Experimento investigativo o fenômeno da capilaridade nas plantas: Vela de Laranja como demonstração

Na perspectiva da contextualização de conteúdos e de experimentações investigativas propomos uma experiência que abrange conceitos biológicos e físicos, com o objetivo de conseguir demonstrar com perfeição a propriedade física que os fluidos têm de subirem ou descerem em tubos extremamente finos e vai explicar porque o líquido flui mesmo contra a força da gravidade e os fundamentos científicos envolvidos nestes fenômenos, e ao mesmo tempo servir de embasamento para que outros professores possam fazer novamente o experimento dentro da sala de aula. Visto que possui um baixo custo e os poucos materiais utilizados, possibilitam que o seja possível fazê-lo com a participação dos alunos, possibilitando que os mesmos possam não só receber o conhecimento passado anteriormente em sala de aula, mas também construí-lo de forma ativa e investigativa, reforçando de forma prática as teorias descritas no livro didático, que é utilizado.

        A capilaridade nada mais é do que a tendência que algumas substâncias apresentam de subirem ou descerem por paredes de tubos finos que são os chamados tubos capilares. Esses líquidos se deslocam por curtos espaços existentes em materiais porosos, como os tecidos e vasos das plantas. Esse é um mecanismo que permite que os fluidos percorram tais vasos mesmo que estes estejam contra a força Gravitacional. É possível visualizar este fenômeno utilizando a vela feita a partir da casca da laranja que será construída nesta experiência.

            Ao entrar em contato com uma superfície sólida, o liquido colocado dentro da laranja (que no caso da experiência foi usado o óleo de cozinha), sobe pelo pavio que foi deixado, no caso o miolo da laranja. Isso acontece porque este líquido é submetido a duas forças contrárias entre si que são a coesão e a adesão. A coesão é o fenômeno capaz de manter as moléculas do líquido unidas (atração intermolecular); já a adesão consiste na atração das moléculas do líquido com as moléculas do tubo sólido. Assim sendo, quando estão dentro do tubo, as moléculas do óleo conseguem se aderir às paredes internas do tubo capilar do pavio por adesão e arrastam as demais moléculas por coesão o que resulta no fenômeno da capilaridade.

            No momento em que a adesão passa a ser menor que a força de coesão o óleo para de se deslocar pelo tubo capilar do pavio. Conforme aumenta o diâmetro do tubo, menor é o número de moléculas de líquido que se aderem à parede em relação às que são arrastadas para cima por coesão, então a altura atingida pelo óleo no interior do tubo depende do diâmetro do capilar do pavio da laranja. Dessa forma, sabendo quanto mede o diâmetro de um tubo é possível calcular a altura que o líquido alcançará em seu interior, graças às forças de capilaridade.

          Nas plantas, a capilaridade atua no deslocamento da seiva bruta, desde as raízes, onde ela é absorvida do solo, até o topo das árvores. É também possível observar o fenômeno da capilaridade nas gotas de água da chuva que molham o pára-brisa de um veículo parado e não escorrem, ou na absorção da água por um guardanapo, por exemplo.

Grupo da Annyellen

Medição da Temperatura por meio de uma Abordagem Experimental Investigativa

O que é temperatura, e como medi-la de forma quantitativa e precisa?

            Temperatura é a medida através do grau de agitação das moléculas de um sistema, sendo assim não podemos medi - lá diretamente, precisamos estabelecer padrões observando as alterações dos objetos analisados, como os efeitos da dilatação térmica e a resistência elétrica. A dilação térmica é o fenômeno pelo qual o corpo sofre uma variação nas suas dimensões, quando há variação da sua temperatura. A resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de uma corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada.

            Para superar esse problema, existe um aparelho chamado termômetro ou sensor de temperatura, que relaciona a temperatura a alguma propriedade física do corpo, que passa a ser chamada grandeza termométrica, e essa relação entre grandeza e temperatura é chamada de função termométrica.

