. Acesso em: 24 abr. 2015.
INTEGRANDO IDEAS
1. De que maneira a economia e as relações entre civilizações influenciaram na determinação de um sistema métrico?
2. O texto afirma que algumas unidades de medida criadas no passado são empregadas até hoje, como o pé, a polegada e a milha. O tamanho das telas de televisão, por exemplo, é medido em polegadas.
• O pé é uma unidade de comprimento muito comum na aviação para indicar a altitude em que se encontra o avião. Essa unidade sofreu inúmeras variações no decorrer da história e, somente em 1959, definiu-se um padrão internacional para essa unidade de medida, correspondendo a 0,3048 m. Há vantagem de se adotar um único valor para uma unidade de medida? Justifique.
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A dificuldade de comunicação na indústria e no comércio, por causa da diversidade de padrões de medidas, contribuiu para a formulação de um único sistema de medidas, o Sistema Métrico Decimal, proposto em 1799.
Muitos países passaram a seguir esse sistema em suas medições, inclusive o Brasil, que o adotou em 1875. Nessa época, esse sistema de medidas apresentava três unidades básicas: o metro (comprimento), o quilograma (massa) e o segundo (tempo).
Com o passar do tempo e o desenvolvimento da tecnologia, surgiu a necessidade de medições cada vez mais precisas. Isso resultou em mudanças no Sistema Métrico Decimal e sua reformulação.
O atual sistema de medidas, chamado de Sistema Internacional de Medidas (abreviado pela sigla SI), é adotado praticamente em todos os países e possui sete unidades básicas: o metro (comprimento), o quilograma (massa), o segundo (tempo), o ampère (corrente elétrica), o kelvin (temperatura), o mol (quantidade de matéria) e a candela (intensidade luminosa).
O quilograma é a única unidade de medida baseada em um objeto físico; todas as outras unidades são, atualmente, baseadas em constantes físicas.
O padrão de medida do quilograma vai mudar
O quilograma, a unidade internacional de massa, poderá, em breve, ser redefinido. Hoje a medida de 1 quilograma é definida pela massa de uma liga de platina-irídio armazenada na Agência Internacional de Pesos e Medidas (BIPM, da sigla em francês), na cidade de Sèvres, perto de Paris. Vários países têm suas próprias cópias desse protótipo. O problema é que até mesmo a limpeza desses cilindros retira [...] [matéria] de sua superfície, alterando seu padrão. Pesquisadores de várias partes do mundo argumentam que o ideal seria redefinir o quilograma tendo por base constantes universais, e não um artefato que pode sofrer algum tipo de dano. [...] Existem várias propostas para uma nova definição do quilograma [...]. Segundo pesquisadores do Laboratório Nacional Sandia, nos Estados Unidos, a adoção de uma unidade baseada em constantes físicas permitirá melhores medidas no futuro.
Nova definição do quilograma. Revista Pesquisa Fapesp, ed. 146, abr. 2008. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2015.
Fig. 1 (p. 17)
Cilindro utilizado como padrão do quilograma, localizado em Sèvres, na França.
Robin Treadwell/Science Source/Latinstock
INTEGRANDO IDEAS
3. Quais argumentos foram usados para defender a mudança na forma de definir o quilograma?
4. Você acredita que com os avanços das pesquisas, com novos conhecimentos e novas tecnologias, as unidades de medida podem voltar a sofrer alterações?
5. O cilindro da liga de platina-irídio está armazenado há mais de 130 anos. Quais os problemas associados ao uso desse instrumento como medida do quilograma?
6. Estima-se que a perda de massa do cilindro de platina-irídio seria em torno de 15 nanogramas a 50 microgramas, quantidades aparentemente baixas, mas de importância para alguns ramos da ciência. Faça a conversão dessas medidas para gramas. Essa diferença afetaria sua vida?
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Volume em líquidos
No preparo do arroz, é preciso utilizar determinada quantidade de água para o cozimento. Caso não se saiba o volume de água necessário, é possível utilizar uma receita ou a indicação de como preparar o alimento, normalmente presente no rótulo do produto.
