Princípio de Arquimedes
“Todo corpo mergulhado num líquido recebe por parte do líquido a ação do empuxo, que é uma força dirigida verticalmente de baixo pra cima. A intensidade do empuxo é igual ao peso do volume do líquido deslocado”.

Arquimedes era famoso matemático e inventor de vários engenhos mecânicos. Fez descobertas importantes em geometria e matemática.
O que flutua e o que afunda na água?
Nem todo corpo flutua ou afunda na água. Alguns mantêm o equilíbrio dentro da água.
Se o corpo flutua é porque este corpo é menos denso que a água. Então o peso do corpo é igual ao empuxo, isto é, o peso do corpo é igual ao peso do volume de água que se desloca.
Se o corpo afunda é porque este corpo é mais denso que a água. Então o peso do corpo é maior que o empuxo, isto é, o peso do corpo é maior do que o peso do volume de água que se desloca.
Se o corpo fica em equilíbrio no interior do líquido é porque o corpo tem a mesma densidade da água. Ele nem afunda e nem flutua na água. Ele fica completamente mergulhado na água, sem tocar no fundo, mantendo o equilíbrio.

Água: Pressão
O principal cientista que estudou a pressão nos líquidos foi Blaise Pascal. Era francês, foi matemático, físico, filósofo e escritor. Mas antes de Pascal formular suas teorias, outros cientistas estudaram o comportamento dos líquidos.
Água exerce pressão
“Quando contém água nos recipientes, ela exerce uma pressão nas paredes (ou superfícies internas) do recipiente. Essa força que atua em uma determinada área chama-se pressão:
P =  F : A                     P = pressão
F= força
A = área
Pressão e Profundidade
O que acontece com um balão, que está cheio de água e é furado em vários pontos com um alfinete? Se você realizar este experimento, observará que os jatos de água que saem dos furos inferiores vão mais longes do que os jatos dos furos superiores. Isto acontece porque a pressão da água aumenta à medida que aumenta a profundidade.
Isto também explica porque as barragens são mais largas embaixo.

Outro exemplo que demonstra a pressão da água são os mergulhos. Como peixes, submarinos e as pessoas que mergulham no mar não são esmagados pela pressão da água? O que acontece é que eles só podem mergulhar até certa profundidade, caso contrário, podem sim serem esmagados pela forte pressão de água.
Um corpo mergulhado na água não deve receber apenas pressão de cima, mas de todos os lados. De fora para dentro e de dentro para fora (mantendo o equilíbrio). A pressão exercida por um líquido não depende da forma do recipiente que o contém, mas apenas da profundidade, ou altura, e da densidade do líquido.
Vasos Comunicantes
É  a ligação de dois recipientes através de um duto fechado.

Um recipiente formado por diversos ramos que se comunicam entre si, constitui um sistema de vasos comunicantes. Exemplo: tubo em U.
“Um líquido colocado num sistema de vasos que se intercomunicam tem sempre o mesmo nível em todos os vasos, não importando a forma e o diâmetro desses vasos”.

O QUE FLUTUA E O QUE AFUNDA NA ÁGUA

Por que alguns corpos afundam e outros flutuam na água?
Vejamos alguns exemplos:
Água e óleo não se misturam. Quando um navio deixa vazar petróleo, causa grandes danos à natureza. Isso porque o petróleo não afunda. Ele flutua na água não permitindo a passagem de luz essencial para a vida marinha.
Se colocarmos água num recipiente e dentro dele um pedaço de ferro (prego), este ferro afundará.
Já se colocarmos somente uma garrafa “vazia” e tampada, a garrafa flutuará.
Estes exemplos mostram o que é a densidade. No primeiro exemplo, a água é mais densa do que o óleo. Então o que tem maior densidade fica no fundo. No segundo exemplo, o prego é mais denso que a  água, então afunda. O exemplo da garrafa que está vazia, na verdade está cheia de ar, que é menos denso que a água.
Densidade
É uma relação entre a massa e o volume de uma substância.
O que pesa mais? 1kg de algodão ou 1 kg de ferro? A pergunta induz a achar que a resposta é 1 kg de ferro, por ser mais pesado, mas na verdade ele é o mais denso. O algodão e o ferro tem a mesma massa (1kg), o que será diferente é o volume. Um maior volume de algodão que corresponde a 1 kg e um pedaço muito pequeno de fero que corresponde a 1 kg.
Então: mais denso – ter maior massa em um determinado volume
menos denso – ter menor massa em um determinado volume

d = m : v

Tabela de densidade de algumas substâncias:

