UNIDADE D

CAPÍTULO 10 Atmosfera e hidrosfera

Fotografia. Um cachorro com o pelo longo branco e preto. Ele está correndo em um gramado com a língua para fora. O vento faz seu pelo ficar jogado para a direita, tampando parte do focinho.
Não somos capazes de ver o ar, mas podemos perceber evidências de que ele existe. Você é capaz de listar pelo menos cinco dessas evidências?
Respostas e comentários

sôbre a foto de abertura

A título de levantamento de saberes prévios, registre as respostas dos estudantes à pergunta feita na legenda da foto de abertura do capítulo. Saliente aos estudantes que a pergunta é geral e que eles não devem se ater apenas a fatores percebidos na foto.

Entre as evidências, os estudantes podem citar as muitas manifestações da pressão do ar, dos ventos e da resistência do ar aos movimentos. Também são possíveis relatos referentes à visualização de bolhas de ar em meio à água líquida.

Não se preocupe em formalizar conceitos ou corrigir erros. Ouça e registre os saberes manifestados pelos estudantes. Cientificamente corretas ou não, as ideias pregressas servem de âncoras para novos conhecimentos, que, à medida que são construídos, podem provocar a reelaboração dos próprios saberes que serviram para sua ancoragem, modificando-os.

Ao aprenderem coisas novas, os estudantes podem incorporar um modo de pensar científico a respeito de coisas que, até então, eram encaradas apenas sob o senso comum. E isso pode ocorrer dentro de uma dinâmica cognitiva de reorganização de saberes prévios.

Durante o trabalho com o capítulo, retome as contribuições dos estudantes, revisando-as e enfocando-as sob o ponto de vista das Ciências da Natureza.

Este capítulo e seus conteúdos conceituais

  • O ar ocupa espaço
  • O ar oferece resistência aos movimentos
  • O ar tem massa
  • O ar exerce pressão
  • Conceito de ciclo da água
  • Umidade do ar
  • Dispersão luminosa e formação do arco-íris

As propriedades dos gases podem ser trabalhadas em níveis de profundidade muito diferentes, dependendo do ano escolar. Neste volume, a ideia é apresentar de fórma bastante geral as propriedades do ar, que, nesse caso, representa os gases de modo geral. Tudo isso, em nível macroscópico.

A composição do ar que inalamos, a poluição atmosférica e a ocorrência dos principais fenômenos meteorológicos são deixadas para ser estudadas em outros volumes (seguindo a Bê êne cê cê).

O estudo do ciclo da água, realizado neste capítulo, está fundamentado nas noções adquiridas no capítulo 8 sôbre mudanças de fase da água em função de variações de temperatura. Reveja-as com os estudantes, se julgar necessário.

Como parte do estudo do ciclo da água, os estudantes compreenderão neste capítulo como se dá o abastecimento dos mananciais e a relevância da adequada umidade do ar para que haja conforto respiratório, adquirindo a compreensão de que dias muito secos oferecem risco à saúde.

Motivação

A critério do professor, esta atividade poderá ser realizada em grupos.

Ícone. Vidraria de laboratório.

Objetivo

Interpretar uma situação envolvendo ar confinado.

Você vai precisar de:

  • uma tigela funda
  • um copo transparente
  • uma rolha
  • água

Procedimento

  1. Coloque a água na tigela e a ro­lha sôbre a superfície da água.
  2. Mergulhe o copo na água com a boca para baixo de modo que a rolha fique dentro do copo. Observe.
  3. Procure explicar o que aconteceu.
Ilustração. Uma cuba de vidro com água e uma rolha boiando. Acima, destaque para a mão de uma pessoa segurando um copo com a boca para baixo. Na imagem ao lado, a pessoa segura o copo parcialmente submerso na água. Dentro do copo há uma interrogação.

Desenvolvimento do tema

1. O ar ocupa espaço

No experimento que acabamos de descrever, a rolha serve para podermos visualizar o nível da água. Quando o copo é mergulhado com a boca para baixo, a rolha desce. Isso evidencia que o nível da água dentro do copo desce. Por que será que o nível da água desceu dentro do copo quando ele foi mergulhado?

O copo está cheio de ar. Quando ele é mergulhado, o ar continua em seu interior. Como o ar ocupa espaço, ele fórça a água para baixo e, por isso, a rolha desce. Esse experimento serve para mostrar que o ar ocupa espaço!

Quando enchemos um balão assoprando dentro dele, o balão aumenta de tamanho porque o ar expirado que assopramos lá para dentro ocupa espaço.

Se, com um canudinho, assopramos dentro de um copo com água, observamos bolhas dentro do líquido. Elas também evidenciam que o ar expirado ocupa espaço.

Fotografia. Sequência de três imagem de uma menina branca de cabelo castanho longo preso em um rabo, calça laranja e camiseta estampada, sentada de pernas cruzadas enchendo uma bexiga laranja. A cada imagem a bexiga está maior.
Respostas e comentários

De ôlho na Bê êne cê cê!

A pergunta formulada na legenda da foto de abertura é um estímulo a exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a observação e a reflexão, favorecendo a competência geral 2.

O desenvolvimento dessa mesma competência é potencializado pelos experimentos propostos em algumas das seções Motivação deste capítulo (as que precedem os itens 1, 4 e 7); nesses casos, também pelo convite a investigar causas, elaborar e testar hipóteses.

Conteúdos procedimentais sugeridos

  • Manejar materiais caseiros a fim de realizar demonstrações de que o ar ocupa espaço, oferece resistência aos movimentos, tem massa e exerce pressão.
  • Realizar e interpretar uma demonstração, feita com materiais caseiros, de por que a chuva não é salgada.
  • Simular a formação do arco-íris por diferentes métodos.

O primeiro ponto aqui rela­cionado é o que se pretende desenvolver com os experimentos apresentados e comentados até o item 7 do capítulo e também com os projetos 6, 7 e 8, sugeridos ao longo deste capítulo, em notas neste Manual do professor.

O segundo conteúdo pode ser desenvolvido com o projeto 9, também indicado oportunamente, neste capítulo. Já simular a formação do arco-íris por diferentes meios corresponde a procedimentos a serem desenvolvidos com os projetos 10 e 11. Eles também serão sugeridos ao longo deste capítulo.

Motivação

Divida os estudantes em grupos de três ou quatro para a realização do experimento. O ponto principal da atividade é eles constatarem que o nível da água desce dentro do copo (a rolha serve para facilitar a visualização).

Item 1

No item 1, aproveite o resultado do experimento anterior como constatação de que o ar ocupa espaço. sôbre as fotos da menina inflando o balão, explique que o ar expirado contém um pouco mais de gás carbônico e um pouco menos de oxigênio do que o ar atmosférico, mas também ocupa espaço.

Atividades

Após o item 1, proponha as atividades 1 a 4 do Explore diferentes linguagens.

2. Resistência do ar

Ao andar de bicicleta, quanto mais rápido estivermos, mais sentiremos uma fôrça que se opõe ao nosso movimento. Essa fôrça é a resistência do ar.

Não é difícil entender por que o ar oferece resistência. Quando andamos de bicicleta, nosso corpo precisa “tirar do caminho” o ar que está na frente. É por causa disso que sentimos uma resistência ao nosso movimento.

Dentro de uma piscina também podemos sentir resistência aos nossos movimentos. Basta tentar mexer rapidamente os braços dentro da água para perceber isso. Nesse caso, é o líquido que oferece resistência. No ar essa resistência é menor do que na água, mas também existe.

Parte do combustível consumido para manter um automóvel em movimento é gasta para vencer a resistência do ar. Quanto mais rápido o veículo se desloca, maior é essa resistência, e mais combustível tem de ser queimado para vencê-la.

Fotografia. Uma pessoa de jaqueta preta e capacete preto e branco andando de moto. A moto está inclinada para a esquerda.
Os motociclistas estão familiarizados com a resistência que o ar oferece ao movimento.
Fotografia. Um carro de corrida amarelo em uma pista. Dentro, uma pessoa com capacete. Atrás, fumaça.
Esse veículo deve atingir altas velocidades e, por isso, seu formato é projetado para que a resistência do ar sôbre ele seja baixa. Dizemos que ele possui uma fórma aerodinâmica.
Fotografia. Um carro vermelho em uma cidade. Estão à mostra a parte dianteira e a lateral do automóvel. As rodas dianteiras estão viradas para à esquerda.
Esse outro é projetado para o tráfego intenso das grandes cidades, nas quais o trânsito é lento e congestionado. Sua fórma não revela a preocupação em diminuir acentuadamente a resistência do ar, que é pequena devido à baixa velocidade que o veículo geralmente desenvolve.

EM DESTAQUE

A resistência do ar e os paraquedas

Por causa do seu tamanho e formato, os paraquedas encontram alta resistência do ar ao seu movimento. É por isso que um para­quedista desce suavemente. Sua velocidade é reduzida pela resistência do ar. Assim como acontece com o paraquedas, o uso de asas-deltas e parapentes só é possível por causa da resistência do ar.

Elaborado com dados obtidos de: Seruêi, R. A.; Viuê, C. College Physics. décima primeira edição Boston: Cengage, 2018.

Fotografia. Uma pessoa no céu com um paraquedas vermelho aberto.
Parapentista planando sôbre a Serra da Moeda, Município de Moeda, Minas Gerais.
Respostas e comentários

Item 2

Inicie o trabalho com o item pedindo aos estudantes que comparem as imagens do carro de corrida e do carro de passeio. Pergunte a eles se seria vantajoso criar um carro de corrida de fórmula 1 no qual o corredor ficasse sentado mais confortavelmente, como se estivesse em um carro de passeio. Espera-se que eles digam que um carro como esse teria de ser mais alto e, assim, a resistência do ar aumentaria muito, o que prejudicaria o desempenho.

Em destaque

Ao falar da resistência do ar ao movimento dos paraquedas, sugira que os estudantes busquem imagens do esquilo-voador e percebam que ele, de fato, não voa. O animal consegue planar durante a queda usando estruturas anatômicas que atuam como paraquedas.

Fotografia. Um animal com as quatro pernas abertas. Ele está na horizontal e  seu corpo é branco, estreito e retangular. Ele tem longos pelos próximo à boca, olhos pretos arredondados e orelhas pequenas. Ele flutua em meio a mata.
Esquilo-voador () planando durante a queda. (Comprimento da cabeça à cauda: 35 centímetros.)

Atividades

Ao final do item 2, é oportuno propor as atividades 5 e 6 do Explore diferentes linguagens.

Projetos

O Projeto 6 e o Projeto 7 (do final do livro) podem ser realizados a esta altura do curso.

São atividades que tendem ao lúdico. Uma delas envolve a construção e a otimização de um pequeno paraquedas, e a outra, um concurso em que se avalia o desempenho de aviõezinhos de papel.

Esses projetos são comentados neste Manual do professor, junto das respectivas ocorrências no final do livro do estudante.

3. Vento

Durante uma ventania, os galhos e as folhas das árvores balançam.

O vento é o movimento do ar em relação à superfície da Terra. Além de ver os efeitos do vento sôbre as plantas, podemos sentir o ar em movimento: quando o ar colide com a pele, sentimos o vento “batendo” no corpo.

Motivação

A critério do professor, esta atividade poderá ser realizada em grupos.

Ícone. Vidraria de laboratório.

Objetivo

Interpretar uma situação envolvendo ar confinado.

Você vai precisar de:

  • uma garrafa descartável de refrigerante de 2 litros
  • um balão de borracha (bexiga)

Procedimento

  1. Coloque o balão dentro da garrafa, deixando a boca do balão para fóra. Com essa extremidade do balão, envolva a boca da garrafa de tal fórma que a borracha feche totalmente a abertura do recipiente.
  2. Assoprando, tente encher o balão que está dentro da garrafa.
  3. Proponha uma explicação para o que aconteceu.
Ilustração. Menino negro de cabelo preto cacheado, calça jeans, tênis roxo e camiseta vermelha. Ele segura uma garrafa de plástico transparente com uma bexiga verde dentro presa no gargalo.

