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CIÊNCIAS
INSTRUÇÕES PARA O ESTUDO
Para estudar e aprender o conteúdo do módulo, você
deverá ler atentamente as explicações. Talvez seja necessário
ler mais de uma vez.
Veja as instruções contidas nas atividades e
somente comece a resolver os exercícios após ter entendido
completamente o texto.
Não escreva no módulo, pois você terá de
devolvê-lo ao CEESVO para que ele seja utilizado por outra
pessoa.
Consulte o professor se você encontrar dificuldades
durante os estudos.
ROTEIRO DE CIÊNCIAS – ENSINO FUNDAMENTAL
5ª SÉRIE: Módulos 1, 2 e 3.
6ª SÉRIE: Módulos 4 e 5.
7ª SÉRIE: Módulos 6 e 7.
8ª SÉRIE: Módulos 8 e 9
Bom Estudo!
5ª SÉRIE
MÓDULO 1
O AR
INTRODUÇÃO Podemos chamar de “Ciências” o conjunto de todos os campos do conhecimento humano que procuram entender — por meio do raciocínio lógico e de experiências práticas — a origem, as características e o destino de todas as coisas, vivas ou não, que formam o Universo. Neste e nos próximos módulos, iremos discutir o que de mais importante as Ciências sabem sobre o ar, a água e o solo, que são fundamentais para a existência de vida no planeta Terra.
CARACTERÍSTICAS DO AR Antes de falarmos sobre as características do ar, é importante termos algumas provas de que ele realmente existe (já que não é possível vê-lo). É muito fácil fazer isso, usando situações do nosso dia-a-dia. Por exemplo: a fumaça que se espalha ao sair de uma chaminé ou uma pipa voando pelo céu, roupas balançando no varal, o fogo que se apaga quando abrimos uma porta ou janela. Todos esses fatos são provocados pelo vento. E o vento nada mais é do que o ar em movimento.
Cientificamente, o ar é considerado uma mistura de gases , como o oxigênio que nós respiramos, por exemplo. O fato de ser o ar (em seu estado normal) formado por gases, faz com que apresente as seguintes características:
**- É incolor — não tem cor
- É inodoro — não tem odor (cheiro)
- É insípido — não tem sabor (gosto)
- É fluido — não tem forma própria**
Apesar destas características, o ar é considerado como um tipo de matéria. Chama- se de matéria tudo aquilo que existe e ocupa lugar no espaço. Veja o exemplo abaixo: Foi colocado um copo virado com a boca para baixo dentro de uma vasilha, em que, depois, se adicionou água. Depois, virou-se lentamente o copo, permitindo a entrada da água nele. Conforme a água entrava, saíam do copo algumas bolhinhas. Você seria capaz de dizer o que são estas bolhinhas? Isso mesmo! São bolhinhas de ar. Esta experiência simples, que você mesmo pode repetir, serve para mostrar a existência do ar e também para mostrar que ele ocupa lugar no espaço, já que foi preciso o ar sair para que a água entrasse no copo.
Neste caso, continuamos a experiência da figura anterior. Soltando o êmbolo, ele voltará ‘”sozinho” para trás. Isso ocorre porque o ar que estava comprimido pela força do dedo, está novamente ocupando todo o espaço dentro da seringa.
C - EXPANSIBILIDADE
É a capacidade que o ar tem de se expandir, ou seja, aumentar seu volume de modo a ocupar todo o espaço disponível. Veja a figura abaixo:
Neste caso, a experiência foi a seguinte: estando livre a abertura da seringa puxou-se o êmbolo para deixar entrar um pouco de ar. Em seguida, tapou-se a abertura e puxou-se um pouco mais o êmbolo. O fato de, nesse caso, o êmbolo ainda vir um pouco para trás é uma prova de que o ar que havia entrado na seringa se expandiu, ocupando assim um espaço maior que passou a existir dentro da seringa.
MASSA E PESO DO AR
Por ser matéria, o ar possui também massa e peso. Porém, para entender a diferença entre massa e peso, é preciso primeiro entender uma força chamada gravidade. Pense no seguinte: se você joga um objeto qualquer para cima, pode demorar muito ou pouco, mas esse objeto vai cair. Esse é o melhor exemplo da força da gravidade. Gravidade é a força que atrai todo e qualquer corpo (porção de matéria) em direção ao centro da Terra.
Agora você já pode entender que:
- Massa é a quantidade de matéria de um corpo.
