Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
APOSTILA D E C I Ê N C I A S GUIADOVESTIBULINHO provas de BOLSA cursos técnicos ETEC escolas da EMBRAER cursos do SENAI colégios MILITARES e muito mais! O que você vai aprender nessa apostila? Nessa apostila você vai aprender sobre as matérias mais importantes e que mais caem nos vestibulinhos de todo o país, e mais especificamente nas provas da ETEC, Colégio Embraer, Senai, Colégios da UNESP, Unicamp e USP, Colégios Militares e provas de bolsa. Resumi e organizei os principais assuntos que você precisa saber para garantir uma vaga nos melhores colégios e cursos técnicos do Brasil. Está fácil, está resumido e está divertido para você aprender tudo e mandar bem nas provas para o Ensino Médio. #boraestudar #japassei Essa apostila que você tem em mãos vai te ajudar a se preparar para todas as provas! Por isso conto com seu esforço e entusiasmo para estudar bastante. Tudo o que você precisa está aqui, agora é com você. Bons Estudos :) Quem sou eu? Meu nome é Diego William, e minha missão esse ano é fazer você passar em um vestibulinho de Ensino Médio! Sou Engenheiro de Materiais de formação e professor de coração... Sou de São José dos Campos/SP, vim de escola pública, nunca tive dinheiro pra pagar um colégio particular, por isso sempre lutei para passar em um vestibulinho e mudar minha vida. E deu certo! Passei em 6 vestibulinhos e em 8 vestibulares! Desde 2013 trabalho como professor e mentor para alunos que sonham em passar em um vestibulinho... Mas em 2018 resolvi fazer diferente: fundei o Guia do Vestibulinho, que já ajuda literalmente milhares de alunos a se prepararem para as provas de bolsa e vestibulinhos das maiores e melhores escolas do país. você não precisa ser rico para estudar nas melhores escolas do Brasil! APOSTILA D E C I Ê N C I A S O desenvolvimento sustentável é um conceito elaborado para fazer referência ao meio ambiente e à conservação dos recursos naturais. Entende-se por desenvolvimento sustentável a capacidade de utilizar os recursos e os bens da natureza sem comprometer a disponibilidade desses elementos para as gerações futuras. Isso significa adotar um padrão de consumo e de aproveitamento das matérias-primas extraídas da natureza de modo a não afetar o futuro da humanidade, aliando desenvolvimento econômico com responsabilidade ambiental. Sabemos que existem os recursos naturais não renováveis, ou seja, aqueles que não podem renovar-se naturalmente ou pela intervenção humana, tais como o petróleo e os minérios; e que também existem os recursos naturais renováveis. No entanto, é errôneo pensar que esses últimos sejam inesgotáveis, pois o seu uso indevido poderá extinguir a sua disponibilidade na natureza, com exceção dos ventos e da luz solar, que não são diretamente afetados pelas práticas de exploração econômica. Dessa forma, é preciso adotar medidas para conservar esses recursos, não tão somente para que eles continuem disponíveis futuramente, mas também para diminuir ou eliminar os impactos ambientais gerados pela exploração predatória. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares dicas, sacadas, entrevistas, resoluções de provas anteriores, aulas completas e notícias sobre os maiores vestibulinhos do Brasil Inscreva-se no meu canal! youtube.com/c/guiadovestibulinho Assim, o ambiente das florestas e demais áreas naturais, além dos cursos d'água, o solo e outros elementos necessitam de certo cuidado para continuarem disponíveis e não haver nenhum tipo de prejuízo para a sociedade e o meio ambiente. A história do conceito de Desenvolvimento Sustentável O conceito de desenvolvimento sustentável foi oficialmente declarado na Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente Humano, realizada em 1972, na cidade de Estocolmo, Suécia, e, por isso, também chamada de Conferência de Estocolmo. A importância da elaboração do conceito, nessa época, foi a de unir as noções de crescimento e desenvolvimento econômico com a preservação da natureza, questões que, até então, eram vistas de forma separada. Em 1987, foi elaborado o Relatório “Nosso Futuro Comum”, mais conhecido como Relatório Brundtland, que formalizou o termo desenvolvimento sustentável e o tornou de conhecimento público mundial. Em 1992, durante a ECO-92, o conceito “satisfazer as necessidades presentes, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir suas próprias necessidades” tornou-se o eixo principal da conferência, concentrando os esforços internacionais para o atendimento dessa premissa. Com esse objetivo, foi elaborada a Agenda 21, com vistas a diminuir os impactos gerados pelo aumento do consumo e do crescimento da economia pelo mundo. Medidas sustentáveis Dentre as medidas que podem ser adotadas tanto pelos governos quanto pela sociedade civil em geral para a construção de um mundo pautado na sustentabilidade, podemos citar: - redução ou eliminação do desmatamento; - reflorestamento de áreas naturais devastadas; - preservação das áreas de proteção ambiental, como reservas e unidades de conservação de matas ciliares; - fiscalização, por parte do governo e da população, de atos de degradação ao meio ambiente; - adoção da política dos 3Rs (reduzir, reutilizar e reciclar) ou dos 5Rs 7 (repensar, recusar, reduzir, reutilizar e reciclar); - contenção na produção de lixo e direcioná-lo corretamente para a diminuição de seus impactos; - diminuição da incidência de queimadas; - diminuição da emissão de poluentes na atmosfera, tanto pelas chaminés das indústrias quanto pelos escapamentos de veículos e outros; - opção por fontes limpas de produção de energia que não gerem impactos ambientais em larga e média escala; - adoção de formas de conscientizar o meio político e social das medidas acimas apresentadas. Essas medidas são, portanto, formas viáveis e práticas de se construir uma sociedade sustentável que não comprometa o meio natural tanto na atualidade quanto para o futuro a médio e longo prazo. 8 Impacto ambiental é a alteração no meio ambiente por determinada ação ou atividade. Atualmente o planeta Terra enfrenta fortes sinais de transição, o homem está revendo seus conceitos sobre natureza. Esta conscientização da humanidade está gerando novos paradigmas, determinando novos comportamentos e exigindo novas providências na gestão de recursos do meio ambiente. Um dos fatores mais preocupantes é o que diz respeito aos recursos hídricos. Problemas como a escassez e o uso indiscriminado da água estão sendo considerados como as questões mais graves do século XXI. É preciso que tomemos partido nesta luta contra os impactos ambientais, e para isso é importante sabermos alguns conceitos relacionados ao assunto. Poluição é qualquer alteração físico-química ou biológica que venha a desequilibrar um ecossistema, e o agente causador desse problema é denominado de poluente. Como já era previsto, os principais poluentes têm origem na atividade humana. A Indústria é a principal fonte, ela gera resíduos que podem ser eliminados de três formas: Na água: essa opção de descarte de dejetos é mais barata e mais cômoda, infelizmente os resíduos são lançados geralmente em recursos hídricos utilizados como fonte de água para abastecimento público. Na atmosfera: a eliminação de poluentes desta forma só é possível quando os resíduos estão no estado gasoso. Em áreas isoladas: essas áreas são previamente escolhidas, em geralsão aterros sanitários. 9 IMPACTOS AMBIENTAIS cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Classificação dos resíduos: Resíduos tóxicos: são os mais perigosos e podem provocar a morte conforme a concentração, são rapidamente identificados por provocar diversas reações maléficas no organismo. Exemplos de geradores desses poluentes: indústrias produtoras de resíduos de cianetos, cromo, chumbo e fenóis. Resíduos minerais: são relativamente estáveis, correspondem às substâncias químicas minerais, elas alteram as condições físico-químicas e biológicas do meio ambiente. Exemplos de indústrias: mineradoras, metalúrgicas, refinarias de petróleo. Resíduos orgânicos: as principais fontes desses poluentes são os esgotos domésticos, os frigoríficos, laticínios, etc. Esses resíduos correspondem à matéria orgânica potencialmente ativa, que entra em decomposição ao ser lançada no meio ambiente. Resíduos mistos: possuem características químicas associadas às de natureza biológica. As indústrias têxteis, lavanderias, indústrias de papel e borracha, são responsáveis por esse tipo de resíduo lançado na natureza. Resíduos atômicos: esse tipo de poluente contém isótopos radioativos, é um lixo atômico capaz de emitir radiações ionizantes e altamente nocivas à saúde humana. Resíduos atômicos: esse tipo de poluente contém isótopos radioativos, é um lixo atômico capaz de emitir radiações ionizantes e altamente nocivas à saúde humana. 