            O termômetro é um aparelho usado para medir a temperatura ou as variações de temperatura. Ele é constituído por uma substância que possua uma propriedade termométrica, isto é, uma propriedade que varia com a temperatura.

            Existem vários tipos de termômetro como por exemplo o termômetro bimetálico, termômetro de gás, termômetro infravermelho, termômetro de máxima e mínima, termômetro de mercúrio, termômetro digital entre outros.

            Se faz necessário o uso de uma escala termométrica que é definida por um conjunto de valores atribuídos a um mesmo corpo em diferentes temperaturas, mediante a correspondência de uma equação termométrica ou uma lei de dependência. A escala mais usada na maioria dos países do mundo é a Celsius (°C), Nessa escala, o parâmetro foi a água, com 0°C para o ponto de congelamento e 100°C para o ponto de ebulição. As Outras escalas são a Fahrenheit, a Kelvin e a Réaumur.

            Esse experimento corresponde a construção de um sensor de temperatura. Um sensor pode ser definido como um transdutor que altera a sua característica física interna devido a um fenômeno físico externo. Um sensor muda seu comportamento sob a ação de uma grandeza física, podendo fornecer direta ou indiretamente um sinal que indica essa grandeza e convertendo uma quantidade física em um sinal elétrico.

            O presente trabalho visa apresentar uma intervenção no ensino que auxilie o professor a construir com seus alunos o conceito termodinâmico de temperatura través da construção de um sensor de temperatura.

Material necessário:

Transistor LM35 – termômetro na forma de circuito integrado;

1 bateria de 9 volts;

2 garras tipo jacaré para conectar a bateria;

2 metros de fio polarizado de espessura de 1 mm;

1 multímetro com escala de milivolts;

1 alicate de corte diagonal;

1 ferro de solda;

Arame de solda;

1 chave de fenda de ponta fina;

1 fita isolante para isolamento das conexões;

Construção do Termômetro:

Para a construção do termômetro explicaremos a função de alguns materiais citados anteriormente. A pilha de 9 Volts fornecerá a  energia para o circuito; as garras serão utilizadas para fazer a conexão com a bateria; os fios servirão como cabos de conexão para fazer as ligações dos componentes; o multímetro digital será usado para fornecer a leitura da temperatura , e o sensor de temperatura será usado para medir a temperatura do ambiente ou material.

Na construção do termômetro, o mostrador do multímetro apresenta um valor de temperatura que não coincide com as escalas termométricas conhecidas, por exemplo, a escala de temperatura Celsius. Poderíamos medir dois valores diferentes de temperatura com o termômetro construído de modo a conseguir uma relação matemática entre esta escala de temperatura e a escala de Celsius. Esse procedimento é o mesmo daquele adotado nas aulas de termometria do Ensino Médio, com as escalas de temperaturas Celsius e Fahrenheit, onde lá se adota geralmente os pontos médios de fusão (0 °C/32 °F) e ebulição (100 °C/312 °F) da água à temperatura atmosférica de 1 atm.

Grupo da Áurea.

Diferentes técnicas e materiais na extração de DNA

A proposta de levar a extração de DNA para a sala de aula pode ser uma experiência positiva, despertando a curiosidade dos alunos. Ela pode ser aplicada em sala de aula, tanto no Ensino Médio quanto no Ensino Fundamental, e pode auxiliar o professor na abordagem de conceitos como constituição, organização e função celular dos seres vivos.

Existem diferentes tipos de técnicas para se extrair o DNA. Além dessas diferenças na técnica é possível se extrair DNA dos mais diversos tipos de materiais como banana, morango, cebola, fígado entre outros.

Foram realizadas as extrações de DNA da banana, que já vou postada anteriormente aqui no blog, e da batata e da cebola que postarei agora.

 Extração do DNA da cebola e da batata.

Material necessário:

- material biológico (cebola, batata);

- faca ou tesoura;

- filme plástico;

- banho-maria;

- termômetro;

- bacia;

- algodão;

- gelo;

- álcool de limpeza gelado (92%).