- Peso é o resultado de força da gravidade sobre a massa de um corpo. Como a força da gravidade em toda a Terra é praticamente igual, quanto maior a massa de um corpo, maior será o seu peso.
Veja na figura abaixo uma forma de provar que o ar tem peso:
O desenho da esquerda mostra dois balões de festa, cheios com a mesma quantidade de ar, cada uma em um prato de uma balança. Neste caso, os pratos da balança estão equili- brados, ou seja, na mesma altura. O desenho da direita mostra um dos balões furado, o que permitiu que o ar saísse dele. Neste momento, a balança caiu para o lado do balão que continuou cheio. Por que isto aconteceu? Porque o balão que foi esvaziado passou a ter menos peso que o balão que continuou cheio de ar.
Curiosidade
EXERCÍCIOS – Resolva em seu caderno:
3. Pensando nas propriedades do ar, preencha os parênteses abaixo as seguintes letras: C , para compressibilidade. E , para elasticidade. X , para expansibilidade. M , para massa. P , para peso. ( ) Capacidade de expandir seu volume de forma a ocupar todo espaço disponível. ( ) Quantidade de matéria de um corpo. ( ) Capacidade de voltar a ocupar o volume inicial quando deixa de comprimido. ( ) Resultado da força da gravidade sobre a massa. ( ) Capacidade de diminuir seu volume quando é comprimido.
- Só é possível encher um balão de festa soprando ar com a boca porque o ar: a) não tem gosto b) não tem cheiro c) é matéria e ocupa lugar no espaço d) não tem cor
5.Quando puxamos o ar com a boca não sentimos gosto algum. Isto acontece porque o ar, em condições normais, é: a) incolor b) insípido c) inodoro d) fluido
6. Se pegarmos um balão de festa cheio de ar, mas não muito cheio apertarmos, o tamanho do balão irá diminuir. Se pararmos de apertá-lo, ele voltará ao tamanho normal. Nesta experiência simples estamos demonstrando duas propriedades do ar que são, pela ordem: a) compressibilidade e massa b) elasticidade e peso c) expansibilidade e elasticidade d) massa e peso e) compressibilidade e elasticidade
Você já deve ter visto nos filmes sobre viagens espaciais os astronautas flutuando dentro dos foguetes. Isto acontece porque a gravidade no espaço, longe da Terra, é zero, sem gravidade também não existe peso. Ou seja, nos locais sem gravidade o peso de uma pessoa é zero!
Além de sua importância na respiração, o oxigênio também tem outra utilidade para o homem, pois é um gás comburente. Isso significa que o oxigênio é capaz de manter aceso o fogo. Veja a figura a seguir:
Nesta experiência, cobrimos uma vela acesa com um copo. Após alguns segundos, notamos que a vela se apaga. Por que isto ocorre? Porque o pouco de oxigênio que havia dentro do copo foi consumido para manter a chama acesa. Assim que o oxigênio acabou, o fogo se apagou. Da mesma forma, nenhum tipo de fogo se mantém aceso se não houver oxigênio para “alimentá- lo”.
Nota: O oxigênio na forma de gás é representado pelo símbolo O 2.
GÁS CARBÔNICO O gás carbônico é também conhecido como díóxido de carbono. É formado pela união dos elementos carbono e oxigênio. A principal fonte deste gás na Terra são os seres vivos. Como já dissemos, a maioria dos seres vivos retiram oxigênio do ar pela respiração e usam este oxigênio para produzir energia dentro do corpo. Neste processo de produção de energia é liberado o gás carbônico, que é tóxico (faz mal) e por isso é “jogado” para fora, também através da respiração.
O gás carbônico participa de um processo importantíssimo, a fotossíntese.
O QUE É FOTOSSÍNTESE?
É um processo por meio do qual as plantas utilizam gás carbônico, água, luz do Sol e uma substância chamada clorofila (que já existe dentro delas) para produzir um tipo de açúcar chamado glicose. A glicose é o principal alimento das plantas. Durante a fotossíntese, porém, as plantas acabam por produzir e liberar para o ambiente uma certa quantidade de oxigênio. Ou seja, as plantas consomem oxigênio na sua respiração, mas liberam oxigênio durante a fotossíntese. Este processo garante a renovação do ar que todos nós respiramos. E por isso que se diz que é tão importante proteger as áreas verdes que existem em nosso planeta. Veja no esquema a seguir um resumo da fotossíntese:
LUZ SOLAR
GÁS CARBÔNICO + ÁGUA GLICOSE + ÁGUA + OXIGÊNIO
CLOROFILA
O gás carbônico também é importante para o homem em al- guns outros processos, por exemplo:
- Na fabricação de refrigerantes: As bolhinhas encontradas nestas bebidas são de gás carbônico.