Substância	Densidade em g/cm³
Água	1
Gelo	0,91
Álcool	0,8
Petróleo	0,85
Acetona	0,80
Vidro	2,6
Madeira	0,5
Mercúrio	13,6
Alumínio	2,7
Prata	10,5
Chumbo	11,4
Ouro	19,3
Ferro	7,8
Ar	0,0013
Zinco	7,1
Água do mar	1,03

A densidade também está relacionada à proximidade das moléculas das substâncias. Se compararmos as moléculas da água veremos que estão mais unidas (mais concentradas) do que as moléculas do óleo, menos unidas (menos concentradas). Então, pode-se dizer que a água é mais densa que o óleo porque suas moléculas estão mais unidas e assim há uma quantidade maior de moléculas de água, se comparadas num mesmo volume.
O Mar Morto
A água do mar Morto é muito salgada. Nela, quase não há organismos, por isso o nome Mar Morto. A presença de tanto sal neste mar faz com que as pessoas não afundem. A sua densidade é de 1,12g/mL, enquanto os outros mares têm a densidade igual a 1,03g/mL.

Empuxo
É uma força exercida pela água.
A mesma força que mantém uma pessoa boiando na água também mantém a flutuação de um transatlântico no mar. Para essa força damos o nome de empuxo.
Então, o que mantém, a flutuação dos corpos na água é o empuxo. Mas essa força está presente também quando o objeto, mais denso que a água, afunda. Ou quando, tendo a mesma densidade da água, o objeto fica completamente mergulhado, porém em equilíbrio.

Água

ÁGUA COMO SOLVENTE

Na natureza encontramos diversos tipos de água. Dificilmente a encontramos pura. Isto porque, na água, estão dissolvidas várias outras substâncias. Podemos dizer, então que a água é um ótimo solvente, ou seja, dissolve muitas outras substâncias.
Misturas
É formada por dois ou mais substâncias puras.
Mistura Homogênea
É formada por apenas uma fase. Não se consegue diferenciar as substâncias.
Exemplo: água + açúcar

Mistura Heterogênea
É formada por duas ou mais fases. As substâncias podem ser diferenciadas a olho nu ou com um microscópio.
Exemplo: água + óleo

Solução
É uma mistura homogênea. As soluções podem ser gasosas, líquidas ou sólidas.
Solução gasosa é uma mistura homogênea formada por gases.
Exemplo: o ar atmosférico (nitrogênio, oxigênio...).
Solução líquida é uma mistura homogênea formada por líquidos.
Exemplo: álcool hidratado (álcool e água).
Solução sólida é uma mistura homogênea formada por sólidos.
Exemplo: ouro comum (ouro e cobre).
Componentes da Solução
As soluções são formadas por solventes e solutos.
Solvente é aquilo que dissolve. Geralmente, está em maior quantidade.
Soluto é aquilo que é dissolvido. Geralmente está em menos quantidade.

A água como solvente universal
A água é conhecida como solvente universal porque dissolve quase todas as substâncias que existem na natureza. Há vários tipos de soluções feitas com este solvente.
- água mais açúcar – água solvente/açúcar soluto
- vinagre – água solvente/ácido acético soluto
- água sanitária – água solvente/hipoclorito de sódio soluto
- soro fisiológico – água solvente/cloreto de sódio soluto
- água potável – água solvente/sais minerais e gás oxigênio soluto
- água do mar – água solvente/sais minerais soluto
As substâncias que se dissolvem em água são chamadas de Hidrossolúveis. Exemplos: açúcar, álcool, ácido acético.
Importância da água como solvente nos organismos
- Plantas: os sais minerais só são absorvidos do solo pelas raízes das plantas depois que forem dissolvidas em água.
- Sangue: é uma mistura heterogênea. A parte líquida (plasma) é constituída de glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas. Este plasma contém água, onde estão dissolvidas outras substâncias como as vitaminas e a glicose. A água serve como transporte dessas substâncias para o resto do corpo.
- Urina: a água atua como transporte das substâncias ruins que devem ser eliminadas do corpo. Essas substâncias são: uréia e ácido úrico.
Suspensão
O que acontece se você colocar areia num copo com água e depois mexer esta mistura? A areia não se dissolverá na água. Enquanto a mistura está sendo mexida, a areia vai se espalhando pela água. Dizemos que a areia está em suspensão na água. Parando de mexer, rapidamente a areia se separa da água e se deposita no fundo do copo.
Então, suspensão é uma mistura heterogênea, onde um dos componentes é líquido ou gasoso.