10 Entende-se por desmatamento, também chamado de desflorestamento ou desflorestação, o processo de remoção total ou parcial da vegetação em uma determinada área. Geralmente, esse processo ocorre para fins econômicos, visando à utilização comercial da madeira das árvores e também para o aproveitamento dos solos para a agricultura e a pecuária. A atividade mineradora e a construção de barragens para hidrelétricas também aparecem como causas de tal ocorrência. No mundo, os primeiros a praticarem de forma intensiva o desmatamento foram os países desenvolvidos. Para o soerguimento de suas economias, sobretudo após o advento do sistema capitalista, algumas nações exploraram intensamente os seus recursos naturais, avançando essa exploração também para outras áreas. Com isso, muitas florestas do hemisfério norte foram praticamente dizimadas. Atualmente, os países que mais desmatam são os de economias emergentes, pois, embora tentem controlar esse problema, o desmatamento de suas florestas avança à medida que seus sistemas econômicos evoluem. Até bem pouco tempo atrás, o campeão mundial de desmatamento era o Brasil, principalmente em razão do crescimento da fronteira agrícola sobre as áreas da Floresta Amazônica. No entanto, recentemente, o país foi ultrapassado pela Indonésia, que possui uma ampla área verde, mas que vem desflorestando duas vezes mais do que é desmatado anualmente no território brasileiro. Segundo levantamentos realizados pela Organização das Nações Unidas (ONU), atualmente são desmatados quase sete milhões de hectares por ano. Isso significa a perda não tão somente de vegetações, mas também de várias espécies animais, pois o seu habitat encontra-se cada vez mais diminuto. Com isso, o equilíbrio ecológico pode tornar-se ameaçado. Dentre as consequências do desmatamento, podemos citar: o 11 DESMATAMENTO cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares esgotamento dos solos com a intensificação de processos de erosão e desertificação; a extinção ou degradação de rios e lagos, graças ao maior acúmulo de sedimentos gerados; a ocorrência de desequilíbrios climáticos em razão da ausência das florestas que tinham como função gerar mais umidade do ar e absorver o calor atmosférico, dentre outros problemas. Para combater o desmatamento no mundo e também no território brasileiro, é necessária a adoção de medidas em diferentes escalas, do individual ao governamental. Cada cidadão deve fazer sua parte, evitando que, nas áreas urbanas, o número de árvores por habitante não seja muito pequeno, preservando a vegetação existente e procurando cultivar novas espécies. Os governos também possuem a função de adotar medidas de conservação das áreas naturais com vigilância, fiscalização e repressão dos agressores a áreas de reservas naturais. No Brasil, vários domínios naturais foram muito devastados. O primeiro a sofrer com esse processo foi a Mata Atlântica, que hoje conta com cerca de 7% de sua área original. Os Pampas e a Mata de Araucária também passaram por graves processos de desmatamento, o que também vem ocorrendo no bioma Cerrado, esse último profundamente devastado durante a segunda metade do século XX. A Amazônia parece ser o próximo alvo e, embora os últimos anos o desmatamento tenha apresentando diminuições, a floresta ainda sofre com o corte de milhares de hectares de árvores a cada ano. 12 Os problemas sociais provocados pela desigualdade de renda e o desemprego têm aumentado ao passo que cresce o intenso processo de globalização da economia e dos meios de produção no mundo. As desigualdades sociais e econômicas fazem parte de todos os países, independentemente de ser rico ou pobre, embora seja mais efetivo em nações subdesenvolvidas que sofrem com as consequências oriundas do período colonial. São várias as causas que contribuem para a condição de subdesenvolvimento em que se encontram muitos países. Dentre elas, as principais são: - Disparidade em relação à distribuição da renda, ou seja, uma grande parcela da população recebe baixos rendimentos, o que contribui para o agravamento da pobreza. Geralmente a riqueza permanece nas mãos de uma minoria, enquanto a maioria vive com sérios problemas sociais. - Nível baixo de escolaridade: esse item é resultado das diferenças de rendimento, desse modo, muitas crianças em idade escolar são forçadas a deixar os estudos para desenvolverem algum tipo de trabalho, com a finalidade de contribuir com a renda familiar. - Condições extremamente precárias de moradia: O modo de moradia das pessoas reflete a classe à qual a pessoa pertence, os bairros da periferia são desprovidos dos serviços públicos básicos (água tratada, esgoto, iluminação, entre outros). A partir da segunda metade do século XX, os centros urbanos tiveram um vultoso crescimento, no entanto, o aumento não foi acompanhado pela infraestrutura, formando bairros marginalizados. Esse processo foi proveniente do êxodo rural (migração de trabalhadores rurais em direção às cidades). - A fome e a subnutrição: em muitos países que se enquadram na condição de subdesenvolvidos, a população enfrenta a falta parcial ou 13 SUBDESENVOLVIMENTO cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares total de alimentos, muitas vezes uma parcela da população não possui recursos financeiros suficientes que garantem o acesso à quantidade de calorias diárias que uma pessoa necessita. - Problemas relacionados à saúde: em nações de extrema pobreza, o acesso aos cuidados médicos é bastante restrito. A situação de saúde precária na qual se encontram milhões de pessoas espalhadas pelo mundo é proveniente da falta de alimentação equilibrada, de médicos, de saneamento básico, de água tratada entre muitos outros motivos. Saúde precária ocasiona um elevado índice de mortalidade infantil e uma baixa expectativa de vida. 14 Todos os seres vivos relacionam-se uns com outros, tanto da mesma espécie (relações intraespecíficas) quantode espécies distintas (relações interespecíficas). Essas relações podem ser harmônicas, quando não há prejuízo para nenhum dos indivíduos envolvidos, ou desarmônicas, quando pelo menos um se prejudica. RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS HARMÔNICAS: Sociedade: indivíduos da mesma espécie que se mantêm anatomicamente separados e que cooperam entre si por meio de divisão de trabalho. Geralmente, a morfologia corporal está relacionada com a atividade que exercem. Ex.: abelhas, cupins, formigas, etc. Colônia: indivíduos associados anatomicamente. Eles podem apresentar- se semelhantes (colônias isomorfas) ou com diferenciação corporal de acordo com a atividade que desempenham (polimorfas). Ex.: determinadas algas e caravela-portuguesa. RELAÇÕES INTRAESPECÍFICAS DESARMÔNICAS: Canibalismo: ato no qual um indivíduo alimenta-se de outro(s) da mesma espécie. Competição: disputa por territórios, parceiros sexuais, comida etc. RELAÇÕES INTER-ESPECÍFICAS HARMÔNICAS: Mutualismo: indivíduos de espécies diferentes que se encontram intimamente associados, criando vínculo de dependência. Ambos se beneficiam. Ex.: líquens (fungo + cianobactéria), cupim e protozoário, que digere a celulose em seu organismo; micorrizas (fungos + raízes de plantas) etc. 15 RELAÇÕES ECOLÓGICAS cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Protocooperação: indivíduos que cooperam entre si, mas não são dependentes um do outro para sobreviver. Ex.: peixe-palhaço e anêmona (o primeiro ganha proteção, e o segundo, restos de alimentos); pássaros que se alimentam de carrapato bovino etc. Inquilinismo: uma espécie usa a outra como abrigo, mas somente ela se beneficia, mas sem causar prejuízos à outra. Exemplo: orquídeas e bromélias associadas a árvores de grande porte. Comensalismo: relação na qual apenas uma espécie beneficia-se, mas sem causar prejuízos à outra. Exemplo: o peixe-piloto prende-se ao tubarão para se alimentar dos restos de comida dele e também se locomover com maior agilidade. RELAÇÕES INTER-ESPECÍFICAS DESARMÔNICAS: Amensalismo: uma espécie inibe o desenvolvimento de outra. Ex.: liberação de antibióticos por determinados fungos, causando a morte de certas bactérias. Predatismo: um indivíduo mata outro para alimentar-se. Ex.: serpente e rato. Parasitismo: o parasita retira do corpo do hospedeiro nutrientes para garantir a sua sobrevivência, debilitando-o. Ex.: lombriga e ser humano, lagarta e folhagens, carrapato e cachorro etc. Competição: disputa por recursos (território, presas, etc). 