Desenvolvimento do tema

4. O ar ocupa todo o espaço disponível

Por que, no experimento descrito, não é possível encher completamente o balão?

A explicação tem a ver com o ar que está dentro da garrafa. Como ele ocupa espaço, oferece oposição ao aumento do tamanho do balão. Esse experimento, além de evidenciar que o ar ocupa espaço, mostra que o ar ocupa todo o recipiente. Em outras palavras, o ar que está na garrafa não está no fundo dela, mas espalhado em seu interior.

Ícone. Símbolo de internet.

Use a internet

Há páginas na internet que fornecem a previsão da intensidade e da direção dos ventos.

Dê uma busca e veja a previsão para a sua região.

Respostas e comentários

Item 3

Ao abordar o item 3, um aspecto que merece atenção é que, em Física, quando falamos que um corpo está em movimento, precisamos sempre especificar “movimento em relação a quê”. Em outras palavras, é necessário explicitar o referencial em relação ao qual se analisa o movimento.

No caso do vento, não é diferente. Vento é ar em movimento em relação à superfície da Terra. O texto do item 3 do capítulo foi redigido procurando manter o rigor conceitual, embora não seja conveniente se ater a esse detalhe (o que significa “em relação à superfície da Terra”) no 6º ano.

Esteja atento a dúvidas de estudantes que questionem o que significa “se mover em relação a”, podendo apresentar exemplos simples como o seguinte: uma pessoa está num automóvel que se move em relação a uma estrada. Para um observador que também está dentro do veículo, a pessoa está em repouso, mas, para um observador posicionado no solo, ela está em movimento.

Conteúdos atitudinais sugeridos

  • Perceber a importância da observação como meio para descobrir as regularidades da natureza.
  • Interessar-se pelas ideias científicas como maneira de entender melhor o mundo que nos cérca.
  • Estar atento aos problemas respiratórios que podem ocorrer nas épocas de baixa umidade no ar.

Os dois primeiros conteú­dos já foram comentados em capítulos anteriores e são bastante oportunos também neste, em que há um intenso viés experimental.

Estar atento aos problemas respiratórios que podem ocorrer nas épocas de ar seco é uma atitude que se pode discutir e desenvolver a partir do texto A umidade do ar e a saúde, apresentado no item 9 do livro do estudante.

Motivação

No experimento da seção Motivação que antecede o item 4, os estudantes deverão fazer uma inferência para explicar o fenômeno observado. Aproveite a oportunidade para estimular o desenvolvimento da capacidade de inferir em textos orais.

Nesse sentido, antes de iniciar a discussão sôbre a pergunta, oriente os estudantes de fórma clara sôbre um procedimento que pode ser seguido para fazer uma explicação: consideramos as evidências e enunciamos o que já se sabemos (não necessariamente nesta ordem) e, a partir disso, apresentamos o raciocínio que nos conduz a uma conclusão.

Pergunte a eles se sentiram alguma resistência no momento em que estavam enchendo o balão. Eles devem considerar que não foi possível inflar o balão para que este ocupasse todo o interior da garrafa.

Em seguida, pergunte o que existe no interior do recipiente. Caso respondam que não há nada, pergunte o que há em torno de nós, ocupa todos os espaços e não é visível. Eles devem considerar o ar e perceber que o ar existente na garrafa, por ocupar espaço, impede que o balão possa ser enchido completamente.

Assim, uma possibilidade de encadear o raciocínio é: No experimento, observamos que não é possível encher o balão completamente. Como existe ar no interior da garrafa e sabemos que o ar ocupa espaço, é ele que resiste à tentativa de inflar o balão até o fim.

Item 4

Após a condução sugerida anteriormente, a abordagem do item 4 fica bastante facilitada, pois consiste na formalização da explicação formulada pela turma, com a mediação do professor.

sôbre a imagem do item 4

Ao analisar o resultado da primeira parte do procedimento do Projeto 8 (sugerido no final do livro), a ilustração que está no item 4 poderá ser de muita utilidade.

Sendo assim, existe uma notável diferença entre gases e líquidos.

Podemos colocar água ou qualquer outro líquido em uma garrafa, por exemplo, de modo a preencher apenas parte do espaço interno da garrafa. Com o ar, que é um gás, é bem diferente. Se uma garrafa parece estar vazia, ela na verdade está cheia de ar. E esse ar ocupa todo o espaço disponível dentro dela.

Dentro de uma sala, podemos respirar junto ao chão. Também conseguimos respirar se estivermos agachados ou em pé. dêsse modo, percebemos que o ar ocupa todo o espaço disponível na sala.

Ilustração. Menino negro de cabelo preto cacheado, calça jeans, tênis roxo e camiseta vermelha. Ele está com a boca em uma garrafa de plástico transparente com uma bexiga verde dentro presa pelo gargalo. Da garrafa, linha de chamada para: O ar ocupa todo o espaço disponível e impede o balão de ser enchido totalmente.
O ar ocupa todo o espaço disponível e impede o balão de ser enchido totalmente.

Motivação

As fotos a seguir se referem a um experimento no qual se utilizam uma bola de futebol com câmara, uma bomba para encher bolas e uma balança cuja sensibilidade permita medir gramas. Relatamos o experimento, pois nem sempre há disponibilidade de tal balança para fazer o experimento. Caso haja, sugere-se realizá-lo.

O experimento começa com a bola contendo pouco ar. Se ela for jogada ao solo, não saltará. Se for apertada com o dedo, oferecerá pouca resistência ao aperto. A foto A foi tirada ao medir a massa da bola.

A seguir, bombeou-se bastante ar para dentro dela, até que ficasse bem rígida e oferecesse grande resistência ao ser apertada. Na foto B, a balança indica a nova massa da bola. Que conclusão podemos tirar?

Fotografia A. Uma bola branca com faixas laranjas em cima de uma balança digital. Abaixo, destaque para o visor da balança que marca 445 gramas. 
Fotografia B. Uma bola branca com faixas laranjas em cima de uma balança digital. Abaixo, destaque para o visor da balança que marca 449 gramas.
A. Massa de uma bola de futebol com câmara, preenchida com ar, porém flácida: 445 gramas. B. Massa da mesma bola, agora rígida após bombear bastante ar para dentro dela: 449 gramas.

Desenvolvimento do tema

5. O ar tem massa!

Vamos analisar o resultado do experimento relatado anteriormente. A massa inicial da bola, indicada no mostrador da balança, é 445 gramas. A massa final da mesma bola, agora com mais ar dentro dela, é 449 gramas. A que se deve esse aumento?

A diferença entre as medidas, 4 gramas, é a massa do ar bombeado para dentro da bola. O experimento permite concluir que o ar tem massa.

Respostas e comentários

Motivação

Para que o experimento indicado na seção Motivação que antecede o item 6 comprove que o ar tem massa, é necessário que o volume do recipiente – no caso, a bola – seja o mesmo em ambas as situações.

Essa imposição do volume igual se deve ao empuxo exercido pela atmosfera sôbre o recipiente. A intensidade dêsse empuxo é igual à intensidade do “pêso do fluido deslocado” pelo recipiente, ou seja, o pêso do ar que ocuparia o volume do recipiente.

Se o volume fosse diferente nas situações inicial e final, o empuxo seria diferente, e a diferença lida na balança não se deveria exclusivamente à massa do ar bombeado para dentro do recipiente.

Por isso, na foto A, a bola não está totalmente murcha e deformada, mas apenas flácida, de modo a já estar aproximadamente com o seu volume máximo.

Caso deseje reproduzir em sala o experimento, seguem as informações. O experimento fotografado foi realizado com uma balança de laboratório, à pilha, com capacidade máxima para .2000 gramas e cujo mostrador indica até unidade de grama. O procedimento pode ser executado com balanças digitais de laboratório com sensibilidade igual ou maior à dessa, ou com balanças iguais àquelas usadas para frios, em padarias, ou para pratos de comida, em restaurantes de autosserviço.

6. A atmosfera exerce pressão

Ao redor do planeta Terra há uma grande quantidade de ar que constitui a atmosfera terrestre. E todo esse ar tem massa e é atraído pela gravidade do planeta. Ou seja, todo esse ar tem pêso.

Pressão atmosférica ou pressão do ar é o nome que se dá a uma grandeza que é decorrente do pêso de todo esse ar que existe sôbre nós. A pressão atmosférica pode ser medida num aparelho chamado barômetro.

Diferentes locais podem possuir diferentes quantidades de ar acima de si. Os habitantes de uma cidade do litoral têm sôbre sua cabeça mais ar que os moradores de uma cidade que fica nas montanhas.

Assim, na cidade montanhosa um barômetro registra uma pressão atmosférica menor que na cidade litorânea, pois a quantidade de ar sôbre as montanhas é menor que sôbre a praia.

A pressão atmosférica depende da altitude do local

Ilustração. Uma montanha com uma cidade em cima, para a direita, no pé da montanha, uma cidade e uma praia. Ao lado, ilustração de um medidor redondo com o ponteiro na vertical. O barômetro é um aparelho que mede a pressão atmosférica. Na cidade que está em cima da montanha há uma seta para baixo: No alto de uma montanha, a pressão atmosférica é menor do que na praia. O ponteiro do medidor está inclinado para a esquerda. Na cidade litorânea há duas setas para baixo. Há mais ar sobre a cidade praiana do que sobre a montanhosa. Na praia, a pressão atmosférica é maior que no alto de uma montanha. O ponteiro do indicador está inclinado para a direita.
Quanto maior é a altitude de um local, menor é a pressão do ar. (Representação esquemática fóra de proporção. Cores fantasiosas.)

Fonte: Elaborada a partir de róbinsson, J. K.; , J. E.; , R. C. Chemistry. oitava edição Hoboken: Pearson, 2020. página 376-379.

Ícone. Ponto de exclamação. Boxe Curiosidades.

Saiba de onde vêm as palavras

A palavra “atmosfera” vem do grego átmo, gás, e isféra, esfera. É a esfera de gás que envolve o planeta Terra.

A palavra “barômetro” vem das palavras gregas , pêso ou pressão, e , medida.

Existem diferentes unidades para expressar a pressão atmosférica. Entre elas estão o quilopascal (representado por ) e o milímetro de mercúrio (representado por ême ême agá gê). A pressão do ar ao nível do mar é de 101,3 quilopascáls, o que equivale a 760 milímetros de mercúrio. Esse valor diminui progressivamente quando subimos uma montanha.

A tabela a seguir relaciona os valores de pressão atmosférica, expressos nessas duas unidades (quilopascál e milímetro de mercúrio), para diferentes altitudes. Para facilitar, analise a tabela de baixo para cima. O valor de altitude zero metro (0 métro) corresponde ao nível do mar. À medida que subimos a serra, a altitude vai aumentando e a pressão atmosférica vai diminuindo. Apenas para melhor compreensão, saiba que o ponto mais alto da superfície da Terra é o pico do Monte Everest, que está a .8848 métros acima do nível do mar, ou seja, a quase 9 quilômetros de altitude.

Respostas e comentários

De ôlho na Bê êne cê cê!

ê éfe zero seis cê ih um um

“Identificar as diferentes camadas que estruturam o planeta Terra (da estrutura interna à atmosfera) e suas principais características.“

Parte dessa habilidade é con­templada neste capítulo, e o desenvolvimento dela prosseguirá no capítulo seguinte.

Neste capítulo, estudantes podem desenvolver a capacidade de identificar a atmosfera, por meio de diversas de suas propriedades. Os experimentos do capítulo propiciam a aquisição de conhecimentos práticos de como essas propriedades podem ser percebidas usando materiais caseiros simples.

Também neste capítulo, os estudantes conhecem a hidrosfera, mencionada no item 8, e estudam o ciclo da água, o que possibilita o reconhecimento da presença e da importância da água em muitos fenômenos cotidianos e a compreensão da relação dêsse ciclo com a manutenção da vida no planeta.