Para a extração de cada material é necessário:

- dois copos de vidro;

- uma colher de sopa de detergente líquido neutro;

- uma colher de chá de sal de cozinha;

- um funil de plástico (garrafa PET cortada pela metade com tampa

perfurada).

ETAPA 1 – Coloque água até ¾ do volume do copo. Acrescente o detergente líquido e o sal de

cozinha e misture vagarosamente com uma colher (solução de lise).

ETAPA 2 – Pique o material vegetal em pequenos pedaços, coloque-o dentro do copo com a solução de lise e misture vagarosamente com uma colher. Cubra o copo com filme plástico.

ETAPA 3 – Incube o copo em banho-maria a 70°C por 20 min.

ETAPA 4 – Retire o copo do banho-maria, filtre o material utilizando o funil com algodão e recolha o filtrado em outro copo.

ETAPA 5 – Coloque o copo com o material filtrado em um banho de gelo e deixe esfriar por 5 min.

ETAPA 6 – Retire o copo do gelo e adicione o álcool gelado escorrendo vagarosamente pela parede do copo. O volume de álcool deve ser aproximadamente equivalente ao do material filtrado.

ETAPA 7 – Observe o DNA precipitado como uma nuvem esbranquiçada no fundo da fase alcoólica. A

pectina ficará no topo da fase alcoólica.

A seguir estão as imagens do experimento feito com a batata:

Abaixo estão as imagens do experimento feito com a cebola:

Como pode-se notar os resultados não foram os esperados ! Todos os dois experimentos apresentaram muito pouco ou nada de DNA !

Devido aos resultados da nova técnica tentamos fazer a extração do DNA da batata utilizando a mesma técnica da extração da banana a qual já havia sido realizada com grande exito anteriormente.

Logo abaixo seguem imagens do experimento com a batata:

Na tentativa de melhor resultado da  batata foi utilizado a técnica antiga e com os resultados pode-se concluir que a batata não é o mais indicado para esse tipo de experimento. Obtemos praticamente nada de DNA da batata e da cebola utilizando essa nova técnica onde se coloca o material em banho-maria e também no gelo. O resultado negativo pode ter sido causado pelo fato do material ser apenas cortado e não batido no liquidificador já que dessa forma a solução extratora entraria mais em contato com o material.

Com base nisso pode-se chegar a conclusão que o método utilizado no primeiro experimento feito com a banana já postado aqui antes é sem sombra de dúvidas o melhor, tanto em relação a sua técnica como o material escolhido. Além de obtermos ótimos resultados com ele seu processo é de fácil e rápido realização podendo os alunos participarem ativamente da prática com poucos riscos de perigo para eles. O segundo método além de apresentar técnica e material ineficiente e gastar muito tempo para ser feito oferece riscos para os alunos pois contem em seu método o uso de fogo ou água em temperatura elevada, faca ou tesoura, ficando desse modo difícil para o professor ministrar a prática já que ou ele faz a prática sozinho e os alunos só ficam olhando ou ele deve ficar muito atento para que acidentes não ocorram.

Grupo da Elisandra

Vela de laranja e os capilares das plantas

1- INTRODUÇÃO

Usando apenas uma laranja e um pouco de óleo de cozinha é possível fazer uma vela que brilha de um jeito muito interessante no escuro. O “segredo” desta experiência é o fenômeno da capilaridade, que faz com que líquidos tenham a tendência de preencher tubos muito pequenos. Isso acontece nas velas, por exemplo, em que a parafina líquida percorre o pavio, vencendo a força da gravidade.

A capilaridade existe porque existe uma atração entre as moléculas dos líquidos e dos sólidos. Esse fenômeno é muito importante para as plantas, pois ajuda na circulação de líquidos dentro delas.

A experiência da vela de laranja aproveita os canais microscópicos da laranja para usar o fenômeno da capilaridade: o óleo penetra no pavio e sobe, formando uma vela.