- No combate a incêndios: O gás carbônico é usado em extintores de incêndio, pois é uma substância não-inflamável, isto é, não combustível, que não pega fogo.
Por outro lado, o gás carbônico também é liberado pelos es- capamentos dos carros, caminhões, ônibus, motos e pelas chaminés de algumas fábricas. Se estiver em quantidade muito grande no ar, o gás carbônico pode causar doenças e outros inconvenientes.
GASES NOBRES Os gases nobres recebem este nome porque existem em pequena quantidade na Terra, e principalmente, porque eles não se misturam (não reagem) com outras substâncias. Os gases nobres são:
- Hélio : Gás muito leve, que é utilizado para encher balões e fazê-los flutuar. - Radônio: Utilizado no tratamento do câncer. - Argônio, Xenônio e Criptônio: Usados na fabricação de lâmpadas de vários tipos.
EXERCÍCIOS – Responda em seu caderno:
8.Coloque nos parênteses abaixo números de 1 a 5, usando 1 para o elemento que existe em maior quantidade e 5 para o que existe em menor quantidade na composição do nosso ar: ( ) oxigênio ( ) gases nobres ( ) nitrogênio ( ) vapor d’água, poeira, micróbios e outros gases. ( ) gás carbônico
9.Pensando nos componentes do ar e suas características, preencha os parênteses abaixo com as seguintes letras: N , para nitrogênio, O para oxigênio, G para gases nobres e C para gás carbônico. ( ) não se combinam com outras substâncias ( ) só é absorvido diretamente do ar por algumas plantas e bactérias ( ) é absorvido na respiração ( ) é liberado na fotossíntese ( ) existem em pequena quantidade na atmosfera
Glicose
MÓDULO 2
A ÁGUA
PLANETA ÁGUA
Como é a distribuição da água na superficie da Terra? Há uma música brasileira que sugere que o planeta Terra na verdade deveria ser chamado planeta Água. Esta sugestão vem da importância que esta substância tem, direta ou indiretamente, para todos os seres vivos e, principalmente, da enorme quantidade dela que se encontra na superfície do nosso planeta.
Para que você tenha uma idéia,
aproximadamente^3 4 (75%) da superfície da
Terra são cobertos de água, quase toda ela na forma líquida (mares, rios, lagos etc.) e uma pequena parte na forma de gelo e neve (nos pólos norte e sul e no topo das montanhas mais
altas). Apenas
1 (25%) da superfície do
planeta é terra seca (continentes e ilhas).
Esta grande quantidade de água está presente também na grande maioria dos seres vivos. Você pode não acreditar, mas o corpo de um ser humano adulto é formado por aproximadamente 65% de água!
ÁGUA NO ESTADO LíQUIDO
Neste estado físico, as moléculas da água estão um pouco separadas umas das outras, o que permite que elas tenham alguma movimentação.
Por isso, no estado líquido, a forma da água varia, mas seu volume não muda. Por exemplo, se você colocar 100 ml (cem mililitros) de água em um copo, verá que ela ocupa o espaço possível e fica com a forma do copo. Se você mudar esta mesma água de copo, ela passará a ter a forma do novo copo, ocupará o espaço possível, mas seu volume continuará sendo de 100 ml.
ÁGUA NO ESTADO SÓLIDO
Neste estado físico, as moléculas da água se acham muito unidas e praticamente não se movem. Por isso, no estado sólido, a forma e o volume da água não variam. Por exemplo, se você colocar três pedras de gelo em um copo, verá que elas ocupam um determinado espaço (antes de começar a derreter) e ficarão na mesma forma que saíram da geladeira. Se você mudar estas pedras de copo, elas (antes de começar a derreter) continuarão tendo a mesma forma, ocuparão o espaço possível, continuarão sendo três e do mesmo tamanho, independente do novo copo ser maior ou menor.
ÁGUA NO ESTADO GASOSO
Neste estado físico, as moléculas da água se acham separadas e se movem com bastante velocidade. Por isso, no estado gasoso, tanto a forma quanto o volume da água podem variar. Neste caso é mais difícil dar exemplo que possa ser visto, mas, se fosse possível, veria que a mesma quantidade de vapor d’água, se passada de um recipiente para outro, fica com a forma do novo recipiente e também com o seu volume. Ou seja, se você passasse 1 L (um litro) de vapor d’água de uma garrafa de um 1 L para outra garrafa de 2 L, esse vapor passaria a ter um volume 2 L.