Item 6

Ao trabalhar esse item, comente com os estudantes as dificuldades enfrentadas pelos jogadores de futebol vindos de países de baixa altitude em partidas que acontecem em locais com grandes altitudes, como Bogotá, que fica a cêrca de .2640 metros acima do nível do mar.

Nessas localidades, a pressão atmosférica é bastante reduzida. Os jogadores, não adaptados à baixa pressão parcial do gás oxigênio no ar, têm o seu rendimento reduzido devido à dificuldade de oxigenação dos tecidos.

Um turista brasileiro que tenha acabado de chegar a Bogotá, se subir um ou dois andares pelas escadas rapidamente, poderá sentir intensa falta de ar e precisar de atendimento médico, requerendo a inalação de gás oxigênio.

Durante os dias subsequentes de permanência no local, o organismo lentamente se adaptará às novas condições, sintetizando mais glóbulos vermelhos e hemoglobina para compensar a dificuldade de oxigenação devido à baixa pressão parcial do oxigênio no ar.

Por esse motivo, atletas que vão competir em locais de altitude elevada costumam, sempre que possível, chegar vários dias antes do evento para que haja esse processo de aclimatação.

Pressão atmosférica (valor médio) em diferentes altitudes

Altitude
(m)

Pressão atmosférica

(kPa)

(mmHg)

Neste sentido, aumenta a altitude em relação ao nível do mar.

10.000

26,5

198

Quando a altitude aumenta, a pressão atmosférica diminui (seja em kPa, seja em mmHg).

9.500

28,6

214

9.000

30,7

230

8.500

33,0

248

8 000

35,9

267

7.500

38,6

287

7.000

41,1

308

6.500

44,0

330

6.000

47,2

354

5.500

50,5

379

5.000

54,0

405

4.500

57,6

433

4.000

61,6

462

3.500

65,7

493

3.000

70,1

526

2.500

74,7

560

2.000

79,5

596

1.500

83,6

634

1.000

89,9

674

500

95,5

716

nível do mar → 0

101,3

760

Fonte: , J. Biologia do esporte. sétima edição Barueri: Manole, 2005. página 663.

Fotografia. Destaque para a mão de uma pessoa segurando uma bola de tênis.
As bolas de tênis são preenchidas com um gás chamado nitrogênio. Quando apertamos uma delas, comprimimos esse gás e provocamos aumento da pressão interna, que oferece resistência ao aperto. Quanto mais apertamos, maior é essa pressão. É por isso que não conseguimos “esmagar” completamente a bola.
Fotografia. Destaque para a sola do tênis de uma pessoa dando um passo. A sola é azul e amarela com detalhes em vermelho e apresenta diversos sulcos.
Existem alguns tênis para corrida ou caminhada cuja sola é feita de uma espuma plástica na qual existem muitas pequenas bolhas de gás aprisionado. O impacto da pisada comprime essas bolhas, aumentando a pressão interna. Ao oferecer resistência à compressão, o gás suaviza o impacto da pisada sôbre os pés e o restante do corpo.
Respostas e comentários

Interdisciplinaridade

Se possível, proponha uma atividade interdisciplinar com os professores de Matemática e de Informática.

Com Matemática, a ideia é que os estudantes apresentem as informações da tabela Pressão atmosférica (valor médio) em diferentes altitudes, do livro do estudante, por meio de um gráfico. Nesse caso, usando papel milimetrado ou quadriculado, os estudantes podem elaborar o gráfico (de linha) com a altitude (expressa em metro) no eixo das abcissas (eixo x) e a pressão atmosférica (expressa em quilopascál) no eixo das ordenadas (eixo y). O resultado deverá ficar semelhante ao seguinte:

Gráfico de linha. Eixo vertical: pressão atmosférica média, em quilopascal. A escala vai de 0 a 100 com intervalo de 10 unidades. Eixo horizontal: altitude, em metros. A escala vai de 0 a 10.000 com intervalo de 5.000 unidades. A curva formada é decrescente, começa no ponto de altitude zero metro e pressão 100 quilopascals e vai até o ponto de altitude 26 metros e pressão 10.000 pascals.
Fonte: Elaborado a partir dos dados da tabela apresentada no item 6 do livro do estudante, provenientes de , J. Biologia do esporte. sétima edição Barueri: Manole, 2005. página 663.

Com o professor de Informática, caso haja na escola, a atividade refere-se ao uso de um programa, que pode ser pronto ou criado pelos estudantes sob a orientação dêsse professor, que transforme em gráfico cartesiano os dados na tabela do livro do estudante.

De ôlho na Bê êne cê cê!

A realização da atividade com Informática contempla a competência geral 5, pois diz respeito a compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação.

Motivação

A critério do professor, esta atividade poderá ser realizada em grupos.

Ícone. Vidraria de laboratório.

Objetivo

Perceber a existência da pressão atmosférica.

Você vai precisar de:

  • dois desentupidores de pia novos e limpos
  • água

Procedimento

  1. Molhe ligeiramente a borda dos desentupidores.
  2. Coloque um de “boca” contra o outro e pressione-os de acôrdo com a figura.
  3. Solte um deles, mas segure o outro pelo cabo. Observe.
  4. Proponha uma explicação para o que aconteceu.
Ilustração. Destaque para as mãos de uma pessoa segurando dois desentupidores, um na frente do outro. Há duas setas na horizontal apontando para o centro, indicando o sentido do movimento.
Ilustração. Destaque para a mão de uma pessoa segurando dois desentupidores unidos pela borda de borracha.
(Representação fóra de escala. Cores fantasiosas.)

Desenvolvimento do tema

7. O poder da pressão atmosférica

No experimento apresentado, quando empurramos um desentupidor contra o outro, eles se deformam, expulsando parte do ar contido entre eles. Quando paramos de empurrar, o material flexível tende a recuperar a fórma original, mas essa tendência faz a pressão do ar restante entre eles ficar menor que a pressão atmosférica. Assim, por ser maior que a pressão interna, a pressão exercida pela atmosfera sôbre o conjunto mantém os desentupidores unidos. Quando você tenta separá-los, percebe quanto a pressão atmosférica oferece resistência.

Ilustração. Dois desentupidores unidos pela borda de borracha. Há setas vindas de todas as direções apontando para a junção.
(Representação fóra de escala. Cores fantasiosas.)

Em 1654, o inventor germânico Otto Fan Guerriquê (1602-1686) fez uma demonstração pública que ficou muito famosa. Para unir as duas metades de uma esfera metálica, ele simplesmente retirou o ar do interior da esfera formada por essas peças. Para isso usou um aparelho inventado por ele — a bomba de vácuo.

As duas metades ficaram tão firmemente unidas que nem oito pares de cavalos tiveram fórça suficiente para separá-las.

Assim como no experimento com os dois desentupidores, foi a pressão atmosférica que manteve as duas partes unidas.

Ilustração. Um objeto circular no meio, preso por cordas. As cordas estão presas em duas fileiras de cavalos, cada uma está indo em um sentido: uma para a esquerda e uma para a direita. Há o contorno de uma pessoa na frente de cada uma das filas de cavalos.
Ilustração do experimento de Otto Fan Guerriquê. (Representação fóra de escala. Cores fantasiosas.)

Fonte: , V. J.; , D. J. Inquiry into Physics. oitava edição Boston: Cengage, 2018. página 161.

Respostas e comentários

Aprofundamento ao professor

Veja, na parte inicial deste Manual do professor, na seção Aprofundamento ao professor, o texto “A pressão atmosférica e o barômetro”.

Item 7

Ao trabalhar o item 7, dedique especial atenção à análise do resultado do experimento retratado nas fotos, pois elas auxiliam na compreensão do tema dêsse item e da experiência de Otto von Guericke.

A pressão inicial do ar no interior do frasco de vidro da primeira foto é 975hectopascáls, ou seja, 97,5quilopascáls (o “h” indica “hecto”, que é um prefixo multiplicativo de 100 vezes: 1hectopascál = 0,1quilopascál). O experimento, portanto, não foi feito ao nível do mar, no qual a pressão atmosférica é 101,3quilopascáls.

Na situação final (segunda foto) a pressão é 170hectopascáls (17,0quilopascáls), o que equivale à pressão atmosférica na altitude de aproximadamente 13 quilômetros. Essa altitude é bem maior que a do ponto mais alto da Terra, o pico do Monte Everest (quase 9 quilômetros de altitude). A pressão final é muito pequena para manter as ventosas unidas e, por isso, elas se separaram.

De ôlho na Bê êne cê cê!

O item 7 propicia aos estudantes valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sôbre o mundo físico para entender e explicar a realidade (competência geral 1).

Ícone. Letras A e Z.

ATIVIDADE

Amplie o vocabulário!

Hora de debater o significado de cada conceito, redigi-lo com nossas palavras e incluí-lo no nosso blog.

resistência do ar

vento

pressão do ar ou pressão atmosférica

Fotografia. Recipiente cilíndrico transparente fechado com uma válvula e um medidor redondo na parte de cima  no qual há inscritos números e o símbolo h P a. O ponteiro está inclinado para a direita. Dentro, duas ventosas de borracha pretas grudadas. Uma seta amarela aponta para a junção das borrachas.
Situação inicial: duas ventosas de borracha (indicadas pela seta amarela) foram pressionadas uma contra a outra e permanecem grudadas devido à pressão atmosférica. Elas foram colocadas dentro do recipiente, que foi fechado com uma tampa que o veda perfeitamente. A pressão do ar no interior do recipiente é igual à pressão atmosférica na localidade.
Fotografia. Recipiente cilíndrico transparente fechado com uma válvula e um medidor redondo na parte de cima  no qual há inscritos números e o símbolo h P a. O ponteiro está apontando para a esquerda. Dentro, duas ventosas de borracha pretas soltas.
A seguir, uma bomba de vácuo foi conectada ao encaixe azul da tampa e usada para tirar boa parte do ar do recipiente. Depois de desconectar esse aparelho, chegou-se à situação final (foto). Veja o medidor de pressão na tampa. A pressão diminui devido à retirada de ar e não é mais suficiente para manter as ventosas grudadas.

EM DESTAQUE

O canudinho e a pressão atmosférica

Tomar refrêsco com canudinho é uma interessante maneira de usar a pressão atmosférica a nosso favor.

Quando você toma refrêsco com canudinho, seus pulmões “retiram” ar de sua boca. Logo, a pressão na sua boca diminui e fica menor que a pressão atmosférica. Assim, a pressão atmosférica empurra o líquido para dentro do canudinho até a sua boca.

Portanto, ao tomar refrêsco de canudinho, nós não “chupamos” o líquido. Na verdade, é a pressão atmosférica que o empurra para dentro.

Elaborado com dados obtidos de: Rrêuit, P. G.; Sue-Rrokey, J.; Rrêuit, L. A. Conceptual Physical Science. sexta edição bóston: Pearson, 2017.

Ícone. Pessoa lendo um livro.

ATIVIDADE

Tema para pesquisa

Realize uma pesquisa para conhecer a origem histórica do conceito de pressão atmosférica. Selecione os eventos e as curiosidades que mais chamaram sua atenção e relacione-os em seu caderno, preparando-se para expô-los em sala, aos colegas, no dia marcado pelo professor.

Ícone. Caderno.

ATIVIDADE

Para fazer no seu caderno

Você viu uma postagem afirmando que uma parte do território da Holanda está situada abaixo do nível do mar e, por isso, a pressão do ar nesse local é praticamente nula.

Verifique a veracidade da informação sôbre a altitude de parte do território holandês. A seguir, se essa informação for verdadeira, use argumentos científicos para confirmar ou rejeitar a conclusão tirada a partir dela.

Ícone. Dois balões de fala.

ATIVIDADE

Para discussão em grupo

Dos esportes, passatempos e brincadeiras que vocês conhecem, quais dependem da pressão do ar ou da resistência do ar?

Respostas e comentários

Amplie o vocabulário!