16 A agricultura orgânica, também chamada de biológica, é um tipo de agricultura alternativa que prioriza a qualidade do alimento. Ela não utiliza agrotóxicos, fertilizantes sintéticos e pesticidas nas plantações. O termo surgiu na década de 20 aliado a diversos movimentos contrários a agricultura tradicional e o uso de produtos químicos. Além disso, foi um alerta à população para o consumo de alimentos mais saudáveis. Principais Características A agricultura orgânica diversifica os produtos cultivados com o intuito de garantir o equilíbrio ambiental, sobretudo do solo. Nessa perspectiva, a manutenção dos nutrientes da terra é uma importante característica. Portanto, adubos de origem orgânica são os meios mais indicados para afastar as pragas. Com a valorização de alimentos mais saudáveis, hoje em dia, esse tipo de sistema tem sido um grande aliado da saúde da população bem como do meio-ambiente. A agricultura orgânica utiliza técnicas de baixo impacto ambiental com foco na sustentabilidade e ainda, na preservação dos recursos naturais. Por outro lado, a agricultura mecanizada e com foco na alta produção, utiliza produtos tóxicos nas plantações para acelerar o processo de cultivo. Esse tipo de sistema tem agravado os problemas ambientais bem como afetado a saúde e o bem-estar da população. Estudos comprovam que o consumo desses alimentos leva a diversos problemas de saúde. Destacam-se as disfunções hormonais, problemas 17 AGRICULTURA ORGÂNICA cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares cognitivos, má formação do feto e ainda, o aparecimento de diversas doenças, como o câncer. Em suma, mesmo depois de lavados, os alimentos de origem não orgânica carregam os produtos que são utilizados nas culturas. Vantagens da Agricultura Orgânica - Preservação dos recursos naturais - Produção de alimentos saudáveis e de maior qualidade - Sustentabilidade e baixo impacto ambiental - Manutenção da biodiversidade - Uso de adubos naturais (compostagem, minhocultura, etc.) - Rotatividade de culturas (policultura) - Solo saudável e rico em nutrientes - Utilização de energias renováveis Desvantagens da Agricultura Orgânica - Mais dispendiosa e demorada - Menor produção, se comparada a agricultura tradicional - Impacto ambiental com o uso pesticidas e agrotóxicos de origem orgânica - Produtos mais caros que os convencionais Agricultura Orgânica no Brasil No Brasil, a agricultura orgânica está intimamente relacionada com a 18 agricultura familiar. Dados apontam que 70% dos alimentos consumidos no País são fruto da agricultura familiar. Cerca de 120 países do mundo adotam esse tipo de sistema, sendo que o Brasil é o décimo maior país em área destinada à agricultura orgânica. Ele está atrás dos Estados Unidos, China, Austrália, Espanha, dentre outros. Entretanto, o Brasil é o segundo maior produtor do mundo sendo que mais da metade da produção é dedicada ao mercado externo. Nesse sistema, técnicas tradicionais de cultivo manuais e apropriadas à realidade do local de produção são utilizadas. Ainda que isso pareça ser positivo, a agricultura tradicional e mecanizada tem ganhado força no Brasil nos últimos anos. Ela prioriza a otimização dos processos de produção agrícola e está baseada nos latifúndios e monoculturas. As técnicas artificiais utilizadas são nocivas à saúde humana e causa grandes impactos ao meio-ambiente. Um exemplo notório é a produção de um único produto (monocultura) em grandes extensões de terra, por exemplo, a soja. Isso empobrece e contamina o solo, ao contrário da orgânica que está baseada na policultura e rotatividade de espécies que mantém a saúde do solo. Sendo assim, ainda temos caminhos a percorrer para que os produtos que chegam à nossa mesa sejam os mais saudáveis e sem produtos químicos. Para isso, o País precisa investir mais em políticas públicas conscientes que priorizem a saúde da população e do meio-ambiente. 19 Todo ecossistema é constituído por componentes bióticos (seres vivos e sua relações) e abióticos (elementos não vivos do ambiente). Um ecossistema pode ser tanto uma floresta como um pequeno aquário e os elementos físicos e químicos do ambiente (fatores abióticos) determinam, em larga escala, a estrutura e o funcionamento das comunidades vivas (fatores bióticos). Fatores Bióticos Os fatores bióticos são o resultado da interação entre os seres vivos em uma determinada região, constituindo uma comunidade biológica ou biota, assim como a sua influência no ecossistema do qual fazem parte. Por exemplo, em um manguezal todas as espécies animais, como caranguejos, guarás, lontras e vegetais, como o mangue preto e o mangue vermelho, compõem a biota daquele ambiente. Cadeias Alimentares São as relações entre os organismos autótrofos (que produzem o próprio alimento) e os heterótrofos (que precisam ingerir outros organismos para se alimentar). O mangue vermelho é um produtorno manguezal, o caranguejo que se alimenta de suas folhas o consumidor primário e a ave guará e o guaxinim que comem os caranguejos, são os consumidores secundários. Além dos produtores e consumidores, é de fundamental importância também os decompositores que fazem a ciclagem dos restos orgânicos. Relações Ecológicas São as interações que ocorrem dentro da mesma espécie (intraespecífica) ou entre espécies diferentes (interespecífica). Essas relações podem ser positivas, beneficiando uma ou ambas as espécies envolvidas (mutualismo, sociedades, entre outras), ou negativas, trazendo desvantagens para uma ou ambas as partes (parasitismo, predação, etc). O manguezal é considerado um berçário de muitas espécies marinhas, 20 FATORES BIÓTICOS E ABIÓTICOS cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares pois muitos peixes e crustáceos utilizam essa região para se reproduzir. Fatores Abióticos Os fatores abióticos são os elementos não vivos do ambiente que afetam os organismos vivos da biota. Esses elementos podem ser físicos ou químicos. Fatores físicos Constituem o clima do ecossistema, determinado principalmente pela radiação solar que chega à Terra. As radiações além de proporcionar a luz, que é fundamental para que ocorra fotossíntese (produção de alimento pelos organismos autótrofos), também influenciam na temperatura, que é uma condição ecológica decisiva para a vida na superfície terrestre. A temperatura influencia outros fatores climáticos tais como ventos, umidade relativa do ar e pluviosidade. No caso do manguezal, a variação das marés é um fator que afeta bastante a vida dos organismos que existem ali. Na alta da maré os terrenos ficam alagados e com a maré mais baixa ficam expostos. As plantas que vivem aí tem as raízes adaptadas para se fixar bem ao terreno lamacento, são as raízes escoras que ficam expostas na maré baixa. Fatores químicos Alguns elementos químicos, como os sais minerais são nutrientes importantes e essenciais para garantir a sobrevivência dos organismos. Os fosfatos, por exemplo, são importantes para a formação dos ácidos nucleicos, o magnésio participa da clorofila. Os ciclos biogeoquímicos, do nitrogênio, do oxigênio, do carbono contribuem com a ciclagem dos nutrientes e o fluxo de energia para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas. O manguezal é um ecossistema formado em locais onde há mistura de água doce com água salgada. A concentração dos sais varia nesses ambiente e é outro fator abiótico que influencia a vida da comunidade biótica. 21 A reciclagem é o processo de reaproveitamento do lixo descartado, dando origem a um novo produto ou a uma nova matéria- prima com o objetivo de diminuir a produção de rejeitos e o seu acúmulo na natureza, reduzindo o impacto ambiental. Pratica-se, então, um conjunto de técnicas e procedimentos que vão desde a separação do lixo por material até a sua transformação final em outro produto. Apesar de não ser a única medida a ser realizada para a diminuição do lixo produzido pela sociedade, a reciclagem possui um importante papel, uma vez que, além de reduzir a quantidade de rejeitos, também diminui a procura por novas matérias-primas. Dessa forma, quanto mais se recicla, mais se reaproveita e, consequentemente, menor é a necessidade de extrair novos materiais da natureza. Soma-se aos benefícios da redução do lixo e desoneração dos recursos naturais o fato de o processo de reciclagem ajudar a movimentar a economia, pois empresas especializadas nesse processo passam a atuar, gerando, inclusive, mais emprego e renda. Um exemplo também é a formação de cooperativas de reciclagem, como a dos catadores de papel, que, embora trabalhem quase sempre em regime informal de trabalho, conseguem adquirir uma renda para sustentar suas famílias. Há alguns casos em que a reciclagem também reduz o consumo de energia. O exemplo mais clássico nesse sentido é o alumínio, um material quase que totalmente reciclável, pois a sua produção a partir da bauxita (recurso mineral não renovável extraído do solo) demanda o consumo de uma grande quantidade de energia elétrica em uma indústria de base. Dessa forma, em alguns casos, é mais vantajoso economicamente o reaproveitamento das latas e outros produtos de alumínio do que a produção de novos materiais. O primeiro passo para a realização do processo de reciclagem é a coleta seletiva, ou seja, a separação do lixo por material, com o seu 22 LIXO E RECICLAGEM cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares posterior destino para o reaproveitamento. Geralmente, divide-se primeiramente o material reciclável do não reciclável e, em seguida, separa-se o que é reciclável em metais, plástico, papel e vidro. Fonte: https://cincoerres.wordpress.com/2010/05/06/decomposicao-do-lixo-na-natureza/ Embora a reciclagem, como vimos, seja muito importante, ela apresenta algumas limitações. A primeira delas é a de que, mesmo que exista uma grande eficiência na sociedade para a realização desse processo, ele não será o suficiente para diminuir em níveis aceitáveis a produção de lixo. Esse problema eleva-se quando o consumismo é desenfreado e a consequente geração de rejeitos é acentuada, sendo impossível para a reciclagem absorver tudo isso. O mais importante, na verdade, é adotar a política dos 3Rs ou, até mesmo, a política dos 5Rs, que envolve repensar, reduzir, recusar, reutilizar e reciclar. Outra das limitações da reciclagem envolve os problemas ambientais por ela gerados, isto é, os danos causados pela má utilização das técnicas e procedimentos envolvidos. Na reciclagem do papel, por exemplo, gera-se um lodo ou lama proveniente de vários produtos químicos que nem sempre é descartado da forma correta. Por todos esses motivos, devemos sempre incentivar a reciclagem, mas também precisamos entender que ela, sozinha, não resolverá os problemas da sociedade e os impactos gerados sobre o meio ambiente. 