Exercícios – Responda em seu caderno:
- Complete corretamente os espaços em branco: A fórmula da água é _________ o que significa que uma molécula da substância água é formada por dois átomos do elemento___________e um átomo do elemento ___________
- Preencha os parêntese abaixo com a letra: L, se a afirmação for sobre a água no estado líquido. S, se a afirmação for sobre a água no estado sólido. G, se a afirmação for sobre a água no estado gasoso.
- ( ) As pedras de gelo que colocamos em nossas bebidas.
- ( ) Neste estado a forma e o volume da água não variam.
- ( ) A água que sai das torneiras e chuveiros.
- ( ) O vapor que sai das panelas com água fervendo.
- ( ) No estado de vapor a forma da água varia, mas seu volume não.
- ( ) No estado de vapor tanto a forma quanto o volume da água variam.
PROPRIEDADES DA ÁGUA
Quais são as propriedades da água? Devido a sua composição química (a combinação de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio) a água tem algumas características muito especiais. Vejamos as mais importantes.
ALTA CAPACIDADE DE SOLVÊNCIA
Chamamos de solvência a capacidade que uma substância tem de dissolver (“desmanchar”) outras substâncias. A água é, de todas as substâncias da Terra, a que tem a maior capacidade de dissolver outras, e é até chamada de “solvente universal”. Se você colocar uma pedra de açúcar em um copo d’água e mexer um pouco você notará que rapidamente o açúcar se desmanchará. Está aí um claro exemplo da ação da água como solvente.
DENSIDADE
Experimente fazer uma experiência simples. Pegue dois copos exatamente iguais e encha um deles com água e o outro com algodão. Segure um copo em cada mão e o que você perceberá? Perceberá que o copo com água pesa mais. Mas, por que, se os dois copos são exatamente iguais e estão igualmente cheios? Isso ocorre por uma diferença de densidade. Densidade é a quantidade (massa) de uma substância (matéria) que cabe em um determinado volume (espaço).
No nosso exemplo, o algodão é uma substância que tem densidade menor do que a água. Por isso, no mesmo volume (no caso, os copos) cabe uma quantidade menor (em massa) de algodão do que de água, o que resulta em um peso menor para o copo cheio de algodão.
MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
POR QUE E COMO A ÁGUA MUDA DE ESTADO FÍSICO?
Quais são as mudanças de estado físico da água? Conforme vimos ,a água pode ser encontrada na Terra em três diferentes estados físicos: líquido, sólido e gasoso (vapor). Mas o que será que determina esses três estados?
Pense um pouco. Podemos encontrar água sólida (gelo), dentro da geladeira. Podemos encontrar água na forma de vapor saindo do bico de uma chaleira no fogão aceso. E então, chegou a alguma conclusão? Temperatura. Esta é a chave do mistério. É a temperatura que determina o estado físico da água (e de outras substâncias também).
No caso da água:
- Se baixarmos sua temperatura a menos de 0ºC (zero graus Célsius), ela endurece e congela (vira gelo).
- Se aumentarmos a temperatura do gelo acima de 0º C , ele começa a derreter e vira água líquida novamente.
- Se aumentarmos a temperatura da água líquida acima de 100º C, ela começa a evaporar (vira vapor).
- Se baixarmos a temperatura do vapor a menos de 100º C, o vapor começa a virar água líquida novamente.
Essas mudanças acontecem porque a diminuição da temperatura diminui a movimentação das moléculas e o espaço entre elas, e o aumento da temperatura aumentam a movimentação das moléculas e o espaço entre elas.
As mudanças de estados físicos da água possuem nomes:
SOLIDIFICAÇÃO — Chamamos de solidificação a passagem da água do estado líquido para o estado sólido (gelo).
FUSÃO — Chamamos de fusão a passagem da água do estado sólido para o estado líquido (o derretimento do gelo).
VAPORIZAÇÃO — Chamamos de vaporização a passagem da água do estado líquido para o estado de vapor. Existem dois tipos diferentes de vaporização: A ebulição , que ocorre de forma rápida (o vapor de água que sai de uma panela com água fervendo), e a evaporação , que ocorre de forma lenta (o vapor de água que sai das roupas secando no varal).