Água

CICLOS DA ÁGUA

Depois que a Terra se formou, a sua superfície foi se resfriando, formaram-se as nuvens e as chuvas. Das chuvas formaram-se os rios, lagos, mares, oceanos e lençóis subterrâneos.
As nuvens formam-se através da evaporação da água no estado líquido, que sempre retorna à Terra em forma de chuva, neve ou granizo. Depois evapora novamente e assim forma-se o ciclo da água.
Quanto maior for a superfície de exposição da água, maior será o nível de evaporação. O vapor de água, quando resfriado, pode também formar a neblina (nevoeiro), ou seja, aquela "nuvem" que se forma perto do solo. A água do solo é absorvida pelas raízes das plantas. Por meio da transpiração, as plantas eliminam água no estado de vapor para o ambiente, principalmente pelas folhas.
E na cadeia alimentar, as plantas, pelos frutos, raízes, sementes e folhas, transferem água para os seus consumidores. Além do que é ingerido pela alimentação, os animais obtêm água bebendo-a diretamente. Devolvem a água para o ambiente pela transpiração, pela respiração e pela eliminação de urina e fezes. Essa água evapora e retorna à atmosfera. No nosso planeta, o ciclo de água é permanente.
Neste ciclo, a chuva é fundamental, não só pelo seu retorno à Terra, mas também pela sua distribuição nas diversas partes do planeta. Ela redistribui toda a umidade da Terra. Nem sempre ela vem limpa, como durante a sua evaporação. Dependendo do lugar que ela caia, algumas vezes, a água das chuvas pode vir contaminada, principalmente nas cidades poluídas. Mesmo assim, ela pode ser reaproveitada pela maioria das plantas e animais. Em média, cada molécula de água passa por este ciclo a cada dez ou quinze dias. Existem moléculas que permanecem nos oceanos por mais de 1500 anos.

SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES E PRINCIPAIS TIPOS

Na natureza é muito difícil encontrar água pura. A água que cobre o nosso planeta está em grande parte nos oceanos e mares. Para este tipo de água, damos o nome de água salgada, por conter uma grande quantidade de sais dissolvidos nela, como por exemplo, o cloreto de sódio (NaCl) ou sal de cozinha. Mas há também os rios, córregos, lagos e lençóis freáticos, o qual chamamos de água doce, este nome é devido à presença de uma pequena quantidade de sal dissolvidos e não porque a água realmente é doce.
Como separar os componentes da água?
A água é composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Podemos utilizar o voltâmetro para separar estes componentes.
Este aparelho é feito de 3 ou 4 pilhas grandes ligados em série, um frasco com água, um pouco de suco de limão, dois tubos de ensaio cheios desta mistura e dois pedaços de fio elétrico. O suco de limão ajuda na passagem da corrente elétrica. Quando essa corrente começa a circular formam-se bolhas nos tubos. Estas bolhas são o gás hidrogênio e o gás oxigênio, que são gases invisíveis e, portanto de difícil identificação.
O tubo que contém menor volume de água é o que está com o gás hidrogênio, já que a fórmula da água é sempre dois átomos de H para um de O. então o hidrogênio está em dobro. Este processo de separação dos componentes de uma substância através da corrente elétrica chama-se eletrólise, neste caso, a eletrólise da água.
Como testar estes gases?
Os gases envolvidos na experiência (hidrogênio e oxigênio) têm propriedades diferentes. Então é mais fácil verificar qual gás está em cada tubo.
O gás hidrogênio é combustível e, portanto pode ser queimado. Se retirarmos o tubo que acreditamos ser o hidrogênio e colocar um palito de fósforo aceso, deve haver uma pequena explosão. Então neste tubo está o gás hidrogênio.
O gás oxigênio é comburente, ou seja, provoca combustão (queima). Se este procedimento for feito no tubo que talvez contenha oxigênio, devemos observar que a brasa será “avivada”, reacendendo o palito. Então neste tubo contém oxigênio.
Principais tipos de água
Como vimos, a água pura é dificilmente encontrada na natureza. Esta água contém apenas moléculas de H2O. Normalmente encontramos a água com sais, gases e impurezas dissolvidas.
Água Potável: é a água apropriada para beber. Deve ser cristalina, ou seja, incolor e límpida; inodora (sem cheiro) e insípida (sem gosto); livre de impurezas (micróbios e substâncias tóxicas).
Ela pode conter alguns sais dissolvidos e gases em pequenas quantidades. Algumas impurezas podem ser retiradas com o auxílio de um filtro doméstico.
Água Mineral: é a água que contém sais minerais dissolvidos. São benéficos para o ser humano.
Esta água pode ser classificada de acordo com o mineral que a compõem. No Brasil, existem muitas fontes de água mineral, as chamadas Estâncias Hidrominerais.
- água sulfurosa – Águas de São Pedro (SP), Araxá e Poços de Caldas (MG), Dorizon (PR).
- água bicarbonatada – Águas de Prata (SP) e Salutaris (RJ).
- água cloretada – Caldas do Cipó (BA).
- água carbogasosa e ferruginosa – Lambari, Caxumbu e São Lourenço (MG).
- água bicarbonato-cloretada – Iraí (RS).
Água Termal: é a água que contém sais minerais e que sai do solo com a temperatura alta (gêiser).
No Brasil, existem também várias fontes de água termal, como por exemplo, em Goiás, onde a temperatura da água pode chegar a 40°C.
O banho de água termal é muito bom para a saúde.
Água Destilada: é a água obtida através da destilação. Que é um método de separação de mistura homogênea, ou seja, que só contém uma fase.

