Projetos científicos: como a água quente e fria transforma um balão

Projetos de ciência sobre como a água quente e fria muda um balão permitem que os alunos explorem os conceitos de densidade da matéria, pressão do ar e tensão superficial. Quando um balão é exposto ao calor ou ao frio, o gás dentro da borracha se expande ou se contrai. A mudança no tamanho do balão se torna um indicador visual da mudança na pressão do ar. Adicionar água quente e fria a um experimento também permite que os alunos explorem as propriedades dos líquidos.

Investigue a pressão do ar em um experimento simples com um balão, uma garrafa e uma panela de água quente. Encha o balão, mas não dê um nó. Estique-o sobre a boca de uma garrafa vazia. Coloque a garrafa em uma panela com água quente. Deixe este experimento sozinho por alguns minutos e volte para observar a mudança no tamanho do balão. Observe que o ar quente dentro da garrafa se moveu para dentro do balão, fazendo com que o gás dentro do balão esquentasse. Observe como as moléculas de gás aquecidas se repelem, forçando o balão a se expandir.

Meça as mudanças no tamanho de um balão quando exposto a ambientes quentes e frios. Reúna três balões idênticos, um termômetro e uma fita métrica. Encha os balões. Meça a temperatura ambiente e, em seguida, meça a circunferência dos balões. Considere que a água pode se transformar em gás ou sólido, dependendo da temperatura. Use um chuveiro em um banheiro pequeno para criar um ambiente cheio de vapor. Meça a temperatura do banheiro e coloque os três balões de ar quente. Espere cerca de 10 minutos ou até perceber que os balões se expandem. Meça suas circunferências. Retorne os balões à temperatura ambiente, o que deve levar cerca de 20 minutos. Meça a temperatura de uma grande caixa de gelo. Coloque os balões no ar gelado. Aguarde 10 minutos, retire os balões e meça suas circunferências. Considere como o ar quente ocupa mais espaço do que o ar frio, levando em consideração as mudanças no tamanho de um balão quando colocado em ambientes com temperaturas variáveis.

Investigue o que acontece com um balão quando água quente e fria são misturadas. Reúna dois potes estreitos e um cartão de plástico que possa ser colocado entre os potes para evitar que a água vaze de um frasco para o outro. Despeje água quente em uma jarra e água fria na outra. Coloque o cartão sobre a boca do jarro quente e inverta o jarro sobre o frio e, em seguida, retire o cartão rapidamente. Cole um balão sobre a boca da jarra fria. Meça a circunferência do balão quando ele atingir seu diâmetro máximo. Repita o experimento; no entanto, inverta a jarra de água fria sobre a quente. Observe a diferença no tamanho dos dois balões, embora você use a mesma quantidade de água quente e fria. Explique como uma mudança no procedimento faz com que a temperatura da superfície da água varie, o que afeta o tamanho do balão.

Use balões e água quente e fria para explorar eventos climáticos, como quando uma frente quente encontra uma frente fria. Reúna dois potes e corante alimentar. Despeje água quente em uma jarra e água fria na outra. Use corante alimentar para rotular os potes e, em seguida, combine o conteúdo dos potes em uma tigela. Observe e registre como o mesmo líquido em duas temperaturas diferentes se mistura. Reúna dois balões. Encha um com água fria e o outro com água quente. Prepare um banho quente. Coloque os balões de água na banheira e observe como eles se movem. Observe como os balões se repelem como óleo e água. Considere como o balão frio afunda devido à sua maior densidade.