23 Portanto, reduzir o consumo, optar por materiais mais duráveis e reaproveitar ao máximo um determinado produto antes de descartá- lo são medidas que podem ajudar a melhorar a qualidade de vida das pessoas e também a conservação da natureza. acesse o blog e saiba mais sobre os vestibulinhos - dicas e sacadas - - notícias sobre as inscrições - - novos materiais de estudo - - entrevistas com ex-alunos - - provas anteriores - guiadovestibulinho.com.br A biosfera é um dos níveis de organização estudados em Ecologia e é o local onde a vida é possível Ao estudar Biologia, percebemos que existem diferentes níveis de organização biológica. Esses níveis ajudam-nos a compreender melhor os sistemas biológicos. São eles: Átomos - Moléculas - Células - Tecido - Órgão - Sistema - Organismo - População - Comunidade - Ecossistema - Biosfera Em Ecologia, o estudo baseia-se, em geral, nesses últimos quatro níveis, os quais serão explicados a seguir. População Dá-se o nome de população ao conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que vive em uma determinada área, em um determinado período de tempo. A ênfase na área e no período de tempo é essencial para entender que organismos de uma mesma espécie, que vivem em locais distantes, não constituem uma população. Como exemplo de população, podemos citar um grupo de elefantes que vive em uma área da Savana africana. Comunidade Chamamos de comunidade o conjunto de várias populações que vive em uma determinada área, em um determinado período de tempo. Nesse caso, observamos quea comunidade é formada por uma variada quantidade de organismos, diferentemente da população. Assim como no conceito de população, devemos ter em mente que todas as populações devem estar em uma mesma área, no mesmo período. Como exemplo de comunidade, podemos citar as populações de elefantes, zebras, gnus e leões que vivem em uma área da Savana africana. 25 NÍVEIS EM ECOLOGIA cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Ecossistema O ecossistema, por sua vez, é um nível hierárquico que engloba a comunidade e considera, além desses organismos, o ambiente físico onde os seres vivos estão. Sendo assim, no ecossistema, consideramos tanto fatores bióticos quanto abióticos. Como exemplo, podemos citar a Savana africana, com todos seus fatores abióticos (água , solo e luminosidade) e a comunidade ali existente. Biosfera Por fim, temos a biosfera, a qual é definida como a região do planeta onde encontramos os seres vivos. De uma maneira simplificada, podemos dizer que a biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas existentes na Terra e é considerada por alguns o maior ecossistema existente. 26 O estudo da causa do movimento dos corpos é algo que tem fascinado e aguçado a curiosidade de muitos desde os tempos de Aristóteles. Aristóteles viveu por volta do século IV a.C e, com base em seus estudos acerca da natureza do movimento dos corpos, concluiu que um corpo só se movimenta se uma força estiver sendo aplicada sobre ele. Sendo assim, segundo a proposição aristotélica, para empurrar um caixote de madeira de um lugar a outro, o movimento prevalece somente se uma força estiver atuando diretamente no caixote, ou seja, enquanto ele estiver sendo empurrado. Outros cientistas também procuraram estabelecer leis físicas que descrevessem os movimentos dos corpos, como Galileu Galilei e Isaac Newton. A explicação de Galileu para a Inércia As interpretações sobre os movimentos feitas por Aristóteles perduraram até o Renascimento(século XVII), quando Galileu, por meio de um método baseado em experimentação, propôs ideias que revolucionaram o que se pensava até então sobre a causa do movimento dos corpos. PRIMEIRA LEI DE NEWTON cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares está com dúvida? fala comigo! estamos juntos nessa jornada, pode falar comigo sempre que precisar: https://m.me/guiadovestibulinho Realizando uma série de experiências, Galileu observou que, quando um caixote sobre o solo é empurrado, além da força para deslocar o caixote de uma posição para outra, existem outras forças atuantes, mas estas se opõem ao movimento do corpo. Essas forças contrárias ao movimento ocorrem em razão da resistência encontrada pelo corpo em contato com o ar que o circunda e do atrito com o solo. Logo, a partir de experimentações e reflexões sobre o que vinha sendo seu objeto de estudo, Galileu chegou à conclusão de que, se não houvesse forças contrárias ao movimento do caixote (se fosse possível eliminar a força de resistência do ar e a força de atrito com o solo), ele não cessaria o movimento, ou seja, continuaria infinitamente em movimento retilíneo e com velocidade constante após o início do movimento. Esse fato opunha-se ao que pensava Aristóteles, que dizia que, quando não existisse força aplicada no objeto, consequentemente, a sua tendência seria voltar para o estado de repouso. A propriedade de permanecer em repouso quando em repouso e em movimento quando se movendo é conhecida como inércia. Inércia: a primeira lei de Newton Também no século XVII, após estabelecido o conceito de inércia por Galileu, Newton, em seu livro Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, formulou as leis básicas da mecânica, que hoje levam seu nome e são conhecidas como as Leis de Newton. Essas leis, também conhecidas como as leis dos movimentos, relacionam movimento e força. Concordando com as ideias de Galileu, de que um corpo pode estar em movimento mesmo que nenhuma força atue sobre ele, Newton tomou-as como base para o enunciado de sua primeira lei, conhecida como Lei da Inércia. Lei da Inércia: tendência que os corpos possuem em permanecer em seu estado natural de repouso ou em movimento retilíneo e uniforme. Para exemplificar, imaginem a seguinte situação: quando uma família viaja em um automóvel em movimento retilíneo e uniforme em relação à Terra 28 e, por algum motivo, o motorista freia bruscamente, todos que estão no carro são atirados para frente em relação ao carro. Isso ocorre em virtude da inércia, isto é, da tendência que todos têm de manter a velocidade constante em que o carro vinha trafegando em relação à Terra. Em resumo, na ausência de forças: Um corpo ou objeto parado, em razão de sua inércia, tende a permanecer em repouso; Uma vez iniciado o movimento, a tendência do corpo é permanecer em movimento retilíneo e uniforme. 29 De acordo com a Segunda Lei de Newton: A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida. Essa relação pode ser descrita com a equação: Fr = m . a sendo: Fr – Força resultante; m – massa; a – aceleração. De acordo com essa Lei, para que se mude o estado de movimento de um objeto, é necessário exercer uma força sobre ele que dependerá da massa que ele possui. A aceleração, que é definida como a variação da velocidade pelo tempo, terá o mesmo sentido da força aplicada, conforme mostra a figura abaixo: Ao aplicar uma força sobre um objeto, imprimimos sobre ele uma aceleração que será dependente de sua massa. 30 SEGUNDA LEI DE NEWTON cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Podemos ver a partir da figura que, ao aplicar uma força de 2N sobre um objeto, ele adquirirá uma aceleração maior quando a massa for 0,5 kg e uma aceleração menor quando a massa for 4 kg. Isso significa que, quanto maior a massa de um corpo, maior deve ser a força aplicada para que se altere seu estado de movimento. Sendo a inércia definida como a resistência de um corpo para alterar seu estado de movimento, podemos dizer que a Segunda lei de Newton também define a massa como a medida da inércia de um corpo. A força é uma grandeza vetorial, pois é caracterizada por módulo, direção e sentido. A unidade no Sistema Internacional para força é o Newton (N), que representa kg m/s2. A Segunda Lei de Newton também é chamada de Princípio Fundamental da Dinâmica, uma vez que é a partir dela que se define a força como uma grandeza necessária para se vencer a inércia de um corpo. Força Peso A partir da Segunda Lei de Newton, também chegamos à outra importante definição na Física: o Peso. A Força Peso corresponde à atração exercida por um planeta sobre um corpo em sua superfície. Ela é calculada com a equação: P = m . g *g é a aceleração da gravidade local. Apesar de a massa de um corpo ser fixa, não é o que ocorre com o peso. Veja um exemplo: Um corpo de massa 20 kg no planeta Terra, onde a aceleração da gravidade é 9,8 m/s2, possui o seguinte peso: P = 20. 9,8 P = 196 N 31 O mesmo corpo em Marte, onde g = 3,711 m/s2, possui o peso: P = 20.3,711 P = 74,22 N Vemos que o peso no planeta Marte é bem menor que na Terra, pois a gravidade em Marte é menor. Isso ocorre porque a gravidade de um determinado local depende da massa do corpo. Como a massa de Marte é menor que a da Terra, ele também terá gravidade menor. 