Redações possíveis, conside­rando o nível de compreensão atual dos estudantes:

  • resistência do ar fôrça que se opõe ao movimento dos corpos imersos no ar.
  • vento Ar se movimentando em relação à superfície da Terra.
  • pressão do ar ou pressão atmosférica Propriedade do ar que pode variar de uma localidade para outra, decorrente da quantidade de ar que existe sôbre a localidade. (A definição rigorosa de pressão é apresentada no texto “A pressão atmosférica e o barômetro“, na seção Aprofunda­mento ao professor, na parte inicial deste Manual do professor. Tal definição é, contudo, de pouco ou nenhum significado para o estudante antes do Ensino Médio.)

Tema para pesquisa

No Tema para pesquisa do item 7, oriente os estudantes a pesquisarem como o conceito de pressão atmosférica atualmente aceito foi delineado, desde contribuições iniciais de pensadores da Grécia Antiga até os trabalhos de Torritchéli e Pascal. Enfatize que os avanços científicos decorrem de uma progressão envolvendo muitas contribuições, embora, às vezes, alguns cientistas sejam citados com maior ênfase em publicações que simplificam a abordagem da história da ciência.

Uma referência que você pode sugerir aos estudantes, caso considere válido, é: LONGUINI, M. D.; NARDI, R. Origens históricas e considerações acerca do conceito de pressão atmosférica.  brasileiro ú éfe ésse cêponto volume 19, número 1, página 64-75, abrilponto 2000. Disponível em: https://oeds.link/tlI456. Acesso em: 23 abril 2022.

De ôlho na Bê êne cê cê!

Pesquisar eventos da história das Ciências da Natureza ajuda os estudantes a perceber que as descobertas científicas e o sucessivo aprimoramento de teorias se deve ao trabalho colaborativo de muitas pessoas. Assim, esse tipo de atividade permite compreender as Ciências da Natureza como um empreendimento humano e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico (competência específica 1).

Para fazer no seu caderno

Nessa atividade, espera-se que os estudantes verifiquem que realmente uma parte do território holandês está abaixo do nível do mar. Também é esperado que eles concluam que isso implica uma pressão atmosférica (ligeiramente) maior que ao nível do mar, não menor como a postagem afirma. Auxilie-os a concatenar essas ideias e elaborar suas redações rejeitando a conclusão que está na postagem.

Para discussão em grupo

Exemplos de esportes, passatempos e brincadeiras que podem ser mencionados pelos estudantes:

  • Andar de bicicleta — pressão (calibração do pneu).
  • Jogar bola — pressão (é cheia de ar) e resistência do ar (que se opõe ao movimento da bola e amortece seu movimento).
  • Jogar “bafo” (bater figurinhas) — pressão (figurinhas sofrem uma espécie de sucção ao se bater sôbre elas com a mão espalmada).
  • Lançar aviãozinho de papel — resistência do ar (que o faz planar).
  • Jogar peteca — resistência do ar (atua mais intensamente sôbre as penas, que, por isso, tendem a apontar para cima).

De ôlho na Bê êne cê cê!

O boxe Para discussão em grupo proporciona uma situação para cada estudante analisar e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural e social, exercitando a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza (competência específica 3).

Ao fazer a mediação da discussão em grupo, atente às oportunidades para destacar a valorização dos saberes culturais resgatados pelo debate.

8. Hidrosfera e ciclo da água

Os seres vivos são completamente dependentes da água. Sem ela, todos morreriam.

No dia a dia utilizamos a água para beber, cozinhar, tomar banho, lavar roupas e louças. A água é necessária na agricultura para que as plantas possam crescer. Muitas indústrias utilizam água para as mais diferentes finalidades.

A água é a substância presente em maior quantidade em todos os seres vivos. De cada 10 quilogramas do corpo de um ser humano adulto, 6 correspondem à água. A contribuição da água para o pêso do corpo humano diminui com o envelhecimento, sendo, portanto, maior nas crianças e menor nos idosos.

Nos alimentos que consumimos, a água é encontrada em altíssima quantidade, como você pode perceber pelos dados da tabela.

Quantos gramas de água existem em 100 gramas de alguns alimentos

Alimento

Quantidade de água (gramas)

Alface

94

Tomate

93

Champignon

91

Leite

89

Cenoura

89

Beterraba

88

Laranja

87

Maçã

86

Batata

79

Ovo

76

Fonte: , M. B.; , L. A. Nutrient composition of foods. Hoboken: John Wiley, 2010. página 4, 8, 20, 48, 62, 68, 70, 72, 78, 102.

Das substâncias existentes na superfície do planeta Terra, a água é a que está presente em maior quantidade. Há 1 milhão de milhão de milhão de toneladas de água na superfície da Terra, constituindo o que denominamos hidrosfera. Esse número pode ser escrito assim:

......1000000000000000000 toneladas

A água líquida está distribuída em lagos, riachos, solos, organismos vivos e, principalmente, nos oceanos. Na fase sólida, ela aparece nas geleiras polares e no topo das montanhas mais altas. Na atmosfera, a água é encontrada na fase gasosa e na fase líquida. A ilustração a seguir dá uma ideia da distribuição da água na Terra.

Esquema de distribuição da água na Terra

Ilustração. Um balde grande cheio com água. Um copo com seis pedras de gelo. Um xícara com um pouco de água. Mão de uma pessoa segurando um conta-gotas. Fazendo uma comparação, podemos dizer que, se toda a água dos oceanos estivesse em um balde, então as geleiras corresponderiam aos cubos de gelo dentro desse copo, a água do subsolo preencheria menos da metade de uma xícara de café e a água da atmosfera e a dos lagos, rios e riachos corresponderiam a pouquíssimas gotas.
(Representação esquemática fóra de proporção. Cores fantasiosas.)

Fonte: Figura elaborada a partir de dados de Bóquin, D. B.; Kéller, E. A. Environmental Science: Earth as a living planet. oitava edição Hoboken: John Wiley, 2011. página 370.

Respostas e comentários

Atividades

Após trabalhar em sala o texto da seção Em destaque intitulado O canudinho e a pressão atmosférica (e antes, portanto, de iniciar o item 8), proponha aos estudantes as atividades 7 a 16 do Explore diferentes linguagens.

Projeto

O Projeto 8 (do final do livro) pode ser realizado a esta altura do curso. Nele, uma luva de borracha é mantida inflada, como se estivesse calçada na mão, pela ação da pressão atmosférica.

Esse projeto é comentado neste Manual do professor, junto da respectiva ocorrência no final do livro do estudante.

Item 8

O ciclo da água é um conceito essencial no estudo de Ciências da Natureza. Também é abordado na Geografia, no 6º ano, como parte da habilidade ê éfe zero seis gê ê zero quatro (“Descrever o ciclo da água, comparando o escoamento superficial no ambiente urbano e rural, reconhecendo os principais componentes da morfologia das bacias e das redes hidrográficas e a sua localização no modelado da superfície terrestre e da cobertura vegetal.”).

Convide estudantes para lerem em voz alta o texto do item 8; cada um lê um parágrafo. Estabeleça pausas regulares (por exemplo, após cada parágrafo) para verificar se todos entenderam e se existe necessidade de algum esclarecimento adicional.

Destaque a importância do processo de transpiração das plantas no ciclo da água. Esse papel da transpiração geralmente é desconsiderado ou subestimado pelos estudantes, mas é de grande importância. Na Floresta Amazônica, por exemplo, boa parte da água que precipita como chuva é proveniente da transpiração das plantas dêsse ambiente.

Aprofundamento ao professor

Veja, na parte inicial deste Manual do professor, na seção Aprofundamento ao professor, o texto “Distribuição da água no planeta”.

sôbre a fumaça da chaleira e as nuvens

É oportuno reler o comentário sôbre o item 1 do capítulo 8, neste Manual do professor, em que é comentada a razão da coloração esbranquiçada da fumaça que sai da chaleira. (Afinal, se o vapor de água é incolor, como essa fumaça também não é?)

Tenha em mente aquela explicação ao falar sôbre o tema nuvens e também ao trabalhar em sala o exercício 14 do Use o que aprendeu.

Toda essa água não permanece sempre no mesmo lugar. Ela participa de um processo conhecido como ciclo da água ou ciclo hidrológico.

A água se evapora dos oceanos e fórma as nuvens. Ela também se evapora de lagos, rios, riachos, solos e organismos vivos.

A evaporação de água presente em um ser vivo é denominada transpiração. Ela é notável nas plantas. De cada 100 litros de água que uma planta absorve do solo, 97 são perdidos para a atmosfera devido à transpiração. É por isso que a agricultura necessita de tanta água. Só para você ter uma ideia, um único pé de repolho de um quilograma absorveu aproximadamente 200 litros de água, desde seu nascimento até amadurecer e ser colhido.

A água das nuvens volta à terra e aos oceanos por meio da precipitação. A chuva, a neve e o granizo (conhecido popularmente como “chuva de pedras”) são fórmas de precipitação.

Parte da água que cai em fórma de chuva escorre pela superfície do solo até os rios. Uma vez nos rios, a água se movimenta até os oceanos.

Outra parte da água que cai sôbre a terra se infiltra no solo, descendo até encontrar uma camada de rocha que não deixe a água passar. A água se acumula no subsolo, nos pequenos espaços entre os grãos dos minerais, formando um depósito subterrâneo de água, conhecido como lençol de água ou lençol freático.

É essa água subterrânea que sai pelos poços cavados pelo ser humano. É ela também que sai do solo nas chamadas nascentes de água mineral, comuns nas re­giões montanhosas onde chove muito.

O ciclo da água é essencial à vida. É ele que faz com que as fontes naturais de água — rios, riachos, lagos e lençóis de água — não desapareçam. A água passa para a atmosfera por meio da evaporação e da transpiração e retorna por meio da precipitação.

Fotografia. Uma onda em um rio com água marrom. Nas margens, vegetação rasteira e árvores.
Foto da pororoca no rio Cassiporé (Amapá, 2018). A pororoca é uma grande onda de maré alta que invade a foz do rio, provocando intenso ruído ao se chocar com as águas que vêm descendo o rio. A palavra pororoca vem do tupi , que significa “estrondo”.
Fotografia. Montanhas cobertas por neve ao fundo, uma plataforma de gelo e um corpo de água na parte da frente.
As geleiras correspondem à maior quantidade de água doce, isto é, não salgada, do planeta. (Reserva Nacional Los Glaciares, Argentina, 2021.)
Ícone. Símbolo de internet.

Use a internet

Para muitas civilizações antigas (e também alguns povos indígenas atuais), o fluxo da água está associado à vida.

A etnociência estuda os conhecimentos das populações humanas sobre os elementos da natureza e os acontecimentos naturais. Pesquisadores descobriram que o povo Inca (civilização do continente americano que teve seu auge antes da chegada dos europeus) considerava que a água corrente era uma fonte vital de ânimo. Os incas desenvolveram canais de irrigação para a lavoura e as cidades, e o fluxo da água, devido à sua importância, era periodicamente desviado para passar por alguns de seus templos.

Busque imagens com as palavras incas canais de irrigação, e observe a beleza e a complexidade dêsses sistemas. Busque também imagens de mátchu pítchu e veja as ruínas dessa cidade, com templos e outras construções, além de terraços para cultivar lavouras.

Respostas e comentários

sôbre a cor das nuvens

Se as nuvens são formadas por muitas gotículas de água líquida, por que elas são brancas? E por que as nuvens de tempestade são cinzentas? Essas perguntas são comuns entre os estudantes.

Para respondê-las, duas estratégias são sugeridas: a primeira é uma demonstração, e a segunda, uma analogia.

A fim de mostrar que muitas gotículas de água são vistas com a cor branca, borrife água – com um borrifador de plástico dêsses usados para molhar plantas – em local iluminado por uma luminária. Os estudantes, tendo uma lousa escura ao fundo, enxergarão uma névoa branca.

