipe de alunos:

  • 1 L de água;
  • 1caixa de clipes de metal;
  • 2 clipes de plástico (ou pedaços de régua de plástico);
  • 1 conta gotas (ou pipeta);
  • 1 copo de plástico (50 250 mL);
  • 1 copo de plástico (200 250 mL);
  • 4 copos de vidro (200 250 mL);
  • 50 mL de detergente;
  • 140 g de sal;
  • 1 garrafa de plástico ou jarra (1 L);
  • 1 placa de Petri grande (ou um prato).

Dinâmica:

O professor deverá fazer uma breve recordação sobre o conteúdo dado na aula anterior, referente à densidade. Para isso, o professor utilizará um cristalizador com água (2 L), um pedaço de isopor (5x5x3 cm) e um parafuso (ou prego). A sala deverá ser questionada quanto à diferença observada quando se coloca o isopor cuidadosamente sobre a água ou o parafuso na mesma.

Logo após as explicações os alunos serão divididos em equipes que receberão uma bandeja (previamente arrumada pelo professor) com uma garrafa de plástico (ou jarra) contendo água (1 L), quatro copos de vidro (200 250 mL), um copo de plástico (200 – 250 mL) contendo sal (140 g), um copo de plástico (50 250 mL) contendo 50 mL de detergente, uma caixa de clipes de metal, dois clipes de plástico (ou pedaços de régua de plástico), um conta gotas (ou pipeta) e uma placa de Petri (ou recipiente com dimensões semelhantes).

O experimento das equipes terá início com o preenchimento de um copo de vidro com água. Este copo deverá ficar dentro da placa de Petri (ou prato) para evitar que caia água sobre a mesa. O professor perguntará se alguém consegue colocar mais um pouco de água em cada copo? Para isso, as equipes poderão usar o conta-gotas.

Depois que os alunos tiverem dado suas opiniões sobre o preenchimento do copo, irão testar o que acontecerá quando eles colocarem um clipe (de metal) dentro do copo repleto de água. Eles poderão testar com mais de um clipe e levantar hipóteses a respeito deste experimento lightbulb. Os resultados e as possíveis explicações deverão ser anotados pelos componentes das equipes.

Ao final do experimento, o professor poderá explicar que o fenômeno chamado de “tensão superficial” é o que impede que a água transborde lightbulb.

Em seguida, será feito um novo experimento, utilizando sal no lugar dos clipes. Os alunos deverão observar e anotar se existe alguma diferença em relação ao experimento anterior lightbulb.

O professor poderá fazer uma demonstração com outros materiais como as bolinhas de gude, lâminas de barbear em posições distintas (vertical ou horizontal) e agulha de costura lightbulb.

Em outro experimento, os alunos deverão acrescentar algumas gotas de detergente no copo com água e testar alguns dos materiais anteriores. Os resultados obtidos deverão ser anotados na forma de tabela e comparados com os experimentos anteriores (quebra da tensão superficial da água) lightbulb.

Por fim, o professor poderá dar exemplos de como alguns animais usam a tensão superficial da água para sobreviver na natureza. Se o professor tiver acesso a pequenos artrópodes que se deslocam sobre a água será bem interessante. Se não, poderá representar com desenhos ou transparências.

Bibliografia

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WALPOLE, B. 1988. 175 Science experiments to amuse and amaze your friends – experimental tricks! Things to make! New York, Random House. p. 26-30.

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