A Proposta Curricular de Ciências do Ensino Fundamental - 6º a 9º Ano, do Estado de Minas Gerais, com base nas diretrizes dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), prevê o que a temática a Capilaridade ou ação capilar, seja trabalhada em diferentes tópicos para o entendimento dos princípios biológicos possibilitando que os alunos tenham uma visão de ciência próxima da sua realiade explorando os conteúdos da forma mais didática possível.

Na perspectiva da contextualização de conteúdos e de experimentações investigativas propomos uma experiência de física e biologia, com o objetivo de conseguir demonstrar com perfeição a propriedade física que os fluidos têm de subirem ou descerem em tubos extremamente finos e vai explicar porque o líquido flui mesmo contra a força da gravidade e os fundamentos científicos envolvidos nestes fenômenos.

1.1.EMBASAMENTO TEÓRICO:

Recebe o nome de capilaridade a tendência que algumas substâncias apresentam de subirem ou descerem por paredes de tubos finos (tubos capilares) ou de se deslocar por curtos espaços existentes em materiais porosos, como tecidos de algodão ou esponjas. Esse mecanismo permite que os fluidos se desloquem ainda que estejam contra a força gravitacional.

Um líquido, ao entrar em contato com uma superfície sólida, é submetido a duas forças contrárias entre si: a coesão e a adesão. A coesão é o fenômeno capaz de manter as moléculas do líquido unidas (atração intermolecular); já a adesão consiste na atração das moléculas do líquido com as moléculas do tubo sólido. Sendo assim, quando estão dentro do tubo, as moléculas do líquido conseguem se aderir às paredes internas do tubo por adesão e arrastam as demais moléculas por coesão, e resulta no fenômeno da capilaridade.

O líquido pára de se deslocar pelo tubo capilar no momento em que a adesão passa a ser menor que a força de coesão. A altura atingida pelo líquido no interior do tubo depende do diâmetro do capilar: conforme aumenta o diâmetro do tubo, menor é o número de moléculas de líquido que se aderem à parede em relação às que são arrastadas para cima por coesão. Dessa forma, sabendo quanto mede o diâmetro de um tubo é possível calcular a altura que o líquido alcançará em seu interior, graças às forças de capilaridade.

2. MATERIAIS NECESSÁRIOS:

- Laranja

- Óleo de cozinha

- Faca

- Tesoura

- Isqueiro

3. PROCEDIMENTO

Para começar, corte a laranja ao meio. Se quiser fazer uma vela mais alta, corte uma parte maior que a outra.

Com a tesoura, faça cortes em volta do miolo branco da laranja. É necessário tomar cuidado para não cortar a base desse miolo. Faça cortes também entre a casca e a polpa.

Com o dedo, retire toda a polpa deixando a laranja praticamente branca, com uma espécie de pavio no centro.

Deixe a laranja secando por uns dois dias ou use um secador para agilizar o processo. Se for possível colocar no sol, melhor. Ela estará pronta quando estiver seca. Se estiver úmida, não funciona.

Encha a laranja de óleo, deixando cerca de três milimetros de pavio. Se o pavio estiver muito grosso, corte um pouco. O ideal é ter um pavio de uns três mm de diâmetro. Mais do que isso, é difícil de acender e gera fuligem.

Espere o óleo subir no pavio e o acenda usando um isqueiro. Tenha paciência, pois demora bastante tempo para o fogo pegar. Tome cuidado para não queimar a mão no isqueiro, pois as partes metálicas dele podem ficar muito quentes.

A chama da vela aumenta ao longo do tempo. Uma laranja cheia de óleo dura cerca de seis horas, podendo ser recarregada durante esse tempo.

Nas plantas, a capilaridade atua no deslocamento da seiva bruta, desde as raízes, onde ela é absorvida do solo, até o topo das árvores. É também possível observar o fenômeno da capilaridade nas gotas de água da chuva que molham o pára-brisa de um veículo parado e não escorrem, ou na absorção da água por um guardanapo, por exemplo.