Água

ÁGUA NO PLANETA TERRA

A água é encontrada em toda parte: nos mares, nos rios, nos lagos, nas nuvens, nos lençóis subterrâneos, no ar, nos animais, nas plantas, no ser humano. A água é indispensável para a vida.
Hidrosfera                            
No nosso planeta, há na superfície da crosta terrestre, uma camada enorme que está coberta de água. Chamamos esta camada de hidrosfera, ou seja, a esfera de água. A água cobre cerca de três quartos da crosta terrestre ou aproximadamente 71% da superfície.

ESTADOS FÍSICOS DA ÁGUA

A água encontra-se sempre em um destes estados físicos: líquido, sólido ou gasoso.
A água no estado líquido é encontrada em mares, oceanos, lagos, rios, fontes e nos seres vivos. A água que bebemos é obtida através dos rios, poços ou fontes (que vem dos lençóis freáticos ou subterrâneos).
A maior parte do corpo dos animais é formada por água. Por exemplo, no homem, a água corresponde a 70% do seu peso. Nas frutas, a quantidade de água também é grande.
A água no estado sólido é o gelo. Na natureza, encontramos em diversas formas como neve, nuvens, granizo, geada, icebergs e nas calotas polares.
Nas nuvens, formam-se pequenos blocos de gelos, mas apenas nas nuvens do tipo cirros.
Na neve, formam-se flocos de gelo que caem e formam grossas camadas. Isto acontece porque há um resfriamento de pequenas gotas de vapor de água que se condensam no ar, ou seja, passam do estado gasoso para líquido.
Nas geadas, o vapor de água do ar atmosférico transforma-se em pequenas gotas de água, o orvalho. Este orvalho congelado é a geada. Forma-se em noites muito frias, cobrindo de gelo as superfícies.

No granizo, formam-se pedras de gelo formadas dentro das nuvens de tempestades
Nos icebergs, que são enormes blocos de gelos, forma-se com o desprendimento das geleiras que estão no litoral dar regiões polares. Os icebergs ficam flutuando nos mares e rios até que derretam transformando-se em água líquida. O iceberg é uma montanha de gelo onde a sua maior parte está submersa no mar.
A água no estado gasoso é encontrada na forma de vapor de água que existe no ar que forma-se através da evaporação da água dos mares, rios e lagos. Na transpiração e respiração dos animais e vegetais também existe vapor de água. A água evaporada se condensa transformando-se em pequenas gotas. Estas gotas juntas formam as nuvens.
Estados Físicos
Para entender como ocorrem as mudanças de estados físicos é preciso entender qual é a composição das substâncias.
Composição da água
A água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Sua fórmula molecular é então H2O.
A fórmula química que representa uma molécula de água é H2O.
Isto quer dizer que a água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.

Curiosidades

O que é átomo e molécula?