Para falar sôbre as nuvens cinzentas, pegue uma folha branca e mostre-a contra as luzes da janela ou das lâmpadas (escolha a mais intensa delas). A folha será vista com a cor branca. Dobre a folha ao meio e mostre-a novamente. A seguir, dobre a folha mais uma vez (ela já estará com uma espessura quatro vezes maior que a inicial), e assim sucessivamente, sempre mostrando-a contra a luz após fazer cada dobra.

À medida que a folha se torna mais espessa, impede a luz de passar e fica mais escura. O mesmo acontece com as nuvens, que, quanto mais “carregadas” de gotículas de água e partículas de gelo estiverem, mais espessas se tornarão e, portanto, ficarão mais escuras.

Etnociência

O Use a internet do item 8 fornece a oportunidade de os estudantes tomarem contato com imagens das ruínas da cidade de mátchu pítchu (que, em quíchua, significa “velha montanha”). Essa cidade foi construída no século quinze, na Cordilheira dos Andes, no topo de uma montanha a cêrca de .2400 metros acima do nível do mar, perto de Cusco (no Peru), que foi a capital do Império Inca.

Na cidade de mátchu pítchu foram construídos templos, calendários solares e variadas outras construções com paredes de blocos de pedra.

Na cultura do povo inca, grande atenção era dada a aspectos do mundo natural, que eram objeto de culto, como o Sol, algumas montanhas e outras formações naturais. A água corrente era tida como um fator vital e, tanto em Cusco quanto em mátchu pítchu, encontram-se ruínas de canais construídos para irrigação e abastecimento, que também serviam para vitalizar os tempos e as demais partes da cidade por onde passavam.

As ruínas, que os estudantes visualizarão na atividade, incluem uma área que tinha finalidade agrícola (terraços de plantio e recintos para armazenagem de alimentos) e outra com finalidade religiosa, onde havia templos sagrados, praças e mausoléus.

Esquema simplificado do ciclo da água

Esquema. No canto superior esquerdo, nuvens com chuva. Precipitações sobre os continentes: 96. A água da chuva cai em montanhas. Infiltração no solo. Ao lado, um lago entre as montanhas. Do lago sai uma seta para cima em direção às nuvens. Evaporação de rios, lagos, represas, reservatórios etc.: 60. Do lago e da infiltração no solo sai uma sequência de setas representando o fluxo subterrâneo até o oceano. Ao lado do oceano há uma montanha. Seta para cima: evaporação direto dos vegetais (transpiração). Da montanha, desce um rio que deságua no oceano: água que retorna do continente ao oceano: 36. Do oceano sai uma seta para cima. Evaporação dos oceanos: 320. A seta chega em uma nuvem, em parte dela está chovendo. Precipitação sobre os oceanos: 284. Desta nuvem sai uma seta para a esquerda, chegando até a nuvem do início do ciclo. Vapor de água transportado dos oceanos para os continentes: 36.
Os números indicam as quantidades relativas de água movimentadas anualmente pelo ciclo, expressas em quilogramas (cá gê). As setas exemplificam alguns dos caminhos percorridos pela água. O Sol, que não aparece na figura, fornece o calor necessário para que algumas mudanças de fase da água aconteçam. (Representação fóra de proporção. Cores fantasiosas.)

Fonte: Esquema elaborado a partir dos dados numéricos de Lutguens, F. K.; Tarbãck, E. J. The atmosphere. décima terceira edição Hoboken: Pearson, 2016. página 90.

Ícone. Letras A e Z.

ATIVIDADE

Amplie o vocabulário!

Hora de debater o significado de cada conceito, redigi-lo com nossas palavras e incluí-lo no nosso blog.

geleira

precipitação atmosférica

ciclo hidrológico ou ciclo da água

granizo

lençol freático

9. Umidade do ar, orvalho e geada

Uma das etapas do ciclo da água é a evaporação da água de rios, lagos, oceanos etcétera Portanto, o ar atmosférico contém vapor de água, ou seja, o ar contém umidade.

Durante a noite, quando a temperatura cai bastante em relação ao dia, parte dêsse vapor encontra a superfície fria das folhas das plantas, dos vidros das janelas e dos carros, dos pisos cerâmicos da parte externa das casas. Aí ele sofre condensação — passa de gasoso para líquido — e fórma as gotas de orvalho. Se a temperatura noturna for ainda mais baixa, o vapor de água pode esfriar tanto que passa para a fase sólida. Os pequenos cristais de gelo formados constituem a geada. Esse acontecimento pode causar a perda de lavouras, como às vezes ocorre em alguns locais, principalmente na Região Sul do Brasil.

Assim, podemos dizer que o orvalho e a geada são manifestações decorrentes da presença de vapor de água no ar.

Respostas e comentários

Esquema do ciclo da água

Interprete com os estudantes os números do esquema. Eles indicam que, considerando-se a proporção relativa entre as quantidades movimentadas anualmente, quando ocorre a evaporação de 320quilogramas de água dos oceanos, ocor­rem simultaneamente a precipitação de 284quilogramas de chuva sôbre os oceanos, a evaporação de 60quilogramas de água dos continentes, o transporte de 36quilogramas de vapor de água de cima dos oceanos para cima dos continentes etcétera

Atividades

Ao final do item 8, é adequado indicar para os estudantes os exercícios 1 a 8 do Use o que aprendeu e as atividades 17 a 20 do Explore diferentes linguagens.

Amplie o vocabulário!

Redações possíveis, conside­rando o nível de compreensão atual dos estudantes:

  • geleira Grande acúmulo natural de gelo que ocorre em locais frios do planeta.
  • precipitação atmosférica Ma­neira pela qual a água que evaporou retorna ao solo. A chuva, a neve e o granizo são fórmas de precipitação atmosférica.
  • ciclo hidrológico ou ciclo da água Conjunto de processos que ocorrem com a água da superfície da Terra, da atmosfera e do subsolo e provocam sua transferência de um local para outro.
  • granizo Precipitação atmosférica constituída por pedaços de gelo.
  • lençol freático Depósito natural de água no subsolo. Pode ser explorado por meio de poços e, em alguns locais, dá origem às nascentes de água.

Projeto

O Projeto 9 (do final do livro) pode ser realizado a esta altura do curso. Por meio dele, pode-se verificar que a chuva originada da evaporação da água do mar não contém sal, ou seja, que o sal não evapora juntamente com a água.

Esse projeto é comentado neste Manual do professor, junto da respectiva ocorrência no final do livro do estudante.

Cada região do Brasil possui características próprias de umidade atmosférica. As cidades próximas do mar possuem sempre alta umidade do ar, graças à evaporação da água do oceano. Já algumas cidades do interior do país ficam com o ar muito seco, isto é, pouco úmido, nas épocas do ano em que chove pouco. Isso pode provocar sérios problemas à saúde das pessoas, como você perceberá ao ler o texto a seguir.

Fotografia. Destaque para uma flor roxa com gotículas de líquido incolor na superfície.
O orvalho se fórma quando ocorre condensação de vapor de água presente na atmosfera, por redução da temperatura.
Fotografia. Folhas verdes com pequenas pedras incolores na superfície
A geada é a formação de cristais de gelo a partir da água atmosférica devido a uma acentuada diminuição de temperatura.
Ícone. Letras A e Z.

ATIVIDADE

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umidade do ar

orvalho

geada

Ícone. Tarja de fundo preto com texto branco: saúde.

EM DESTAQUE

A umidade do ar e a saúde

O ar que inspiramos entra em nosso organismo pelo nariz. Em seguida, passa por uma sequência de tubos até chegar aos pulmões. Todo esse caminho é conhecido como vias respiratórias.

As partículas de poeira existentes no ar são retidas por pequenos pelos que existem dentro do nariz. As partículas menores conseguem passar por esses pelos, mas acabam grudando num líquido que contém água e reveste as vias respiratórias, sendo impedidas de chegar aos pulmões, onde seriam muito prejudiciais à saúde.

Quando o ar está muito seco, parte da água que existe nas vias respiratórias se evapora, o que provoca tosse e dificuldade para respirar. Isso também facilita a entrada de poeira nas vias respiratórias e nos pulmões.

A presença de vapor de água no ar é importantíssima para ajudar nosso organismo a respirar adequadamente.

As épocas do ano em que o ar fica mais seco são aquelas em que, como consequência, ocorrem mais problemas respiratórios na população, principalmente em crianças e idosos.

Elaborado com dados obtidos de: Silvertorn, D. U. Human Physiology: an Integrated Approach. oitava edição Glenview: Pearson, 2019.

Ilustração. Contorno de uma pessoa de perfil com os pulmões ilustrados. Dos pulmões saem estruturas tubulares laranja que se juntam e sobem até o rosto onde se dividem chegando até a boca e o nariz. Até a altura do pescoço o tubo apresenta ranhuras.
Pelas vias r­espiratórias (representadas em tom alaranjado), o ar que entra pelo nariz chega até os pulmões. (Esquema fóra de proporção. As cores usadas são fantasiosas; foram empregadas para facilitar a visualização das estruturas.)
Fotografia. Menina branca de cabelo castanho e blusa vermelha e branca listrada. Ela está no colo de uma mulher branca de camiseta amarela e tem um aparelho de inalação cobrindo nariz e boca.
As crianças e os idosos podem sofrer bastante com problemas respiratórios em épocas de ar seco. Na foto, menina inalando vapor de água para umidificar as vias respiratórias.
Respostas e comentários

Amplie o vocabulário!

Redações possíveis, conside­rando o nível de compreensão atual dos estudantes:

  • umidade do ar Presença de vapor de água no ar.
  • orvalho Água condensada sôbre superfícies quando o vapor de água existente no ar se resfria.
  • geada Flocos de gelo formados sôbre superfícies quando o vapor de água presente no ar sofre grande resfriamento.

Em destaque

Aproveite esse texto para trabalhar em sala o conteúdo atitudinal de estar atento aos problemas respiratórios que podem ocorrer nas épocas de baixa umidade no ar.

Saliente também a importância do que está no Use a do item 10 para o autocuidado com a saúde.

tê cê tê Saúde

A seção Em destaque aborda um assunto relevante para o autocuidado com a saúde e insere-se no tema Saúde, da macroárea de mesmo nome.

De ôlho na Bê êne cê cê!

O Em destaque também está vinculado ao desenvolvimento da competência específica 7 porque favorece conhecer, apreciar e cuidar de si, do seu corpo e bem-estar, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza e às suas tecnologias.

É relevante que você vincule a abordagem da temática umidade do ar e saúde com a atividade do Use a internet do item 10, pois aprender a verificar a umidade relativa do ar é essencial para os cuidados respiratórios.

Atividades

Ao final do texto da seção Em destaque, podem ser feitos os exercícios 9 a 11 do Use o que aprendeu e as atividades 21 a 26 do Explore diferentes linguagens.

10. Umidade relativa do ar

Quando a umidade relativa do ar é citada num jornal ou na tevê, esses meios estão informando o quanto o ar está próximo da sua capacidade máxima de conter vapor de água. Se a quantidade de vapor superar esse máximo, ocorrerá a condensação do vapor, ou seja, serão formadas gotinhas de água líquida.

Digamos que certa quantidade de ar, na temperatura de determinado dia, possa conter no máximo 100 quilogramas (cem quilogramas) de vapor de água. Se a quantidade de vapor de água existente nesse ar for 40 quilogramas, dizemos que a umidade relativa é de 40% (lê-se “quarenta por cento”), ou seja, 40 em 100. Se a quantidade de vapor for 75 quilogramas, a umidade relativa será de 75%, e assim por diante.

Gráfico de colunas. Dois pares de colunas. Cada par tem uma coluna verde à esquerda e uma coluna roxa à direita. 
Primeiro par: Umidade relativa do ar igual a 40%. Coluna verde: Quantidade máxima de vapor de água que certa massa de ar pode conter (100 quilogramas). Coluna roxa: Quantidade de vapor de água presente (40 quilogramas). 
Segundo par: Umidade relativa do ar igual a 75%. Coluna verde: Quantidade máxima de vapor de água que certa massa de ar pode conter (100 quilogramas). Coluna roxa: Quantidade de vapor de água presente (75 quilogramas). A altura das colunas é proporcional às massas indicadas.