Para colocar o volume de água recomendado, pode-se utilizar um recipiente com graduações, como um copo medidor. Em um laboratório, no entanto, quando é necessário ter maior precisão, são utilizados outros instrumentos de medida, como proveta, balão volumétrico e pipeta volumétrica ou graduada.
Fig. 1 (p. 18)
Copo medidor com graduação para massa (g) e volume (mL).
Eduardo Santaliestra/ID/BR
ARROZ
mL
LÍQUIDO
Gramas
FARINHA
Fig. 2 (p. 18)
Instrumentos de medida de volume. Da esquerda para direita: proveta, balão volumétrico e pipeta graduada.
Fotografias: Sérgio Dotta Jr./ID/BR
250 mL
Conversão de medidas
A unidade de medida padrão utilizada para expressar o volume é o m3, mas comumente encontramos, no dia a dia, outras unidades de medida, como o litro (L), o mililitro (mL), o decímetro cúbico (dm3) e o centímetro cúbico (cm3).
Para transformar m3 em dm3 ou cm3, lembre-se de que 1 metro equivale a 10 dm ou 100 cm; portanto:
1 m3 = 1000 dm3 = 1000000 cm3
Para transformar m3 em L, é preciso saber que 1 dm3 equivale a 1 L e, portanto, 1 m3 equivale a 1000 L.
Para aplicar
Volume de uma gota de água
Retire o êmbolo de uma seringa sem agulha. Tampe o bico da seringa com massa de modelar (cuidado para não colocar a massa de modelar dentro da seringa). Adicione na seringa água com um conta-gotas e conte quantas gotas são necessárias para atingir a menor graduação da seringa. Depois, calcule o volume, em mL, de uma gota de água.
Fig. 3 (p. 18)
Representação da leitura do menisco do líquido.
Vagner Coelho/ID/BR
Cores-fantasia
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Densidade
A capacidade de um objeto flutuar em um material depende da diferença de densidade dos dois corpos. Quando a densidade do objeto é menor do que o líquido (ou gás), ele flutua; caso contrário, ele afunda.
Observe as imagens a seguir.
Fig. 1 (p. 19)
Em A, a boia cheia de ar flutua. Em B, a boia vazia afunda. Em C, observe que, mesmo que a boia envolva um tijolo, o conjunto flutua na água.
Fotografias: Sérgio Dotta Jr./ID/BR
A B C
Ao comparar as situações A e B, observa-se que a única diferença existente entre as duas boias é a quantidade de ar dentro delas. Portanto, podemos dizer que o conjunto (boia + ar) é menos denso do que a água e, por isso, flutua. Já a boia vazia é mais densa do que a água e, por isso, afunda. Na situação C, apesar de um tijolo ter sido preso à boia, o conjunto (boia + ar + tijolo) flutua, o que indica que a densidade do conjunto é menor do que a da água.
Como calcular a densidade
A densidade de um corpo é a razão entre sua massa e seu volume, ou seja, para calcular o valor da densidade de um corpo precisamos conhecer sua massa e seu volume. Em termos matemáticos, podemos expressar a densidade da seguinte maneira:
, ou, simplesmente,
As tabelas abaixo apresentam a densidade de alguns materiais sólidos, líquidos e gasosos. Observe que as unidades usadas em cada tabela são diferentes.
Materiais__Densidade_(g/cm_3_),_a_25_°C'>Materiais
|
Densidade (g/cm3), a 25 °C
|
alumínio
|
2,7
|
chumbo
|
11,3
|
ferro
|
7,87
|
água
|
0,997
|
etanol
|
0,789
|
mercúrio
|
13,5
|
Materiais
|
Densidade (g/L), a 25 °C
|
gás hélio
|
0,164
|
gás hidrogênio
|
0,082
|
gás nitrogênio
|
1,14
|
gás oxigênio
|
1,31
|
monóxido de carbono (um dos poluentes do ar)
|
1,14
|
Fonte de pesquisa: David R. Lide. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton: CRC Press, 2004.
Na web
No site Manual do Mundo, é possível conhecer um experimento que explora o movimento de imersão e submersão de um objeto em água, relacionando-o com o conceito de densidade. Você também encontrará outras sugestões de atividades relacionadas com a densidade.
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