32 A Terceira leide Newton descreve o resultado da interação entre duas forças. Ela pode ser enunciada da seguinte maneira: Para toda ação (força) sobre um objeto, em resposta à interação com outro objeto, existirá uma reação (força) de mesmo valor e direção, mas com sentido oposto. A partir desse enunciado, podemos entender que as forças sempre atuam em pares. Nunca existirá ação sem reação, de modo que a resultante entre essas forças não pode ser nula, pois elas atuam em corpos diferentes. Imagine a situação em que alguém leva uma bolada no rosto. A ação seria a força feita pela bola sobre o rosto da pessoa, e a reação seria a força feita pelo rosto sobre a bola. Mesmo que a aplicação da força de reação seja involuntária, ela sempre acontece. As duas forças possuem exatamente o mesmo valor, mas são aplicadas em sentidos opostos. Na imagem abaixo, FBR é a força da bola sobre o rosto, e FRB é a força do rosto sobre a bola. 33 TERCEIRA LEI DE NEWTON cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares O caso do lançamento de foguetes Outro exemplo de aplicação da terceira lei de Newton é o caso do lançamento de foguetes. No momento em que ocorre a queima dos combustíveis na base do foguete, uma enorme quantidade de energia é liberada. Assim sendo, uma enorme força é feita contra o chão e, em reação a essa força aplicada ao chão, o foguete é impulsionado para cima. O Peso e a Normal Ao colocar um corpo sobre uma superfície, a força peso força a superfície de modo que ela responde com uma força vertical e para cima a fim de suportar o peso do objeto. O nome dessa força é Normal. 34 A Astronomia é estudada há milhares de anos, por isso é uma das mais antigas ciências. Povos como os maias e os astecas por exemplo tiveram grande destaque no estudo da astronomia. Considerada uma ciência natural, a astronomia estuda os diversos fenômenos que acontecem no espaço, assim como corpos celestes que lá existem, como os planetas, cometas, estrelas, entre outros. Universo Sem sobra de dúvidas é um dos locais mais misteriosos e desconhecido para o ser humano, uma vez que nosso conhecimento ainda é muito pequeno sobre ele, por isso ainda é muito difícil encontrar uma definição para o universo, visto que muitos pesquisadores e cientistas acreditam que ele seja infinito e sem limites, já outros, inclusive Einstein, dizia que o Universo seria finito, porém sem uma fronteira definida. O que se tem certeza a respeito do espaço, é que nele estão localizados todos os astros. Astros luminosos e iluminados Como o universo é a “casa” dos astros, estes são divididos em dois tipos: – Astros luminosos: São os que possuem luz própria, as estrelas são exemplos de astros luminosos, o Sol sendo uma estrela é um Astro luminoso; – Astros iluminados: Ao contrário dos luminosos, os astros iluminados não possuem luz, própria, como por exemplos os planetas, e satélites naturais como a lua. Cometa é um astro luminoso ou iluminado? Essa é uma dúvida que muitas pessoas possuem quando estão estudando o assunto, uma vez que quando observamos a passagem de algum cometa próximo a Terra, vemos a sua calda brilhante. 35 NOÇÕES DE ASTRONOMIA cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Os cometas são astro iluminados, pois não possuem luz própria, e brilho que vemos quando algum passa próximo ao nosso planeta na verdade são partículas sólidas que acabam se desprendendo e refletem a luz solar. Já a sua calda, é formada pelo derretimento e vaporização do gelo existente em seu corpo. Galáxias De forma bastante resumida as galáxias são agrupamentos de astros (estrelas, planetas, etc), além de gás e poeira. Elas são categorizadas em galáxias elípticas, galáxias espirais e irregulares, recebem essa classificação devido a sua forma, as elípticas tem a forma de uma elipse, as aspirais possuem forma de disco, enquanto as irregulares não possuem nenhum desses dois formatos. A galáxia onde o planeta Terra e todo o sistema solar esta é a Via-Láctea, ela é um tipo de galáxia espiral. Nebulosas São formadas pela concentração de poeira, plasma e hidrogênio, são categorizadas em nebulosas de emissão(são compostas por gases com alta temperatura), reflexão(compostas por nuvens de poeira que simplesmente refletem a luz das estrelas), escura(compostas de gases e poeira, refletem muito pouca luz) e planetária(são chamadas assim por serem semelhantes a um planeta). Estrelas Como já comentado anteriormente, as estrelas são astro luminosos que possuem luz própria, são gasosos e possui alta temperatura, sendo que a sua energia vem através da fusão nuclear de átomos de hidrogênio. Classificação estelar: As estrelas são classificadas pelo seu tamanho, brilho e cor. Sendo o que o brilho é um dos critérios mais adotados para classificação estelar, no qual as estrelas são classificadas através de sua grandeza, que pode variar de 1° até 21 ° grandeza. 36 O Sol por exemplo é uma estrela de 5° grandeza, e é só mais uma estrela como as outras que vemos à noite, existindo, portanto, estrelas menores e maiores também. As figuras a seguir dão uma ideia dos tamanhos de algumas estrelas, incluindo o Sol. A maioria dessas estrelas podem ser observadas no céu a olho nu. Sistema Solar O Sistema Solar é constituído pelo Sol e pelo conjunto dos corpos celestes localizados no mesmo campo gravitacional. Fazem parte do Sistema Solar os planetas, planetas anões, asteroides, cometas e os meteoroides (meteoritos). Existem inúmeras teorias que tentam explicar como o Sistema Solar foi formado, entretanto a mais aceita é a da Teoria Nebular ou Hipótese Nebular onde diz que a formação do sistema se deu através de uma grande nuvem formada por gases e poeira cósmica que em algum momento começou a se contrair acumulando matéria e energia dando assim origem ao Sol. Os planetas realizam sua órbita em torno do sol de forma elíptica cada qual com suas próprias características como, por exemplo, massa, tamanho, gravidade e densidade. Os planetas que estão mais próximos do sol possuem composição sólida enquanto os planetas menos próximos possuem composição gasosa. 37 Entre os outros corpos celestes, os asteroides são menores que os planetas e são compostos por minerais não-voláteis. Os cometas são compostos por gelos voláteis que se estendem pelo núcleo, cabeleira e cauda. Meteoroides são compostos por minúsculas partículas que ao chegar ao solo, caso isso ocorra, recebe o nome de meteorito. Planetas do Sistema Solar Oito planetas orbitam em torno do Sol: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Podemos classificar os planetas como sólidos ou gasosos, ou, mais especificamente, de acordo com suas características físico-químicas, como os planetas mais próximos do Sol sendo sólidos e densos, mas de insignificante massa; e os planetas mais distantes sendo gasosos massivos de baixa densidade. Desde a sua descoberta em 1930 até 2006 Plutão foi considerado como o nono planeta do Sistema Solar. Porém em 2006, a União Astronômica Internacional criou a classificação de planeta anão. Atualmente, o Sistema Solar possui cinco planetas anões: Plutão, Eris, Haumea, Makemake, e Ceres. Todos estão depois de Netuno, com exceção de Ceres, localizado no cinturão de asteroides, entre Marte e Júpiter. As massas de todos estes objetos constituem em conjunto apenas uma pequena porção da massa total do Sistema Solar (0,14%), com o Sol concentrando a maior parte da massa total do Sistema Solar (99,86%).O espaço entre corpos celestes dentro do Sistema Solar não é vazio, sendo preenchido por plasma proveniente do vento solar, bem como poeira, gás e partículas elementares, que constituem o meio interplanetário. 38 O método científico pode ser definido como um conjunto de procedimentos por meio dos quais um cientista consegue propor um conjunto de explicações para fenômenos, constituição e formação de materiais etc. De forma geral, o método científico pode apresentar as seguintes etapas: 1º - Observação É a etapa em que o pesquisador observa uma determinada matéria ou fenômeno. 2º - Elaboração do problema (fase do questionamento) Nessa etapa, o cientista ou pesquisador elabora perguntas sobre o fenômeno ou material analisado, tais como: - Por que esse fenômeno ocorre? - Como esse fenômeno ocorre? - Quais são os fatores que originaram esse fenômeno? - Qual é a composição do material? - Que substâncias formam esse material? - Qual é a importância desse material? 3º - Hipóteses É a etapa em que o pesquisador responde às perguntas feitas na etapa anterior. Essas respostas podem ser pautadas em seu conhecimento prévio sobre materiais ou fenômenos semelhantes. A elaboração das hipóteses deve ser feita com muita cautela porque é por meio delas que a fase da experimentação será realizada, ou seja, elas serão o ponto de partida da experimentação. 4º - Experimentação Nessa etapa, experimentos e pesquisas bibliográficas são realizados com base nas hipóteses levantadas. O objetivo é encontrar a resposta para cada um dos questionamentos que foram elaborados.39 MÉTODO CIENTÍFICO cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Cada cientista desenvolve essa etapa de acordo com os conhecimentos que possui e as práticas que são necessárias para o esclarecimento de cada hipótese. 