Fonte: Esquema elaborado a partir de dados de Bettelrim, F. A. êti áli. Introduction to General, Organic, and Biochemistry. décima segunda edição bóston: Cengage, 2020. página 158.

Ícone. Sinal de internet.

Use a internet

Localize páginas da internet que forneçam a umidade relativa para a sua região.

Use essa informação para evitar atividades físicas ao ar livre quando a umidade estiver muito baixa (30%, ou menor), pois isso é muito prejudicial ao sistema respiratório.

11. O arco-íris

izáqui nílton (1642-1727), cientista inglês, descobriu que a luz branca é formada por várias cores misturadas. Com um prisma de vidro ele conseguiu separar essas cores. Esse processo se chama dispersão da luz. As cores obtidas são as mesmas do arco-íris.

Niutom também elaborou um meio de conseguir o inverso, ou seja, “misturar” as cores do arco-íris e obter a luz branca. Ele pintou um círculo com as cores do arco-íris. A seguir, colocou o círculo em alta rotação. Nessas condições, o círculo passava a ser visto como branco.

Ilustração. Um raio de luz branca em diagonal alcança um objeto triangular transparente. Uma pequena parte do raio é refletido e o restante atravessa o objeto saindo do outro lado na diagonal separado nas cores do arco-íris.
Foto de reprodução do experimento de izáqui nílton no qual a luz branca se separa em cores ao passar por um prisma de vidro.
Respostas e comentários

Aprofundamento ao professor

Veja, na parte inicial deste Manual do professor, na seção Aprofundamento ao professor, os textos “Pode ocorrer de o ar com 100% de umidade relativa ser pobre em água?” e “Por que os aviões às vezes deixam rastros brancos no céu?“.

As informações fornecidas por esses textos podem ajudá-lo no desenvolvimento do item 10.

Atividades

Ao final do item 10, o momento é oportuno para os exercícios 12 a 14 do Use o que aprendeu.

De ôlho na Bê êne cê cê!

O item 11 propicia desenvolver a competência geral 1, já comentada neste capítulo do Manual do professor, e a competência específica 2, pois ajuda a compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, além de fornecer repertório para dar segurança no debate de questões científicas que se relacionem ao fenômeno do arco-íris.

Quando o disco gira muito rápido, o que os nossos olhos veem é a mistura de todas as suas cores. A partir dêsse experimento, feito com o chamado disco de Niutom, também se pode concluir que a luz branca é a “mistura” das cores do arco-íris.

Ilustração. Menina asiática de cabelo preto e liso preso em um rabo. Ela veste uma camiseta vermelha regata e segura um lápis apoiado em uma superfície. Ao redor do lápis há um círculo com seções de várias cores. Na imagem ao lado, o lápis está solto rodando e ao redor dele há um círculo branco. Setas indicam a direção do movimento.
A experiência com o disco de Niutom pode ser feita por você. Pinte um disco de cartão branco com cada uma das cores que você vê no arco-íris. Atravesse o centro do disco com um lápis e coloque esse disco em rotação como se fosse um pião. Mas atenção: como as cores usadas (canetinha, lápis de cor etcétera) não são exatamente iguais às do arco-íris, normalmente o que se obtém é um bege, cinza ou amarelado.

Então, como se fórma o arco-íris? A resposta está relacionada com o fato de que as gotas de água da chuva atuam como pequenos prismas. Quando a luz branca passa por dentro delas, é separada em várias cores. Assim, das muitas gotas de chuva saem raios de luz coloridos, alguns dos quais chegam aos nossos olhos, fazendo com que enxerguemos as cores do arco-íris.

Fotografia. Um arco-íris atravessa o céu com nuvens escuras e claras até uma montanha coberta por vegetação.
Para que o arco-íris se forme é necessário que haja, ao mesmo tempo, chuva e luz do Sol. Esse fenômeno se deve à dispersão da luz pelas gotas de chuva, que atuam como se fossem prismas de vidro. (Parque Nacional da Serra da Canastra, Minas Gerais, 2021.)
Ícone. Ponto de exclamação. Boxe Curiosidades.

Saiba de onde vêm as palavras

A origem da expressão “arco-íris” está na mitologia grega. Íris era a mensageira dos deuses para a humanidade. O arco-íris era a ponte pela qual ela vinha, do céu à terra. Íris foi representada na arte como uma jovem vestindo uma longa túnica branca e com asas douradas.

Ícone. Símbolo de internet.

Use a internet

Você pode compor a luz branca (e luzes de outras cores) com a simulação de mistura de luzes coloridas disponível em:

https://oeds.link/P1UQN2. Acesso em: 16 abril 2022.

Mova os diferentes discos de luz, sobrepondo-os total ou parcialmente, e deslize os contrôles de intensidade, analisando as diferentes cores obtidas.

Respostas e comentários

sôbre o disco de Niutom

Uma situação problemática tem a ver com o experimento do disco de Niutom.

Caso algum estudante ten­te fazê-lo em casa, provavelmente não obterá um branco perfeito. Isso porque as cores que usará – pintando com tintas, giz de cera, canetas hidrocor etcétera – não serão exatamente as cores do arco-íris (que não são sete e sim infinitas). sôbre isso, recomendamos a leitura do texto “Quantas cores tem o arco-íris?“, sugerido no Aprofundamento ao professor.

É mais interessante e ilustrativo, para a compreensão dos conceitos expostos, que os estudantes realizem os projetos 10 e 11 e a atividade proposta no Use a internet.

Use a internet

Solicite que os estudantes arrastem com o mouse os discos luminosos do simulador (que inicialmente não se tocam), sobrepondo-os para verificar a composição das luzes e compreender que a luz branca é a sobreposição das três cores (red, vermelho; green, verde; e blue, azul).

Depois, deixe-os explorar os contrôles de intensidade das luzes, a fim de compor outras cores nas quais a contribuição do vermelho, do verde e do azul seja apenas parcial.

Comente com os estudantes situações que utilizam o mesmo conceito como iluminação em um palco ou a luz branca em pixels emitida por televisores e monitores de computador.

De ôlho na Bê êne cê cê!

A atividade com o simulador de cores de luzes, proposta no Use a internet, favorece o desenvolvimento da competência específica 3, já comentada neste capítulo do Manual do professor.

Aprofundamento ao professor

Veja, na parte inicial deste Manual do professor, na seção Aprofundamento ao professor, os textos “Quantas cores tem o arco-íris?” e “Por que o céu é azul? E por que o Sol fica avermelhado no nascente e no poente?“.

Projeto

Os Projetos 10 e 11 (do final do livro) podem ser realizados a esta altura do curso.

Por meio deles, pode-se perceber a formação do arco-íris em diferentes situa­ções em que há a dispersão da luz branca.

Esses projetos são comentados neste Manual do professor, junto das respectivas ocorrências no final do livro do estudante.

Organização de ideias

MAPA CONCEITUAL

Fluxograma. Ar tem propriedades, por exemplo: ocupa espaço, oferece resistência aos movimentos, tem massa, exerce pressão.  
Ar, quando se move em relação à superfície da Terra, vento.  
Ar contém, entre outros componentes, água, encontrada, no planeta Terra, nas fases: sólida, líquida e gasosa (vapor de água), que participam do ciclo da água, que envolve a água presente em: atmosfera, oceanos, lagos, rios, subsolo, geleiras e seres vivos.  
Ar contém, entre outros componentes, água, encontrada, no planeta Terra, nas fases: sólida, líquida e gasosa (vapor de água), que participam do ciclo da água, que envolve precipitação em forma de granizo, neve e chuva, associada à formação do arco-íris. 
Ar contém, entre outros componentes, água, encontrada, no planeta Terra, nas fases: sólida, líquida e gasosa (vapor de água), que participam do ciclo da água, que abastece fontes naturais de água usadas pelo ser humano.
Respostas e comentários

Interdisciplinaridade

Se possível, amplie o trabalho referente ao ciclo da água propondo uma atividade interdisciplinar com Língua Portuguesa e/ou Arte.

Peça aos estudantes que elaborem uma história em quadrinhos para explicar e ilustrar como acontece o ciclo da água.

Oriente-os a utilizar 12 quadrinhos, fazendo o trabalho em 3 folhas de papel sulfite, cada qual dividida em 4 partes. Recolhas as agá quês produzidas e use-as como atividade avaliativa (esclareça previamente aos estudantes que a atividade será avaliada).

De ôlho na Bê êne cê cê!

A elaboração da história em quadrinhos propicia participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural, alinhando-se ao desenvolvimento da competência geral 3 da Bê êne cê cê.

Ícone. Lâmpada.

Atividades

Use o que aprendeu

1. Após uma chuva, notamos que as poças de água que ficam nas ruas vão, lentamente, desaparecendo. O que acontece com a água? Para onde ela vai? Justifique suas respostas.

Fotografia. Uma construção de fachada amarela com várias janelas refletida em uma poça de água no chão
Poça na rua, secando após a chuva.

2. Um morador de uma cidade do Rio Grande do Sul toma um banho quente, em um dos dias mais frios do ano. Ele percebe que o espelho do banheiro e o vidro do boxe ficam embaçados. Explique esse acontecimento.

Fotografia. Destaque para um coração desenhado com a ponta do dedo em um vidro embaçado.
Vidro de boxe de banheiro embaçado.
  1. Procure observar se a roupa seca mais rápido no varal quando está ventando ou quando não está ventando. Escreva a resposta em seu caderno.
  2. Lave as mãos. Sem enxugá-las, mantenha um dos braços imóvel e agite bastante o outro. Responda em seu caderno: qual das mãos secou mais rápido?
  3. Que relação você vê entre as respostas dos dois exercícios anteriores?
  4. O destino de toda a água que corre pelos rios é o oceano. Só o Rio Amazonas, por exemplo, despeja no Oceano Atlântico 180 mil toneladas de água por segundo! Por que, então, os oceanos não transbordam?
  5. A água dos lagos está continuamente se evaporando. Por que, então, os lagos não secam?
  6. Para fazer esta atividade, consulte Esquema simplificado do ciclo da água do item 8, que mostra as quantidades relativas de água em cada uma das diversas partes do ciclo da água.
    1. Considere a quantidade de água que evapora dos oceanos e a que precipita sôbre eles. Qual valor é maior? Qual é a diferença entre os dois valores?
    2. Considere a quantidade de água que evapora dos continentes e a que precipita sôbre eles. Qual valor é maior? Qual é a diferença entre os dois valores?
    3. Qual é o significado da diferença calculada por você no item a? E a calculada no item b?
  7. Seria possível chover se todo o ar da atmosfera terrestre fosse seco? Explique.
  8. Cite um problema de saúde que pode ocorrer quando o ar está muito seco.
  9. “Toda água que cai na fórma de chuva veio da evaporação da água dos oceanos.” Diga se essa frase está certa ou errada. Justifique sua resposta.
  10. Na temperatura de determinado dia, certa quantidade de ar pode conter até 100 quilogramas de vapor de água (umidade), mas contém apenas 84 quilogramas. Qual é a umidade relativa do ar nesse dia?
  11. A Defesa Civil é um órgão das prefeituras que é responsável pela segurança da população quando ocorrem catástrofes ou problemas ambientais. Em certo município, a Defesa Civil decretou estado de atenção porque a umidade relativa do ar chegou a 20%.
    1. Como se lê (escreva por extenso) a indicação “20%”?
    2. O que significa dizer que a umidade relativa do ar é de 20%?
    3. O que você entende por “estado de atenção”?
Respostas e comentários

Respostas do Use o que aprendeu

1. A água das poças vaporiza (evapora), passando para a atmosfera como vapor de água.

2. O chuveiro aquece a água, e parte dela evapora. Quando o vapor de água atinge a superfície fria do espelho ou do vidro do boxe, se condensa, formando muitas gotinhas de água líquida. Isso deixa o espelho e o vidro do boxe embaçados.

