O ensino de ciências nos anos iniciais

O que você precisa:

1 copo descartável de plástico

Metade de uma garrafa de plástico

Água

Corante de alimento (opcional)

Congelador

O que fazer:

Coloque um copo descartável de plástico com água até pouco mais que a metade no congelador e aguarde até que se forme o gelo. Isso pode levar algumas horas, depende de quanta água usar. Se quiser, pode colorir seu gelo colocando 2-3 gotas de corante de alimento na água, antes de levá-la ao congelador.
Depois que se formou um bloco de gelo, coloque água na garrafa de plástico e teste seu iceberg. Para tirá-lo do copo, é simples: basta apertar o fundo que ele se solta do copo. Coloque seu mini-iceberg na água e observe bem, pela lateral da garrafa cortada, quanto dele está dentro da água e quanto está fora. Por que será que ele não afunda? Por que você acha que seu iceberg ficou com essa parte submersa?

O que está acontecendo?

Você viu que a maior parte de seu mini-iceberg está dentro da água? Só uma pequena parte fica exposta acima do nível da água. O mesmo acontece com os icebergs de verdade: o que se vê acima do nível do mar é apenas uma pequena parte de um imenso bloco de gelo que está flutuando no mar.

Isso acontece porque a água expande em baixas temperaturas, ocupando um volume maior que o que ocupava. Como vimos antes, na experiência "O ovo que afunda e o ovo que flutua", densidade é a relação entre massa e volume.

Como a água expande ao congelar mas sua massa é a mesma que antes de congelar, podemos concluir que o gelo tem menor densidade que a água líquida. Na verdade, se você fizer algumas contas, pode ver o quanto do iceberg está submerso.

A densidade de um material pode ser dada em "gramas por centímetros cúbicos" (ou g/cm³), ou seja, uma unidade de massa (gramas) dividida por uma unidade de volume (centímetros cúbicos). No caso da água pura e do gelo, temos:

Água: 1 g/cm³ Gelo: 0,9 g/cm³

O gelo "bóia" na água, não afunda, mas como suas densidades são parecidas, o gelo não fica acima da superfície da água.

No mar, tudo vai ser bem parecido. A densidade da água do mar é maior que a densidade da água pura:

Água do mar: 1,025 g/cm³

Se fizermos uma continha simples, dividindo a densidade do gelo pela densidade da água do mar, podemos chegar numa relação de 7/8. Ou seja, se o iceberg fosse dividido em 8 partes iguais, 7 partes estão submersas e 1 parte está do lado de fora.

Para entender isso, fiz o modelinho de um iceberg que está mostrado abaixo. Ele não apresenta a forma de um iceberg real, mas mostra o quanto estaria para dentro e para fora da água se tivesse essa forma cilíndrica.