5º - Análise dos resultados Após a fase da experimentação, o pesquisador analisa cada um dos resultados para verificar se eles são suficientes para explicar cada um dos problemas levantados e também se estão de acordo com as hipóteses. Caso os resultados não sejam satisfatórios, novas hipóteses podem ser levantadas para que novas experimentações ocorram. Se os resultados da experimentação forem satisfatórios, o cientista parte para a etapa da conclusão. 6º - Conclusão A conclusão é a etapa em que o cientista verifica se os experimentos e pesquisas realizados respondem aos questionamentos levantados e permitem que ele faça afirmações acerca dos fenômenos ou materiais analisados. Todas as afirmações realizadas após a utilização do método científico são chamadas de teorias. Quando diferentes hipóteses e experimentações são realizadas e o resultado é sempre o mesmo, passamos a ter uma lei. Finalizando: O método científico não necessariamente deve apresentar as etapas descritas anteriormente. Um cientista possui toda liberdade de lidar com o método científico da forma que lhe convém 40 A matéria é composta por pequenas partículas e, de acordo com o maior ou menor grau de agregação entre elas, pode ser encontrada em três estados: sólido, líquido e gasoso. O volume, a densidade e a forma de um composto podem variar com a temperatura, sendo assim, os compostos apresentam características de acordo com o estado físico em que se encontram, veja as características de cada um: Estado Sólido: as moléculas da matéria se encontram muito próximas, sendo assim possuem forma fixa, volume fixo e não sofrem compressão. Por exemplo: em um cubo de gelo as moléculas estão muito próximas e não se deslocam. Estado Líquido: as moléculas estão mais afastadas do que no estado sólido e os elementos que se encontram nesse estado possuem forma variada, mas volume constante. Além dessas características, possui facilidade de escoamento e adquirem a forma do recipiente que os contém. Estado Gasoso: a movimentação das moléculas nesse estado é bem maior que no estado líquido ou sólido. Se variarmos a pressão exercida sobre um gás podemos aumentar ou diminuir o volume dele, sendo assim, pode-se dizer que sofre compressão e expansão facilmente. Os elementos gasosos tomam a forma do recipiente que os contém. Mudanças de estado físico Assim, quando uma substância muda de estado físico sofre alterações nas suas características microscópicas (arranjo das partículas) e macroscópicas (volume, forma), porém a composição continua a mesma. 41 ESTADOS FÍSICOS cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares A pressão e a temperatura, que são as variáveis de estado, influenciam no estado físico em que uma substância se encontra e ao receber ou perder certa quantidade de calor ela pode sofrer uma mudança/transição desse estado. A figura mostra o nome que se dá às transições de fase: Fusão: passagem da fase sólida para a líquida. Exemplo: o gelo derretendo e se transformando em água líquida. Vaporização: passagem da fase líquida para a gasosa. Exemplo: a água fervendo e se transformando em vapor de água, como a vaporização dos rios, lagos e mares. Solidificação: passagem da fase líquida para a sólida. Exemplo: água líquida colocada no congelador para formar gelo. Condensação: passagem da fase gasosa para a líquida. Exemplo: o vapor da água se transformando em gotículas de água quando sua temperatura fica abaixo de 100 ºC. Sublimação: passagem que se dá de forma direta, da fase sólida para a gasosa ou da fase gasosa para a sólida; como acontece com a naftalina, por exemplo. Observação: a condensação também pode ser chamada de liquefação. Como dito acima, tanto a pressão quanto a temperatura influenciam no estado físico que se encontra determinada substância. A água, por exemplo, em condições normais de pressão, 1 atm, está na fase sólida a temperaturas abaixo de 0 ºC; na fase líquida em temperaturas entre 0 ºC e 100 ºC e no estado gasoso para temperaturas acima de 100 ºC.42 A densidade é uma propriedade específica de cada material que serve para identificar uma substância. Essa grandeza pode ser enunciada da seguinte forma: A densidade (ou massa específica) é a relação entre a massa (m) e o volume (v) de determinado material (sólido, líquido ou gasoso). Matematicamente, a expressão usada para calcular a densidade é dada por: Unidades de medida para a densidade A unidade de medida da densidade, no Sistema Internacional de Unidades, é o quilograma por metro cúbico (kg/m3), embora as unidades mais utilizadas sejam o grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou o grama por mililitro (g/mL). Para gases, ela costuma ser expressa em gramas por litro (g/L). Interpretação da expressão matemática da densidade Conforme se observa na expressão matemática da densidade, ela é inversamente proporcional ao volume. Isso significa que, quanto menor o volume ocupado por determinada massa, maior será a densidade. Para entendermos como isso ocorreu na prática, pense, por exemplo, na seguinte questão: o que pesa mais, 1 kg de chumbo ou 1 kg de algodão? 43 PESO E DENSIDADE cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Na realidade, eles possuem a mesma massa, ou seja, o “peso” deles é o mesmo. A diferença entre 1 kg de chumbo e 1 kg de algodão consiste na densidade, pois 1 kg de chumbo concentra-se em um volume muito menor que 1 kg de algodão. A densidade do algodão é pequena porque sua massa espalha-se em um grande volume. Desse modo, vemos que a densidade de cada material depende do volume porele ocupado. E o volume é uma grandeza física que varia com a temperatura e a pressão. Isso significa que, consequentemente, a densidade também dependerá da temperatura e da pressão do material. Um exemplo que nos mostra isso é a água. Quando a água está sob a temperatura de aproximadamente 4ºC e sob pressão ao nível do mar, que é igual a 1,0 atm, a sua densidade é igual a 1,0 g/cm3. No entanto, no estado sólido, isto é, em temperaturas abaixo de 0ºC, ao nível do mar, a sua densidade mudará – ela diminuirá para 0,92 g/cm3. Note que a densidade da água no estado sólido é menor que no estado líquido. Isso explica o fato de o gelo flutuar na água, pois outra consequência importante da densidade dos materiais é que o material mais denso afunda e o menos denso flutua. Para compararmos essa questão, veja a figura abaixo, na qual temos um copo com água e gelo e outro copo com uma bebida alcoólica e gelo: Observe que o gelo flutua quando colocado na água e afunda quando colocado em bebidas alcoólicas. A densidade é a grandeza que explica 44 esse fato. Conforme já dito, a densidade do gelo (0,92 g/cm3) é menor que a da água (1,0 g/cm3); já a densidade do álcool é de 0,79 g/cm3, o que significa que é menor que a densidade do gelo, por isso, o gelo afunda. Densidades de alguns materiais A seguir temos as densidades de algumas substâncias do nosso cotidiano: Leite integral...........................1,03 g/cm3 Alumínio ................................ 2,70 g/cm3 Diamante .................................3,5 g/cm3 Chumbo...................................11,3 g/cm3 Mercúrio .................................13,6 g/cm3 45 Temperatura e calor são conceitos fundamentais da Termologia, que é a área da Física que estuda os fenômenos associados ao calor, como a temperatura, dilatação, propagação de calor, comportamento dos gases, entre outros. Muitas vezes, esses dois conceitos são utilizados como sinônimos, porém, apesar de estarem associados, são aspectos distintos. Temperatura A temperatura é uma grandeza física utilizada para medir o grau de agitação ou a energia cinética das moléculas de uma determinada quantidade de matéria. Quanto mais agitadas essas moléculas estiverem, maior será sua temperatura. O aparelho utilizado para fazer medidas de temperatura é o termômetro, que pode ser encontrado em três escalas: Celsius, Kelvin e Fahrenheit. A menor temperatura a que os corpos podem chegar é chamada de Zero Absoluto, que corresponde a um ponto em que a agitação molecular é zero, ou seja, as moléculas ficam completamente em repouso. Essa temperatura foi definida no século XIX pelo cientista inglês Willian Thompson, mais conhecido como Lord Kelvin. O zero absoluto tem os seguintes valores: 0K – escala Kelvin e -273,15 ºC – na escala Celsius. Calor O calor, que também pode ser chamado de energia térmica, corresponde à energia em trânsito que se transfere de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura. Essa transferência ocorre sempre do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até que atinjam o equilíbrio térmico. É muito comum ouvirmos algumas expressões cotidianas associando calor a altas temperaturas. Em um dia quente, por exemplo, usa-se a 46 TEMPERATURA E CALOR cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares expressão “Hoje está calor!”