TÍTULO: BOLINHAS DE GUDE COMO FERRAMENTA BARATA PARA A COMPREENSÃO DOS CONCEITOS DE DENSIDADE

AUTORES: Paula, E.C. (UFPI) ; Magalhães, J.L. (UFPI)

RESUMO: Esse trabalho propõe uma metodologia alternativa e barata para entendimento interdisciplinar do conceito de densidade com a utilização de bolinhas de gude (vidro e de aço). Em geral os alunos consideram o conceito de densidade como algo puramente matemático e não conseguem relacionar esse conceito com as propriedades dos diversos materiais. Para estreitar essa relação serão determinados valores experimentais, por deslocamento de massa, bem como teóricos pelas equações matemáticas. Após comparação desses valores os alunos identificarão discrepância, e nesse ponto o professor deverá intervir com uma discussão em função dos diferentes materiais que constituem as bolinhas de gude usadas, uma vez que o empacotamento desses materiais contribui diretamente para essa discrepância.

PALAVRAS CHAVES: densidade; bolinhas de gude; Ensino de Química

INTRODUÇÃO: Do ponto de vista formal, o conceito de densidade é simples, mas apresentam dificuldade de entendimento no processo de ensino-aprendizagem ao serem consideradas as habilidades relacionadas, nem sempre consolidadas, nos diversos níveis de escolarização.(ROSSI, 2008)Tradicionalmente o conceito de densidade é expresso matematicamente de forma que relaciona massa e volume (d = m/v), a partir do estudo da matéria e de suas propriedades. As Esferas possuem características físicas (forma esférica, densidade elevada, dureza e resistência) e químicas (material inerte, não reagindo com a grande maioria das substâncias). Por ser considerada um sólido geométrico, a esfera possui volume representado pela seguinte equação: V = 4/3πr3.(ZIRTEC, 2012)A densidade relaciona-se com a distribuição das partículas de uma determinada massa considerada contida em um dado volume, refletindo macroscopicamente os arranjos dessas partículas em nível atômico-molecular. O método do deslocamento consiste em mergulhar um objeto de massa conhecida em um instrumento volumétrico graduado, parcialmente preenchido com água ou outro líquido no qual o objeto não flutue. Ao ser mergulhado no líquido, o objeto deslocará certa quantidade do mesmo, essa quantidade de líquido deslocado será igual ao volume do objeto. (SCHNETZLER, 2004)O objetivo desse trabalho propõe uma metodologia barata para o entendimento interdisciplinar do conceito de densidade com a utilização de bolinhas de gude (vidro e de aço), uma vez que os alunos consideram o conceito de densidade como algo puramente matemático e não conseguem relacionar esse conceito com as propriedades dos diversos materiais.

MATERIAL E MÉTODOS: Para a realização do experimento foram utilizados: água destilada, álcool, balança analítica, copinho de café, bolinhas de gude (vidro e aço), paquímetro e proveta de 50 mL. O procedimento consiste em limpar as duas bolinhas de gude com álcool para a remoção de qualquer impureza existente. Para a determinação teórica, medir o diâmetro (raio) das bolinhas de gude com auxílio do paquímetro. Logo após pesar as bolinhas de gude para que suas massas sejam usadas na equação matemática descrita acima. Enquanto para a determinação experimental adicionar 30 mL numa proveta de 50 mL e em seguida colocar, cuidadosamente, a bolinha vidro e anotar o volume deslocado. Repita o mesmo processo para a bolinha de aço. De posse dos valores efetuar os cálculos das densidades das bolinhas de gude teoricamente e experimentalmente e comparar os valores encontrados.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Através desse experimento realizado foram encontrados valores para determinar o diâmetro (raio), o volume e massa para que, através das formulas V = 4/3πr3 (1) e d = m/v (2), sejam possíveis obter as densidades teórica e experimental. Determinou-se o raio das bolinhas de gude através do uso do paquímetro, raio da bolinha de vidro foi de 1,85 cm e da bolinha de aço foi 1,99 cm, utilizando a formula (1). Conseqüentemente, os valores dos volumes encontrados foram de 26,50 e 32,99 cm³ para as bolinhas de vidro e de aço, respectivamente. As massas encontradas foram 8,361 e 28,084 g para bolinha de vidro e para bolinha de aço, respectivamente. Pela equação (2), os valores teóricos das densidades foram 0,315 e 0,851 g/cm³ para a esfera de vidro e para a esfera metálica, respectivamente. Enquanto para a determinação experimental da densidade o volume experimental das bolinhas foi de 3,35 mL em função da massa de água deslocada (ver Figura 2). Esse valor está coerente uma vez que ambas as bolinhas apresentam quase o mesmo diâmetro. Comparando a densidade teórica com a densidade experimental das duas bolinhas, notou-se que, suas densidades apresentam discrepância. Essas diferenças podem ser discutidas a luz da constituição dos materiais. Enquanto a bolinha de vidro apresenta bolhas de ar e embute erro no volume teórico à bolinha de aço é maciça e os valores teóricos e experimentais se aproximam mais.

FIGURA 1

volume inicial (30 mL) antes da adição a bolinha de gude

FIGURA 2

volume de água deslocado após a adição da bolinha de gude.

CONCLUSÕES: Uma das maneiras de se melhorar o processo de ensino-aprendizagem é introduzir aulas experimentais e instigar o raciocínio dos alunos. Uma metodologia como essa em que envolve um experimento simples e de baixo custo como as bolinhas de gude seguramente farão com que os alunos percebam que os diferentes materiais podem até apresentar o mesmo volume, mas certamente apresentará densidades diferentes.

AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Chefe do departamento de Química pela liberação do laboratório de ensino fora dos horários de aula.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ROSSI, A. V. et al. Reflexões sobre o que se Ensina e o que se Aprende sobre Densidade a partir da Escolarização. Química Nova na Escola, n° 30, pp. 55-60, 2008. SCHNETZLER, R. P. A Pesquisa no Ensino de Química e a Importância da Química Nova na Escola. Química Nova na Escola, n° 20, pp. 49-54, 2004. SOUZA. L. A. Densidade. Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/densidade.htm>Acesso em: 01 jun. 2012. ZIRTEC. Micro Esferas. Disponível em: <http://www.zirtec.com.br/html/04-pecas-e-abrasivos/03-abrasivos/01-micro-esferas-de-vidro/01-micro-esferas-de-vidro.php>. Acesso em: 24 mai. 2012.