Experimentos de Ciências / Semana 3
Semana 3 de 6
Estados da matéria e materiais
A grande pergunta
Por que algumas coisas ficam geladas por mais tempo que outras?
- Desafio de isolamento contra o derretimento
- 45 a 60 minutos
Esta semana segue o ciclo científico
PerguntePrevejaTesteObserveExpliqueMelhore
A ideia principal
- A matéria pode ser sólida, líquida ou gasosa.
- O gelo derretendo é uma mudança de estado: água sólida virando água líquida.
- Os materiais têm propriedades, e alguns seguram o calor melhor que outros.
Tudo à sua volta é matéria, e a matéria costuma aparecer em três formas: sólida, líquida e gasosa. A água é especial porque dá para vê-la nas três: o gelo é sólido, a água é líquida e o vapor é gás. Quando o gelo derrete, ele não está sumindo; está mudando de sólido para líquido. Essa mudança acontece porque o calor entra no gelo vindo do cômodo mais quente. Nesta semana você vai tentar deixar isso mais lento. Materiais diferentes (papel-alumínio, algodão, papel-toalha) deixam o calor passar em velocidades diferentes. Um material que segura o calor se chama isolante, e achar o melhor deles é o seu trabalho.
Palavras para conhecer
- Sólido
- Matéria que mantém a própria forma, como um cubo de gelo.
- Líquido
- Matéria que escorre e toma a forma do recipiente, como a água.
- Gás
- Matéria que se espalha e ocupa todo o espaço, como o vapor ou o ar.
- Mudança de estado
- Quando a matéria muda de forma, como um sólido derretendo e virando líquido.
- Isolamento
- Um material que segura o calor na passagem de um lugar para outro.
- Calor
- Energia que passa das coisas mais quentes para as mais frias.
Materiais
- 3 ou mais cubos de gelo do mesmo tamanho
- Copos ou potinhos, um para cada material
- Materiais para testar: papel-alumínio, algodão ou uma meia, papel-toalha, isopor ou um saco plástico
- Um prato ou bandeja para recolher a água derretida
- Um cronômetro
Segurança
- O gelo é muito frio: não deixe encostado na pele por muito tempo.
- A água derretida deixa o chão escorregadio, então limpe os pingos na hora.
- Deixe os copos sobre uma bandeja para a água não se espalhar.
Experimento: Desafio de isolamento contra o derretimento
Preveja primeiro
Antes de encostar em qualquer material, escreva o que você acha que vai acontecer neste experimento, e por quê. Fazer uma previsão primeiro é o que transforma construir em ciência. Depois você vai comparar a sua previsão com o que realmente observar.
Passos
- 1
Pergunte: qual material vai manter um cubo de gelo congelado por mais tempo?
- 2
Embrulhe cada cubo de gelo em um material diferente. Deixe um cubo sem nada em volta: esse é o seu controle, para comparar.
- 3
Preveja: coloque os materiais em ordem, do melhor ao pior em manter o gelo frio. Escreva a sua ordem.
- 4
Teste com justiça: use cubos do mesmo tamanho, coloque todos no mesmo cômodo e comece ao mesmo tempo.
- 5
Observe: confira a cada 10 minutos. Veja quais cubos estão derretendo mais rápido e quais ainda estão sólidos.
- 6
Anote qual material manteve o gelo congelado por mais tempo e quanta água derretida cada um produziu.
- 7
Melhore: pegue o seu melhor material e acrescente uma segunda camada, ou combine dois materiais, e teste se o gelo dura ainda mais.
Por que isso acontece
O cômodo está mais quente que o gelo, e o calor sempre vai das coisas mais quentes para as mais frias. Quando o calor entra no gelo, ele dá à água sólida energia suficiente para virar água líquida: isso é derreter. Bons isolantes, como o algodão e o isopor, são cheios de ar preso, e o ar preso é bem lento para passar calor adiante. Por isso o gelo lá dentro fica frio por mais tempo. Materiais finos e bem compactados deixam o calor passar mais rápido, então aquele gelo derrete antes.
Como os engenheiros usam isso
Os engenheiros usam isolamento em todo lugar: dentro de coolers e garrafas térmicas para manter as coisas geladas ou quentes, dentro das paredes das casas para economizar energia, e em casacos de inverno para segurar o calor do corpo. Escolher o material certo para cada tarefa é exatamente o que você fez neste desafio.
O que você notou?
Volte à sua previsão e aos seus resultados e depois conversem sobre estas perguntas juntos.
- Qual material foi o melhor isolante? Qual foi o pior?
- Por que você acha que o cubo sem embrulho (o controle) importa?
- De onde vem o calor que derrete o gelo?
- Qual desses materiais você tem nas suas roupas de frio?
Reflita
Escreva qual material manteve o gelo congelado por mais tempo e uma frase explicando por que você acha que ele funcionou melhor.
Minidesafio
Crie um mini cooler com os materiais que você tem e que mantenha um cubo de gelo congelado por mais tempo.
Quer ir mais longe?
Teste se um cubo de gelo derrete mais rápido no sol ou na sombra. Mantenha os cubos do mesmo tamanho.
Antes de terminar
- Preparei cubos de gelo do mesmo tamanho com materiais diferentes e um sem embrulho como controle.
- Previ qual material funcionaria melhor.
- Conferi e registrei o derretimento ao longo do tempo.
- Consigo nomear a mudança de estado de sólido para líquido e explicar o derretimento.
- Melhorei o meu melhor isolante e testei de novo.
Terminou o experimento e a sua reflexão? Marque esta semana como concluída para acompanhar o seu avanço no curso de 6 semanas.
Caderno de laboratório
Escreva as suas próprias anotações de ciências enquanto avança: elas seguem o mesmo ciclo que você usou nesta semana. As anotações ficam salvas só neste aparelho; nada é enviado para lugar nenhum. Você também pode imprimir esta aula e escrever à mão.
O que você queria descobrir?
O que você achava que ia acontecer, e por quê?
Qual única coisa você mudou para o teste ser justo?
O que você viu, ouviu ou mediu?
Use o que você notou como evidência.
O que você mudaria para funcionar melhor?
Desenhe o que aconteceu
Desenhe o seu experimento ou o projeto melhorado e circule a parte que você mudou.