Para entender melhor o conceito de átomo e molécula, imagine que você tenha que dividir um pedaço de alguma coisa, por exemplo, a água. E depois vai dividindo, dividindo e dividindo...até chegar a uma porção que não consiga mais dividir. Esta porção chamamos de molécula.
Molécula – menor porção de uma substância, contendo a mesma composição desta substância.
Estas moléculas definem então a substância água:
- insípida (não tem gosto)
- inodora (não tem cheiro)
- incolor (não tem cor)
As moléculas são formadas por outras partículas menores ainda que chamamos de átomos, que em grego quer dizer não divisível.
Átomo - é aquilo que não pode ser dividido.
Organização molecular

O estado físico de uma substância depende da organização de seus átomos e moléculas. Esta organização vai depender das condições que se encontra esta substância.
No estado sólido, as moléculas estão fortemente unidas entre si. Vibram em torno de posições praticamente fixas.
No estado líquido, as moléculas estão um pouco mais afastadas entre si do que as moléculas no estado sólido. Vibram com mais intensidade e movimentam-se mais livremente.
No estado gasoso, há uma grande distância entre as moléculas. O movimento entre elas é desordenado e chegam a se chocar.

Por que ocorrem as mudanças de estados físicos?

Alguns fatores fazem com que o estado físico das substâncias mudem. Um destes fatores é a temperatura e a pressão.
Quando queremos ferver a água, ou seja, transformar a água líquida em vapor, fornecemos calor. Então há um aumento na temperatura até que a água ferva. Deixando de fornecer calor, a temperatura da água vai diminuindo até ficar na temperatura ambiente. Se colocarmos na geladeira essa água, ela perderá calor, então a temperatura irá diminuir. Ao colocar no congelador, a água perderá mais calor ainda, até que congele.
Então, quando a água:
Absorve calor – as moléculas ficam mais agitadas e aumenta a temperatura.
Perde calor – as moléculas ficam menos agitadas e diminui a temperatura.
Outro fator que influencia a mudança de estado físico é a pressão. Quando aumentamos a pressão de um gás, por exemplo, as moléculas ficam mais próximas umas das outras, fazendo com que fiquem mais organizadas, passando assim para o estado líquido. A diminuição desta pressão faz com que as moléculas fiquem mais distantes entre si transformando-se em gás.

Na figura acima podemos observar as mudanças de estados físicos e o que acontece quando aumentamos ou diminuímos a temperatura ou a pressão de uma substância.
Mudança de estados físicos
As mudanças de estados físicos da matéria são: fusão, vaporização, condensação, solidificação e sublimação. Na água, as transformações mais comuns são a fusão, vaporização, condensação e solidificação.
A ) Fusão – mudança do estado sólido para o líquido. Quando o gelo derrete acontece essa transformação.

B) Vaporização – mudança do estado líquido para o gasoso. Existem três tipos de vaporização: evaporação, que é uma transformação mais lenta; ebulição, que é uma vaporização mais rápida, é o momento que a água ferve; calefação, que é uma mudança que ocorre muito rápida, por exemplo, quando respigamos água em uma chapa quente.

C) Solidificação – mudança do estado líquido para sólido. Quando colocamos a água líquida no congelador para formar gelo.
D) Condensação ou Liquefação – mudança do estado gasoso para líquido. Quando a água atinge a tampa de uma panela, que está em cozimento, este vapor perde calor e se transforma em líquido. O mesmo acontece com as nuvens. As gotículas quando se juntam formam as chuvas.

E) Sublimação – mudança do estado gasoso para sólido ou do sólido para gasoso. Na naftalina acontece esta mudança. Na água não é muito comum.

http://www.soq.com.br/conteudos/ef/agua/p1.php

Substâncias No Nosso Dia a Dia

SUBSTÂNCIAS NO NOSSO DIA A DIA

Algumas substâncias estão muito presentes no nosso dia a dia, mas com nomes diferentes do nome oficial.
Veja alguns exemplos:
- soda cáustica: hidróxido de sódio

- sal de cozinha: cloreto de sódio

- naftalina: naftaleno

- aspirina: ácido acetilsalicílico

- leite de magnésia: hidróxido de magnésio

- cal apagada, cal hidratada ou cal extinta: hidróxido de cálcio
- cal viva ou cal virgem: óxido de cálcio
- mármore, calcário: carbonato de cálcio

- água oxigenada: peróxido de hidrogênio

- amoníaco: hidróxido de amônio
- gás carbônico: dióxido de carbono
- barrilha: carbonato de sódio
- carbinol: álcool metílico
- creolina: mistura de cresóis
- formol: metanal
- acetileno: etino
- acetona: propanona

- éter: éter dietílico
- vinagre: ácido acético ou ácido etanoico

- etanol: álcool etílico





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