. Porém, corpos com baixas temperaturas também possuem calor, só que em menor quantidade. Isso quer dizer apenas que a agitação das moléculas é menor em corpos “frios”. A unidade de medida mais utilizada para o calor é a caloria (cal), mas a sua unidade no Sistema Internacional é o Joule (J). A caloria é definida como a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1g de água em 1ºC. A relação entre a caloria e o Joule é dada por: 1 cal = 4,186 J 47 Matéria é tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e possui massa. Porém, cada matéria pode apresentar uma ou mais características (propriedades da matéria) que são diferentes de outra matéria, como também pode apresentar características semelhantes. Quando misturamos óleo na água, ambos no estado líquido, percebemos rapidamente que um não se dissolve no outro e posiciona-se de forma diferente no recipiente. Essa simples mistura é suficiente para visualizarmos diversas propriedades da matéria, como a solubilidade (por não se dissolverem) e a densidade (por se posicionarem de forma diferente). De uma forma geral, as propriedades da matéria estão divididas em dois grupos, as gerais e as específicas, todas exploradas a seguir: Propriedades gerais da matéria São as características que toda matéria apresenta, independentemente do seu estado físico (sólido, líquido ou gasoso). Inércia Uma matéria sempre apresenta a tendência de manter o seu estado, seja de repouso, seja de movimento, a não ser que uma força externa 48 PROPRIEDADES DA MATÉRIA cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares influencie. Massa Fisicamente, massa é uma grandeza que indica a medida da inércia ou da resistência de um corpo de ter seu movimento acelerado. Porém, podemos, de uma forma geral, associar a massa à quantidade de partículas existentes em uma matéria. Volume É o espaço que uma matéria ocupa independentemente do seu estado físico. Impenetrabilidade Duas matérias não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Para enchermos uma garrafa com água, por exemplo, o ar tem que sair dela. Compressibilidade É a característica que a matéria apresenta de diminuir o espaço que estava ocupando quando submetida a uma força externa. Isso pode ser visto quando tampamos a ponta de uma seringa e empurramos o gás em seu interior com o êmbolo. Elasticidade É a característica que uma matéria tem de voltar à sua forma original quando uma força externa a estica ou comprime. Divisibilidade É a capacidade que a matéria possui de ser dividida inúmeras vezes sem deixar de ser o que ela é, isto é, não há modificação de sua composição química. Propriedades específicas da matéria São características próprias de cada matéria, ou seja, se uma matéria apresenta, não quer dizer que outra também apresentará a mesma característica. 49 Propriedades químicas É a característica que uma matéria apresenta de se transformar em outra, em um processo denominado de fenômeno químico. Muitas vezes um fenômeno químico só ocorre quando a matéria é submetida a determinadas condições (temperatura, catalisadores, eletrólise etc.). Uma matéria só se transforma em outra quando apresentam uma característica química em comum, principalmente átomos de elementos químicos em comum. Se queremos produzir iogurte, é preciso utilizar leite, e não suco de uva, por exemplo. Outro exemplo clássico de fenômeno químico é a formação da água. Nesse processo, submetemos os gases oxigênio (O2) e hidrogênio (H2) a altas pressões e temperaturas, sendo o resultado a produção de uma substância completamente diferente, a água. Isso não é possível quando reagimos os gases cloro (Cl2) e hidrogênio (H2). Nesse caso, o resultado é a formação de ácido clorídrico (Hcl). Propriedades físicas São características da matéria determinadas de forma experimental. Solubilidade (S) É a característica que uma determinada matéria apresenta de dissolver outra. A água, por exemplo, tem a capacidade de dissolver o cloreto de sódio (sal de cozinha). Vale ressaltar que a quantidade de soluto, solvente e a temperatura são fatores que influenciam a solubilidade. Um exemploda influência da temperatura, quantidade de soluto e solvente está descrito na tabela a seguir: Na tabela, podemos observar que, se tivermos 100 mL de água, a 10oC, dissolveremos 190,5 g de sacarose. Agora, se essa mesma quantidade de 50 água estiver a 50 oC, a quantidade de sacarose que poderá ser dissolvida é de 260,4 g. Densidade (d) É a relação entre a massa (m) da matéria e o espaço (volume) que ela ocupa. Ela é calculada por meio da seguinte expressão: d = m V Ponto de fusão (PF) É a temperatura que indica quando uma matéria deixa de ser sólida e passa a ser totalmente líquida. O ferro, por exemplo, deixa de ser sólido e passa a ser líquido a 1535 oC. Ponto de ebulição (PE) É a temperatura que indica quando uma matéria deixa de ser líquida e passa a ser totalmente gasosa. O metal mercúrio, por exemplo, deixa de ser líquido e passa a ser gasoso a 356,9 oC. Tenacidade É a capacidade que uma matéria tem de resistir ao impacto com outra matéria. Quando uma pedra é arremessada no vidro, este se quebra, ou seja, a pedra é mais tenaz que o vidro. Dureza É a capacidade que uma matéria apresenta de riscar outra. Um exemplo é quando uma pedra arranha o vidro de uma janela, ou seja, a pedra é mais dura que o vidro. Propriedades organolépticas É a característica que a matéria apresenta de estimular pelo menos um dos cinco sentidos. Veja alguns exemplos: Paladar: quando ingerimos cloreto de sódio, sentimos o sabor salgado; Audição: o som produzido pelo bife sendo frito em uma panela;51 Tato: quando passamos uma toalha no rosto e sentimos que ela é áspera; Visão: luz percebida a partir da explosão de fogos de artifício; Olfato: o aroma liberado quando descascamos uma mexerica. 52 Antes de iniciarmos o estudo sobre pressão, faça a seguinte experiência: Pressione com o dedo a ponta de seu lápis e depois faça do mesmo modo, mesma força, com a extremidade não apontada. Você vai perceber que sentirá uma dorzinha ao pressionar a extremidade apontada. Mas porque só sentimos dor quando pressionamos a extremidade apontada se a força aplicada nas duas extremidades foi de mesma intensidade? Para respondermos a esse questionamento devemos ter conhecimento de um conceito físico denominado pressão, o qual relaciona a força e a área em que essa força foi aplicada. Define-se pressão (p) como sendo a razão entre a intensidade da força (F), aplicada perpendicularmente a uma superfície, e a área (A) dessa superfície: A unidade de pressão no Sistema Internacional de Unidades, como podemos observar se substituirmos as unidades de força (N) e área (m2) na definição de pressão, é o newton por metro quadrado (N/m2), também conhecida como pascal (Pa). Logo: 1 N/m2 = 1 pascal = 1 pa Desse modo, é fácil constatar que sentimos dor ao pressionar a extremidade do lápis apontada porque a pressão é maior sobre uma superfície de área menor. Outra unidade de pressão comumente usada é a pressão atmosférica (atm). Pressão atmosférica é a pressão que a atmosfera exerce sobre a superfície da Terra. Essa pressão se deve ao fato de a atmosfera ser composta por uma mistura de gases, sendo a maior parte formada pelos 53 PRESSÃO ATOMOSFÉRICA cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares gases oxigênio e nitrogênio. Esses gases formam o ar que sofre a ação do campo gravitacional terrestre e assim exerce pressão em todos os corpos na superfície da Terra. Normalmente não se sente a pressão atmosférica porque ela se aplica igualmente em todos os pontos do corpo, porém, seu valor varia de acordo com as condições do tempo e a altitude. A pressão atmosférica normal ao nível do mar é: p = 1 atm = 1,013 x 105 pa Outra unidade usual é o milímetro de mercúrio (mmHg), que é a pressão que uma coluna de mercúrio de 1 mm de altura exerce sobre uma superfície onde a gravidade g = 9,8 m/s2 e temperatura 00 C. A relação entre mmHg e atm é a seguinte: 1 atm = 760 mmHg Um dos primeiros a verificar a pressão exercida pela atmosfera na superfície terrestre foi Torriceli, através de um experimento onde ele utilizou um tubo com aproximadamente um metro de comprimento cheio de mercúrio, dessa experiência que se originou a unidade mmHg. 54 Fenômeno é o nome dado a toda e qualquer transformaçãoque a matéria (tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e possui massa) pode sofrer, independentemente se a sua composição foi ou não alterada. Quando pegamos uma folha de papel e simplesmente a rasgamos, modificamos seu formato e tamanho, mas ainda temos o papel. Porém, se essa folha for queimada, teremos modificação na sua composição. O exemplo do papel representa os dois tipos de fenômenos que a matéria pode sofrer. Vamos entendê-los melhor! Fenômenos físicos São alterações sofridas pela matéria que não provocam nenhuma modificação na sua composição (substâncias que formam o material), ou seja, antes, durante e após a ocorrência de um fenômeno físico, as substâncias que constituem a matéria serão exatamente as mesmas. Exemplos de fenômenos físicos Produção do suco de tomate Produção da gasolina a partir do petróleo Condução da corrente elétrica em um fio de cobre Decomposição da luz solar em um prisma Precipitação da chuva Dissolução do chocolate em pó no leite Sublimação do gelo seco Sinais que caracterizam um fenômeno físico Mudança de estado físico Mudança no formato ou no tamanho Solubilidade (quando uma matéria se dissolve em outra) Condução de calor ou eletricidade 55 FENÔMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Fenômenos químicos São alterações sofridas pela matéria que provocam modificação na sua composição, ou seja, as