3. A roupa seca mais rápido quando está ventando.

4. A mão do braço agitado seca mais rápido.

5. Nos dois casos, o movimento do ar em relação à água líquida acelera a evaporação da água.

6. Ao mesmo tempo que muita água chega aos ocea­nos, o que faria seu nível subir e transbordar, a evaporação faz com que muita água saia dos ocea­nos e vá para a atmosfera.

7. Porque as chuvas trazem água de volta ao lençol freático que fórma o lago.

8. a) A quantidade de água que evapora dos oceanos (320 quilogramas) é maior do que a que precipita sôbre eles (284 quilogramas). A diferença é de 36 quilogramas.

b) A quantidade de água que precipita sôbre os continentes (96quilogramas) é maior do que a que deles evapora (60quilogramas). A diferença é de 36quilogramas.

c) Os 36quilogramas calculados na resposta a são deslocados, na fórma de vapor ou nuvens, dos oceanos para os continentes. E os 36quilogramas da resposta b correspondem à água que flui dos continentes para o mar (por rios ou fluxo subterrâneo).

9. Não, pois as nuvens se formam por meio da condensação do vapor de água que existe na atmosfera.

10. O ar seco causa problemas respiratórios, principalmente em crianças e idosos.

11. Errada, pois há também a transpiração das plantas e a evaporação da água dos lagos, rios etcétera

12. A umidade relativa do ar nesse dia é de 84% (oitenta e quatro por cento).

13. a) Vinte por cento.

b) Certa quantidade de ar que poderia conter no máximo 100quilogramas de vapor de água está contendo apenas 20quilogramas.

c) É uma situação em que se chama a atenção da população para um problema que requer cautela por parte dos cidadãos (no caso, por exemplo, evitar a prática de atividades físicas ao ar livre). Professor, os estágios são os seguintes: observação (acima de 30%), atenção (entre 20 e 30%), alerta (de 12 a 19%) e emergência (abaixo de 12%).

  1. Em um local muito frio, quando uma pessoa expira (solta ar), fórma-se uma “fumacinha” branca.
    1. Do que é constituída essa “fumacinha”?
    2. Como ela se fórma?
    3. A “fumacinha” sôbre uma xícara de café quente, em um local frio, fórma-se por um processo semelhante ao acontecimento abordado no item anterior? Explique e compare ambos os casos.
Fotografia. Uma xícara branca em um pires apoiado em uma superfície de madeira. Dentro, um líquido escuro. Acima dele, fumaça branca.
Foto referente à atividade do item c da atividade 14.
Ícone. Lupa.

Atividades

Explore diferentes linguagens

A critério do professor, estas atividades poderão ser feitas em grupos.

RELATO E INTERPRETAÇÃO

1. Você pode fazer o seguinte experimento se tiver uma seringa descartável de injeção, NOVA e SEM agulha. Puxe o êmbolo até o final. Coloque o dedo tapando o buraquinho, de acôrdo com a figura.

Ilustração. Destaque para mãos de uma pessoa segurando uma seringa. Com o dedo indicador ela tampa a ponta da seringa e com o polegar da outra mão, ela aperta o êmbolo.

Empurre o êmbolo até onde conseguir, sem tirar o dedo do buraquinho.

a. Escolha um dos desenhos, A ou B, que representa a situa­ção final.

Ilustração A. Destaque para as mãos de uma pessoa segurando uma seringa. Ela está com o dedo indicador tampando a ponta da seringa. O êmbolo da seringa foi empurrado até a metade com o polegar. 
Ilustração B. Destaque para as mãos de uma pessoa segurando uma seringa. Ela está com o dedo indicador tampando a ponta da seringa. O êmbolo da seringa foi empurrado até o final com o polegar.

b. Diga que propriedade do ar justifica a situa­ção final.

ESQUEMA

2. O esquema mostra o que acontece ao respirarmos. Existem músculos no organismo que possibilitam o aumento do volume interno dos pulmões. Quando isso acontece, o ar entra nos pulmões.

Que propriedade do ar faz com que ele entre nos pul­mões quando estes aumentam de ta­manho?

Ilustração. Contorno de uma pessoa de perfil com os pulmões ilustrados. Na base dos pulmões: diafragma. Ele está bastante encurvado. Dos pulmões saem estruturas tubulares amarelas até o nariz e a boca. Ilustração. Contorno de uma pessoa de perfil com os pulmões ilustrados. Na base dos pulmões: diafragma. Ele está menos curvado e o tamanho dos pulmões está maior. Dos pulmões saem estruturas tubulares amarelas até o nariz e a boca. Há uma seta apontando para a boca da pessoa: entrada de ar.
O diafragma é um dos músculos que fazem o tamanho dos pulmões aumentar. Nesse esquema em córte, as cores usadas são fantasiosas. Foram escolhidas para facilitar a visualização das estruturas.
Respostas e comentários

14. a) Ela é constituída de gotículas de água líquida.

b) O vapor de água que sai no ar expirado pela pessoa tem sua temperatura diminuída quando encontra o ar frio e, em consequência, se condensa, originando as gotículas de água líquida que constituem a névoa mencionada.

c) Sim. O vapor de água que evapora da bebida quente se esfria em contato com o ar frio e se condensa, originando gotículas de água líquida que constituem a névoa observada sôbre a xícara, na foto.

Respostas do Explore diferentes linguagens

1. a) O desenho A.

b) O ar ocupa espaço e, por isso, não conseguimos empurrar o êmbolo até o final.

Professor: sugere-se levar uma seringa NOVA e SEM agulha para a sala de aula para que os estudantes possam fazer o experimento. Aproveite a oportunidade para salientar os cuidados com agulhas e seringas e sua relação com a transmissão de vírus causadores de enfermidades como a aids e a hepatite infecciosa. Trata-se de um dos muitos cuidados com a própria saúde que devem ser enfocados em todas as oportunidades possíveis.

2. O ar ocupa o espaço disponível e, por isso, quando o volume de nossos pulmões aumenta, o ar entra neles.

RELATO E INTERPRETAÇÃO

3. Amasse meia folha de jornal e comprima-a bastante contra o fundo de um copo plástico seco, descartável e grande (de pelo menos 300 mililitros). A folha deve ocupar no máximo um terço da altura do copo e deve ficar bem presa, para que não caia quando o copo for virado. Se necessário, prenda-a com pedacinhos de fita adesiva.

Vire o copo de “boca” para baixo e mergulhe-o completamente, nessa posição, sem incliná-lo, em uma tigela com água.

Retire o copo da água, verifique e responda: O papel ficou molhado? Explique por quê.

4. Seque bem o copo do experimento anterior e retire o papel. Peça a um adulto que faça um furo com um alfinete no fundo do copo. Recoloque o papel no fundo do copo e repita o experimento da mesma fórma como fez anteriormente.

Houve alguma alteração no resultado? Explique.

5. Uma pessoa corre e leva em cada uma das mãos um quadrado de papelão duro, como mostram os dois desenhos.

Ilustração. Vista lateral. Menina branca de cabelo castanho liso preso em um rabo. Ela veste bermuda azul, tênis roxo e camiseta amarela. Uma perna está atrás do corpo e a outra à frente, ambas flexionadas. Ela está com os dois braços esticados para frente e em cada um tem um quadrado marrom de tamanho diferente na posição vertical. Vista superior. Os dois quadrados nas mãos da menina estão representados na posição horizontal.

Faça esse experimento para responder às perguntas.

A resistência do ar ao movimento dos dois quadrados de papelão é a mesma? Caso seja diferente, em qual deles é maior? Por quê?

6. Segure duas folhas iguais de papel, uma em cada mão. (Aproveite folhas usadas, que, de qualquer modo, já iriam para reciclagem.) Amasse uma delas. Fique em pé, estique os braços à frente do corpo e solte as duas folhas da mesma altura. Qual delas chega primeiro ao solo?

Como você explica o resultado dêsse experimento?

7. Nos dois desenhos seguintes há uma garrafa de água com um canudinho. A garrafa do desenho B está fechada com massa de modelar.

Ilustração A. Menino branco de cabelo liso e loiro e camiseta vermelha com uma estampa amarela. Ele está com as mãos para trás e bebe água de uma garrafa transparente por um canudo verde. 
Ilustração B. Menino branco com cabelo liso e loiro e camiseta vermelha com uma estampa amarela. Ele está com as mãos para trás e bebe água de uma garrafa transparente por um canudo verde. No gargalo da garrafa, envolta do canudo, uma bolinha vermelha: massa de modelar tampando todo o espaço entre o canudinho e a boca da garrafa.

Prepare duas garrafas como as dos desenhos e beba um pouco de água de cada uma das garrafas. O que aconteceu? Proponha uma explicação.

Respostas e comentários

3. Seguindo criteriosamente o procedimento descrito, espera-se que o papel não se molhe. Isso porque o ar que está dentro do copo ocupa espaço, impedindo que o nível da água dentro do copo suba a ponto de atingir o papel.

4. Espera-se que, nesse caso, o papel fique molhado. Isso porque o furo feito no copo permite que o ar seja expulso de seu interior à medida que o copo é mergulhado, e com isso o nível da água atinge o papel.

5. A resistência do ar é diferente nos dois casos. No quadrado de tamanho maior, a resistência é maior.

6. O ar oferece resistência aos movimentos e, por isso, a folha não amassada chega depois que a folha amassada.

7. É mais fácil tomar a água na garrafa aberta. Na outra, se o espaço entre a boca da garrafa e o canudinho estiver bem vedado, é impossível beber a água pelo canudinho. Na garrafa aberta, quando “chupamos”, nossos pulmões retiram ar da nossa boca. A pressão atmosférica empurra o líquido para dentro do canudinho e ele chega até nossa boca. No caso da garrafa fechada, a pressão atmosférica não pode empurrar a água para dentro do canudinho e, assim, ela não chega até a boca.

TABELAS

Para realizar as atividades a seguir, você pode utilizar duas tabelas: a tabela de pressão atmosférica em diferentes altitudes apresentada no capítulo e também a tabela a seguir.

Altitude aproximada de algumas cidades brasileiras

Cidade

Altitude aproximada (m)

Belo Horizonte (MG)

850

Brasília (DF)

1.000

Campo Grande (MS)

500

Campos do Jordão (SP)

1.500

Morro do Chapéu (BA)

1.000

Recife (PE)

0

Ribeirão Preto (SP)

500

Fonte: Elaborada a partir de dados de í bê gê É. Atlas geográfico escolar. oitava edição Rio de Janeiro: í bê gê É, 2018. página 167, 170, 171, 174, 178, 180.

  1. Coloque as cidades Belo Horizonte, Brasília, Campo Grande, Campos do Jordão e Recife em ordem crescente de pressão atmosférica.
  2. Quais das cidades da tabela devem ter pressão atmosférica igual ou muito próxima?
  3. Qual é a pressão atmosférica em Recife?
  4. Qual é a pressão atmosférica em Morro do Chapéu?
  5. A altitude de Brasília é o dobro da altitude de Ribeirão Preto. É correto concluir que a pressão atmosférica em Brasília é o dobro da pressão atmosférica em Ribeirão Preto? Por quê?
  6. A altitude de Campos do Jordão é o triplo da verificada em Campo Grande. É correto concluir que a pressão atmosférica em Campo Grande é o triplo da pressão atmosférica em Campos do Jordão? Explique.
  7. Faça uma previsão do intervalo no qual deve estar a pressão atmosférica de Belo Horizonte. (Ou seja, entre quais valores deve estar essa pressão?)
  8. Uma pessoa em Campos do Jordão fechou com a tampa de rosca uma garrafa de refrigerante “vazia” (garrafa descartável de 2 litros) e saiu em viagem em direção a Ribeirão Preto.
    1. A garrafa está realmente vazia?
    2. Chegando a Ribeirão Preto, o que deve ter acontecido com a garrafa? Por quê?
Ilustração. Um menino negro de cabelo preto, calça verde, tênis azul e camiseta vermelha com mangas azuis. Ele está de pé e segura uma garrafa de plástico na vertical com uma mão no gargalo e a outra na lateral da garrafa.