Para observar um pouco do mecanismo de capilaridade pode ser feita uma experiência com flores brancas e corantes alimentícios. Basta fazer uma mistura de água com bastante corante (de preferência nas cores azul ou vermelha) e mergulhar as hastes das flores brancas nessa solução (como num jarro de flores). Depois de alguns minutos, essas flores ganharão a cor do corante em que foram submersas. Isso ocorre devido ao fenômeno de capilaridade, que faz com que a água corada seja conduzida até as pétalas das flores, colorindo-as também.

Grupo da Annyellen

Extração do DNA da banana

Objetivo Extrair o DNA da banana que pode ser visualizada a olho nu. Descrição As membranas, celular e nuclear são compostas principalmente por lipídios.As  proteínas encontram-se aprisionadas na bicamada lipídica.Os organitos celulares são  compostos por proteínas, ácidos nucléicos ( DNA e RNA ), envolvidos por uma membrana. As paredes celulares das células vegetais são compostas essencialmente por  polissacarídeos.As pequenas estruturas celulares são compostas por substâncias com  diferentes propriedades químicas, pelo que os procedimentos experimentais devem  ser definidos de modo a separar um determinado constituinte celular das restantes  partes, sem causar muitos danos. Material: Saco plástico; banana; tubos de ensaio; bastão de vidro ou palito de madeira; álcool etílico gelado; béquer ou copo de vidro; aparato filtrante (gases ou papel de filtro); funil; conta-gotas; lâmina e lamínula; microscópio; aproximadamente 10ml de solução extratora de DNA; Observação: Receita da solução extratora de DNA: 50mL de detergente líquido; 2 colheres de chá de sal (NaCl); 90mL de água. Misture tudo em um recipiente (béquer ou copo). Procedimento 1. Coloque a fruta, previamente lavada em saco plástico zip loc e esmague-a com o punho  (cuidado para não rasgar o saco) até ficar um extrato homogêneo; 2. Adicione a solução extratora ao conteúdo do saco, misture tudo apertando com as mãos  homogeneizando; 3. Derrame o extrato no filtro com o aparato filtrante e deixe filtrar num recipiente  (béquer ou copo); 4. Encha a menos da metade, um tubo de ensaio com o filtrado; 5. Derrame devagar o álcool gelado do tubo de ensaio (deixando-o escorrer vagarosamente pela borda) a fim de se formar duas fases, a superior, alcoólica e a inferior, a aquosa. O volume adicionado do álcool deve ser aproximadamente o mesmo volume do filtrado; 6. Mergulhe o bastão ou palito dentro do tubo até o local onde se encontra a solução mais turva (o filtrado com moléculas de DNA); 7. Retire um pouco dos filamentos e coloque-os em uma lâmina, pingue uma gota de azul de metileno, cubra com uma lamínula e em seguida observe ao microscópio. Análise da prática O detergente dissolve as membranas lipídicas além de desintegrar os núcleos e os  cromossomos das células da cebola, liberando o DNA. Com a ruptura das membranas,  o conteúdo celular, incluindo DNA e proteínas, se soltam e se dispersam na solução.  Um dos componentes do detergente, o lalril sulfato de sódio, desnatura as proteínas,  separando-as do DNA cromossômico. A adição de sal, no início da experiência, proporcionou ao DNA um ambiente favorável. O sal contribui com íons positivos Na+ que neutralizam a carga negativa do DNA. Nessa forma, O DNA precipita na solução aquosa. O álcool gelado, além de proporcionar uma mistura heterogênia (duas fases), em ambiente  salino, faz com que as moléculas de DNA se aglutinem, formando uma massa filamentosa e esbranquiçada. O DNA não se dissolve no álcool, na concentração e na temperatura que se usou neste  experimento. Pelo fato do DNA ser menos denso que a água e a mistura aquosa dos restos  celulares, ele se localiza na interface da fase alcoólica e aquosa. Segue abaixo o vídeo do experimento: Grupo da Elisandra.