LIQUEFAÇÃO OU CONDENSAÇÃO — Chamamos de liquefação ou condensação a passagem da água do estado de vapor para o estado líquido. E o que acontece, por exemplo, quando uma garrafa de bebida gelada parece estar “suando”. O que aconteceu ali é que o vapor que estava no ar “bateu” no vidro gelado da garrafa e teve sua temperatura diminuída, voltando a virar líquido.
Exercícios – Responda em seu caderno:
8.Complete corretamente os espaços em branco: O fator responsável pelas mudanças de estado físico da água é a____________ Quando atinge 0ºC, a água passa do estado_______________ para o estado ___________. Quando atinge 100º C, a água passa do estado _____________ para o estado ____________
- Relacione as colunas: A - Solidificação B - Fusão C - Vaporização D - Liquefação ou Condensação
- ( ) Mudança da água do estado líquido para o estado gasoso
- ( ) Mudança da água do estado gasoso para o estado líquido.
- ( ) Mudança da água do estado líquido para o estado sólido.
- ( ) Mudança da água do estado sólido para o estado líquido.
Exercícios – Responda em seu caderno:
10.Com respeito ao Ciclo da Água, assinale V se a afirmação for verdadeira e F se a afirmação for falsa: a. ( ) O calor e os ventos fazem com que a água dos mares, rios, lagos etc. se condense e suba para a atmosfera. b. ( ) O vapor d’água da atmosfera, quando encontra uma região mais quente, evapora formando as nuvens. c. ( ) Quando atingem certo peso, as nuvens se desmancham e a água cai na forma de chuva (líquida ou de gelo) ou neve. d. ( ) A água das chuvas penetra no solo até ser absorvida pela camada de rochas absorventes, formando os lençóis subterrâneos. e. ( ) A única maneira da água sair dos lençóis subterrâneos é através das minas e fontes.
- A fabricação de sorvetes não seria possível se a água não passasse por uma mudança de estado físico. Essa mudança se chama: a) evaporação b)fusão c) condensação ou liquefação d) solidificação
12. Você já deve ter notado que quando tomamos banho quente com as portas e janelas do banheiro fechadas, os espelhos ficam embaçados. Isso é um exemplo de uma mudança de estado fisico da água, que se chama: a) evaporação b) fusão c) condensação ou liquefação d) solidificação
13. (CESU-SP) Assinale a alternativa que contém uma associação correta entre o fenômeno e a mudança de estado correspondente a) formação do orvalho solidificação b) transpiração evaporação c) formação de neve fusão d) derretimento do sorvete condensação
7.No verão, que é a estação mais quente do ano no Brasil, a quantidade de chuvas é bem maior que no resto do ano. Pensando no Ciclo da Água, como você explicaria esse fato?
Glossário . graus Célsius : Existe uma escala (seqüência numérica) muito usada para medir a temperatura, que vai de o até 100. É a chamada escala Célisus (nome do seu inven- tor). Cada unidade (cada ponto) nesta escala é chamado de graus Célisus ou grau centígrado, cujo símbolo é ºC. Esta mesma escala é usada nos termômetros de medir febre e nos termômetros de rua, que medem a temperatura do ambiente.
MÓDULO 3
O SOLO
Chama-se solo a camada mais superficial (mais externa) do planeta Terra. De forma muito simples, podemos dizer que solo é o chão que nós pisamos, o local onde plantamos, erguemos nossas casas etc. Mas como o solo do planeta ser formou? No início dos tempos, havia na Terra apenas rochas gigantescas e água. Com o passar dos anos, as chuvas, os ventos e as mudanças de temperatura (de frio para calor e de calor para frio) foram fragmentando (despedaçando) essas grandes rochas. Os pedaços que delas se formaram, é o que conhecemos hoje como pedras, terra, areia etc., que, ao se misturarem com os restos de animais, plantas e outros seres mortos, formaram o solo como hoje conhecemos. O solo da Terra, como já dissemos, começa na superfície do planeta e desce até aproximadamente 30cm. A partir daí começa uma camada um pouco diferente, chamada subsolo, que já não possui as substâncias necessárias à vida das plantas. O subsolo termina quando se atinge uma camada de rochas que não se despedaçaram com o tempo, tendo permanecido como eram no início da formação do planeta e que foram cobertas pelo solo e o subsolo. A esta camada dá-se o nome de rocha -matriz ou rocha-base. Veja figura acima.