INFORMAÇÃO DE DICIONÁRIO

Ícone. Tarja de fundo preto com texto branco: ciência e tecnologia.

16. A informação a seguir, sôbre o altímetro, foi obtida de um dicionário na internet:

Instrumento para medir altitudes, através do reflexo das ondas sonoras ou de barômetro. Dispositivo instalado a bordo de uma aeronave que indica a altitude de voo em relação a um ponto terrestre.

Fonte: MICHAELIS. Moderno Dicionário da Língua Portuguesa. Disponível em: https://oeds.link/vCtxyC. Acesso em: 12 abril 2022.

Explique como um barômetro pode ser usado para medir a altitude de um avião em voo.

Fotografia. Medidor redondo com três ponteiros, como os de um relógio analógico, e graduações de 0 até 9.
Um altímetro de avião.
Respostas e comentários

8. Quanto menor a altitude, maior a pressão atmosférica. Assim, a ordem crescente pedida é: Campos do Jordão, Brasília, Belo Horizonte, Campo Grande, Recife.

9. As que têm a mesma altitude, ou seja, o par Brasília e Morro do Chapéu, e também o par Campo Grande e Ribeirão Preto.

10. Consultando a tabela do capítulo, em altitude 0métro, obtemos: 760milímetros de mercúrio (ou 101,3quilopascáls).

11. Segundo a tabela do capítulo, em altitude .1000métros, a pressão é 674milímetros de mercúrio (ou 89,9quilopascáls).

12. Não é correto. Ribeirão Preto, por ter menor altitude, deve apresentar maior pressão atmosférica.

13. Não é correto, pois, consultando a tabela do capítulo, verificamos que a pressão em Campo Grande é 716milímetros de mercúrio e em Campos do Jordão é 634milímetros de mercúrio. E 716milímetros de mercúrio não é o triplo do valor 634milímetros de mercúrio.

14. A pressão deve estar entre 716 milímetros de mercúrio e 674 milímetros de mercúrio (ou seja, entre 95,5 quilopascáls e 89,9quilopascáls), que são as pressões correspondentes às altitudes de 500 métros e .1000métros.

15. a) Não. A garrafa, de fato, está cheia de ar.

b) Deve ter murchado. Quando a garrafa foi fechada, a pressão do ar era de 634milímetros de mercúrio (ou 83,6quilopascáls). Como a pressão atmosférica no local de destino é maior, 716milímetros de mercúrio (ou 95,5quilopascáls), a garrafa é esmagada por essa pres­são externa, que é maior do que a interna.

16. O barômetro, acoplado ao painel de instrumentos do avião, mede a pressão atmosférica do lado de fóra e converte esse valor para altitude, já que existe uma relação entre ambas (como mostra uma tabela apresentada no capítulo).

tê cê tê Ciência e Tecnologia

Ao trabalhar a atividade 16 do Explore diferentes linguagens, mostre aos estudantes que o altímetro mencionado é uma aplicação tecnológica dos conhecimentos científicos sôbre pressão atmosférica.

Essa atividade se insere, portanto, na abordagem do Tema Contemporâneo Transversal Ciência e Tecnologia, pertencente à macroárea de mesmo nome.

Orientação para acessibilidade

Caso haja estudantes cegos ou com baixa visão na turma, oriente-os a realizar a atividade a seguir em duplas com um colega vidente.

RELATO E INTERPRETAÇÃO

17. Pegue um saco plástico transparente (que não esteja rasgado nem furado) e envolva com ele uma planta de vaso. Prenda com fita adesiva a boca do saco plástico ao redor do caule da planta, como mostra o desenho.

Dois dias depois, observe o conteúdo do saco e relate em seu caderno o que você observou.

Escreva um pequeno texto que relacione sua observação ao ciclo da água, ressaltando a importância do fenômeno observado para esse ciclo.

Remova o saco plástico, com cuidado para não machucar a planta, e encaminhe-o para reciclagem.

Versão adaptada acessível

17. Pegue um saco plástico transparente (que não esteja rasgado nem furado) e envolva com ele uma planta de vaso. Prenda com fita adesiva a boca do saco plástico ao redor do caule da planta, conforme o desenho.

Dois dias depois, abra o saco, remova-o com cuidado para não machucar a planta e toque o interior dele. Relate o que você observou.

Escreva um pequeno texto que relacione sua observação ao ciclo da água, ressaltando a importância do fenômeno observado para esse ciclo.

Remova o saco plástico, com cuidado para não machucar a planta, e encaminhe-o para reciclagem.

Ilustração. Um vaso marrom apoiado sobre um prato preto com planta de pequenas flores roxas e grandes folhas verdes. A planta está coberta com um saco plástico preso em seu caule (próximo à terra) com uma fita adesiva.

TIRINHA

As atividades 18 a 20 são sôbre a tirinha.

Ilustração. Dois homens na frente de uma parede com cartazes. Um dos cartazes é amarelo com o texto: exibição: alterações climáticas. Abaixo, um pôster com um gráfico escrito aquecimento. Ao lado, dois pôsteres com geleiras, um escrito Antártida e um escrito Groenlândia. Um dos homens tem um chapéu marrom, usa uma camiseta amarela, calça xadrez azul e casaco verde. Ele diz: se as geleiras derreterem, o nível do mar subirá. O outro homem usa uma blusa vermelha, calça preta e chapéu cinza. Ele responde: ah, não! Outra crise de liquidez!

A expressão “crise de liquidez”, que é empregada por profissionais da área de economia e de finanças, significa “falta de dinheiro em circulação”.

A tirinha cria uma situação de humor porque dá a essa expressão um significado novo, que não tem relação alguma com o significado original.

  1. Escreva, com suas palavras, qual seria a “crise de liquidez” a que se refere o personagem.
  2. Qual é a mudança fase (mudança de estado de agregação) na situação retratada pela tirinha? Qual é a possível causa dessa mudança?
  3. As geleiras do topo das montanhas estão bem longe do oceano. Por que algum fator que afete o clima do planeta, tornando-o mais quente e derretendo as geleiras, pode causar o aumento do nível oceânico?
Respostas e comentários

Respostas do Explore diferentes linguagens (continuação)

17. Espera-se que o estudante observe gotas de água líquida na superfície interna do plástico, proveniente da condensação do vapor de água evaporado da planta (transpiração).

O texto elaborado deve incluir a informação de que a transpiração é uma importante fonte de vapor de água participante do ciclo da água.

18. Excesso de água, proveniente do derretimento das geleiras.

19. Fusão (do gelo). A possível causa é uma alteração do clima, que teria ficado mais quente. (Professor, o que é o aquecimento global e quais são as suas causas são informações apresentadas em outro volume, em função de habilidades da Bê êne cê cê a serem desenvolvidas.)

20. Porque a água proveniente do degêlo vai para os rios e, por meio destes, para o oceano.

De ôlho na Bê êne cê cê!

As atividades 17 e 21 a 24 do Explore diferentes linguagens apresentam, mais uma vez, oportunidades de desenvolver as competências específicas 2 e 3, já mencionadas neste capítulo.

Orientação para acessibilidade

Caso haja estudantes cegos ou com baixa visão na turma, oriente-os a realizar a atividade a seguir em duplas com um colega vidente.

RELATO E INTERPRETAÇÃO

Antes de realizar as atividades 21 a 24, faça o seguinte experimento:

  • Coloque água em um copo até a metade. O copo deve estar seco do lado de fóra.
  • Coloque três pedras de gelo dentro da água.
  • Observe, durante pelo menos 15 minutos, a parte de fóra do copo.
Versão adaptada acessível

Antes de realizar as atividades 21 a 24, faça o seguinte experimento:

  • Coloque água em um copo até a metade. O copo deve estar seco do lado de fora.
  • Coloque três pedras de gelo dentro da água.
  • Depois de aproximadamente 15 minutos, toque a parte de fora do copo.
Ilustração. Um copo de vidro com água até a metade.
Ilustração. Destaque para a mão de uma pessoa colocando um cubo de gelo em um copo de vidro com água dentro até a metade. 
Ilustração. Menino negro de cabelo cacheado e camiseta vermelha. Ele está com o rosto apoiado na mão e observa na mesa na frente dele um copo de vidro com água e gelo dentro.
  1. Relate o que você observou. Para enriquecer seu relato, você pode incluir desenhos esquemáticos.
  2. Explique o acontecimento observado, usando corretamente o vocabulário científico.
  3. Em algumas noites, em certas regiões, acontece — sôbre as folhas das plantas e sôbre as superfícies das janelas e dos carros — o mesmo que você observou no experimento. Como se chama esse acontecimento natural?
  4. Uma garrafa de refrigerante foi tirada da geladeira e deixada sôbre a mesa por alguns minutos. Verificou-se que ela ficou coberta de gotas de água do lado de fóra. Explique esse fenômeno em seu caderno.

DIÁLOGO

Ao voltar para casa, após uma festa de casamento, o seguinte diálogo ocorreu entre membros de uma família, em frente à porta de sua casa.

Familiar 1: — Puxa vida, está frio! Vamos entrar logo em casa.

Familiar 2: — Vejam! Lá no horizonte. Já não dá para ver as estrelas! Está clareando.

Familiar 3: — Estou cansado. Vamos entrar logo porque eu quero cair na cama.

Familiar 4: — Concordo. E eu não quero me molhar com a queda de orvalho.

  1. A julgar pelas informações presentes no diálogo, em que parte do dia ocorreu essa conversa? Justifique.
  2. Do ponto de vista científico, que erro conceitual existe na fala do familiar 4? Explique.

Seu aprendizado não termina aqui

Tente relacionar a água utilizada por você com o ciclo da água. De onde vem a água que chega à sua residência? Quais são os caminhos para a água (utilizada ou descartada) sair das residências? Que caminhos ela segue depois, em seu ciclo?

Nas cidades com água encanada, cada casa tem seu medidor de consumo de água. Na grande maioria dos edifícios, porém, ainda não há um medidor para cada apartamento — apenas um medidor geral. Por que será?

Pesquise como são distribuídos os encanamentos hidráulicos na sua residência e analise o trajeto da água desde a entrada até a utilização ou descarte.

Respostas e comentários

21. Espera-se o relato de que foi observada a formação de gotas de água líquida na superfície externa do copo utilizado.

22. O vapor de água do ar, ao encontrar a superfície fria do copo e ter sua temperatura diminuída, se condensou, ou seja, passou da fase gasosa para a líquida.

23. Formação de orvalho.

24. Vapor de água da atmosfera se condensou na superfície da garrafa fria.

25. Ao final da madrugada, quase ao nascer do Sol, pois há formação de orvalho e o crepúsculo torna as estrelas menos visíveis.

26. O orvalho não cai. (Não é como a chuva ou a neve.) Ele se fórma na condensação do vapor de água sôbre superfícies.

Seu aprendizado não termina aqui

Nos grandes edifícios, em geral não há uma tubulação descendo da caixa-d’água a fim de abastecer cada apartamento. O que se faz é colocar tubos que distribuem água para os cômodos dos diversos andares situados numa linha vertical de descida. Há uma tubulação que distribui água para todas as cozinhas situadas na mesma vertical, outra tubulação para os banheiros situados em outra vertical etcétera

Assim, a água que abastece um determinado apartamento não passa por um cano exclusivo, no qual se possa colocar um medidor.

De ôlho na Bê êne cê cê!

O Seu aprendizado não termina aqui sugere um tema que fornece saberes necessários ao desenvolvimento da consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local e regional, favorecendo a competência geral 7 e a competência específica 5. Também oportuniza novamente o trabalho com as competências específicas 2 e 3, já mencionadas neste capítulo.