substâncias que formam a matéria antes da ocorrência de um fenômeno químico são diferentes das substâncias que compõem a matéria após o fenômeno. Exemplos de fenômenos químicos Produção de etanol a partir da cana-de-açúcar Produção de vinho a partir do suco de uva Transformação do vinho em vinagre Apodrecimento de frutas Amadurecimento de frutas Cozimento de ovo Formação da ferrugem em um portão de aço Comprimido efervescente adicionado à água Sinais que identificam um fenômeno químico Mudança de cor Efervescência (desenvolvimento de bolhas em um líquido) Liberação de energia na forma de calor ou luz Formação de um sólido Produção de fumaça 56 De uma forma geral, as substâncias puras dificilmente são encontradas isoladas na natureza, sendo encontradas na forma de misturas, isto é, associadas às outras substâncias. Isso quer dizer que nós e quase tudo que está a nossa volta são exemplos de misturas das mais variadas substâncias puras. Substâncias puras Substâncias puras são materiais que possuem composição química e propriedades físicas e químicas constantes, já que não se modificam em pressão e temperatura constantes. De uma forma geral, as substâncias puras podem ser classificadas de duas formas: Substâncias simples São compostos químicos formados por átomos de um mesmo elemento químico. Por exemplo: H (Gás Hidrogênio) 2 As moléculas do Gás Hidrogênio são formadas por dois átomos do elemento químico Hidrogênio, por isso, trata-se de uma substância simples. O (Gás Ozônio) 3 As moléculas do Gás Ozônio são formadas por três átomos do elemento químico Oxigênio, por isso, trata-se de uma substância simples. Existe ainda a possibilidade de átomos de um mesmo elemento químico formarem substâncias simples completamente diferentes,os alótropos. 57 SUBSTÂNCIAS E MISTURAS cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Um exemplo de alotropia é o caso do elemento químico Oxigênio, o qual forma as substâncias gás oxigênio (O ) e gás ozônio (O ). 2 3 Substâncias compostas São compostos químicos formados por átomos de elementos químicos diferentes. Exemplos: CO (Gás Carbônico ou Dióxido de Carbono) 2 As moléculas do Gás Carbônico são formadas por um átomo do elemento carbono e dois átomos do elemento oxigênio. Como os elementos químicos são diferentes, trata-se de uma substância composta. KMnO (permanganato de potássio) 4 O íon-fórmula do permanganato de potássio é formado por um átomo do elemento potássio, um átomo do elemento manganês e quatro átomos do elemento oxigênio. Misturas Mistura é a união de duas ou mais substâncias diferentes (independentemente se são simples ou compostas). Ela apresenta características físicas (ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, tenacidade etc.) diferentes e variáveis (não fixas) em comparação com as substâncias que a compõem. A mistura de água e cloreto de sódio, por exemplo, apresenta um ponto de fusão totalmente diferente em relação aos pontos de fusão da água o o (0 C) e do cloreto de sódio (803 C) isoladamente. Misturas homogêneas As misturas homogêneas apresentam apenas uma fase (um único aspecto visual). São formadas quando um material tem a capacidade de dissolver outro. Exemplos: 58 - água e sal; - água e açúcar; - gasolina e álcool; - ar atmosférico (gás oxigênio, gás nitrogênio, gás carbônico, vapor de água etc); - álcool e água; - petróleo (gasolina, querosene, óleo lubrificante etc.); Misturas heterogêneas As misturas heterogêneas apresentam mais de uma fase (dois ou mais aspectos visuais). São formadas quando um material não dissolve outro. Exemplos: - granito; - ferro e ferrugem; - água com gelo; - água com óleo; - água e areia; - água e gasolina. 59 A natureza, os produtos que adquirimos, os materiais confeccionados pelo ser humano, ou seja, de uma forma geral nós e tudo que nos cerca é formado por misturas (associação de substâncias). Para utilizarmos uma substância qualquer é fundamental realizar a separação de misturas. Separação de misturas significa isolar um ou mais componentes (substâncias) que formam a mistura, seja ela homogênea (que apresenta apenas um aspecto visual, fase) ou heterogênea (que apresenta pelo menos dois aspectos visuais, fases). Para realizar a separação dos componentes de uma mistura é necessária a utilização de um ou mais métodos. Abaixo, temos uma relação de diversos métodos de separação de misturas, porém alguns mais utilizados em misturas homogêneas, já outros em misturas heterogêneas: OBS.: De uma forma geral a separação dos componentes de uma mistura quase sempre necessita da utilização de mais de um método. Para misturas heterogêneas Catação: método de separação utilizado para separar os componentes de uma mistura formada por sólidos de tamanhos diferentes, ou de um sólido não dissolvido no líquido, utilizando recursos como as mãos, uma pinça, um pegador, etc, para fazer a retirada de um sólido. Exemplo: separar pedras dos grãos de feijão. Levigação: método que utiliza a força da água para arrastar o componente menos denso de uma mistura formada por sólidos de diferentes densidades. Exemplo: separar o cascalho do ouro. Ventilação: método que utiliza a força do vento para arrastar o componente menos denso de uma mistura formada por sólidos de diferentes densidades. Exemplo: separar a casca do grão de amendoim.60 SEPARAÇÃO DE MISTURAS cai nas provas: ETEC, Colégio Embraer, Provas de Bolsas, SENAI, Colégios UNESP, Colégios Unicamp, Colégio USP e Militares Flotação: método no qual um líquido é adicionado a uma mistura formada por dois sólidos, os quais não se dissolvem e um deles é mais denso, enquanto o outro é mais denso que o líquido. Em seguida uma decantação é realizada. Exemplo: adicionar água em uma mistura formada por areia e isopor. Sifonação: Método no qual utilizamos mangueira, pipeta, canudo, seringa e etc, para retirar o líquido mais denso ou o menos denso de uma mistura formada por apenas líquidos. Exemplo: Separar os componentes da mistura formada por água e óleo. Filtração: método no qual um filtro de papel retem o componente sólido de uma mistura formada por um sólido e um gás, ou um sólido não dissolvido em um líquido. Exemplo: separar a areia da água. Filtração a vácuo: é um método que acelera a velocidade da realização deuma filtração. Isto ocorre porque o líquido filtrado não apresenta a resistência do ar ao cair dentro do recipiente. Exemplo: separar areia da água ou uma mistura pastosa. Decantação: Método no qual o componente menos denso da mistura (formada por um sólido não dissolvido em um líquido, ou entre dois líquidos que não se dissolvem) é posicionado encima do componente mais denso, devido a ação da gravidade. Exemplo: separar barro da água. Separação com funil de bromo: é um equipamento específico com o qual é possível separar o líquido mais denso do líquido menos denso de uma mistura formada por líquidos imiscíveis, após a realização de uma decantação dos mesmos. Exemplo: separar água e óleo. Centrifugação: é um método que acelera o fenômeno da decantação, quando a mistura é submetida a movimentos de translação em um equipamento denominado centrífuga Separação magnética: método no qual um ímã é utilizado para retirar o componente metálico presente em uma mistura formada por sólidos. Exemplo: separar a limalha de ferro da areia.61 Dissolução fracionada: método no qual um líquido é adicionado a uma mistura formada por dois sólidos com o objetivo de dissolver apenas um deles. Exemplo: adicionar água em uma mistura formada por sal e areia. Coagulação: método no qual uma substancia é adicionada a uma mistura com o intuito de se unir à componentes sólidos que estejam em suspensão em um líquido. Exemplo: adicionar sulfato de alumínio na água em uma estação de tratamento de água. Floculação: é um método que complementa a coagulação, já que nele a mistura é agitada para favorecer a ação do coagulante. Tamisação: método no qual utiliza-se um peneira para separar grãos sólidos de tamanho maior presentes em uma mistura. Peneirar a farinha de trigo. Para misturas homogêneas Fusão fracionada: método utilizado para separar os componentes de uma mistura homogênea formada apenas por sólidos que apresentam diferentes pontos de fusão. A mistura é aquecida até atingir o menor ponto de fusão. Assim, em seguida, por filtração ou peneiração, o sólido restante é separado do líquido. Exemplo: separação dos componentes do ouro 18 quilates. Solidificação fracionada: método utilizado para separar os componentes de uma mistura formada por líquidos miscíveis que apresentem diferentes pontos de fusão através do resfriamento da mistura. A temperatura é diminuída até o menor ponto de fusão para que apenas um dos componentes seja transformado em sólido. Exemplo: separar a parafina dos resíduos do petróleo. Evaporação: método utilizado quando não temos o objetivo de reutilizar o líquido presente na mistura. Assim, ao evaporar o sólido é separado. Exemplo: separação da água do sal em uma salina. Destilação simples: método utilizado para separar os componentes de 62 uma mistura formada por um sólido dissolvido em um líquido. Nele o líquido é vaporizado e em seguida condensado, sendo recolhido em um outro recipiente. Exemplo: separar a mistura água e sal. Destilação
Compartilhar