Modelos Científicos - revisão ENEM

Modelos científicos , por si só, é um assunto que cai no ENEM. Além disso, eles nos ajudam muito no estudo de ciências. Segundo a wikipedia, um modelo científico “é uma idealização simplificada de um sistema que possui maior complexidade, mas que ainda assim supostamente reproduz na sua essência o comportamento do sistema complexo que é o alvo de estudo e entendimento.”

Ou seja, é uma maneira de visualizar fenômenos que apresenta dificulades por ser muito complicado, ou muito pequeno, muito grande. O fenômeno pode ser melhor imaginado usando-se um modelo. Isso vai ficar mais claro com alguns exemplos.

Imaginação no estudo de ciência>>

O modelo possui características em comum com o sistema estudado, mas não todas, obviamente. É importante entender onde o modelo funciona.

 

Química: o modelo do átomo

Em um átomo, os elétrons se movem em órbitas ao redor do núcleo.

O sistema solar é um bom modelo para se estudar o átomo, onde os planetas ilustram o movimento dos elétrons , que não podemos ver. O uso de modelos é importante para “visualizar” fenômenos que não podemos observar diretamente. Embora os planetas estejam muito mais afastados do que os elétrons que estudamos no laboratório, eles podem ser observados a olho nú (alguns) ou com telescópios. Os elétrons não podem ser observados de jeito nenhum!!

-Comparação entre o modelo e o átomo

No caso do sistema solar a força dominante é a gravidade enquanto no átomo é a força elétrica. Ambas são forças atrativas. O sistema solar possui um centro (o sol) e o átomo também : o núcleo (o núcleo também consiste de partículas em orbitas, mas não há um centro! De todas formas isso não entra no ENEM e portanto o núcleo é tratado como se fosse apenas um ponto ) .

Em ambos sistemas a massa é concentrada no centro . O Sol, ou o núcleo do átomo, possuem aproximadamente 99.9% da massa de seus respectivos sistemas (solar ou átomo).

Mas existe uma diferença essencial entre os 2 sistemas, que não era conhecida quando foi proposto este modelo atômico. Enquanto os planetas seguem as leis da mecânica de Newton, os elétrons (por serem tão pequenos) seguem outra: a mecânica quântica.

Por isto há as seguintes peculiaridades no caso do átomo:

a) existem órbitas discretas, isto é, o elétron não pode orbitar onde quiser mas só a determinadas distâncias do núcleo. No caso dos planetas, as órbitas podem estar em qualquer posição. De fato, a órbita da Terra,por exemplo, varia ligeiramente devido aos efeitos das massa dos planetas gigantes, do sol e da lua.

b`) os elétrons podem "pular" de uma órbita a outra, e como veremos isto está relacionado à emissão ou absorção de luz,mas os planetas não podem fazer isso (ainda bem...).

Eu explico aqui os principais conceitos da mecânica quantica e a relaçao com o ENEM.

 

Física: a eletricidade ao longo dos fios

Outro modelo bastante usado é aquele em que a corrente elétrica que percorre um fio é comparada à água que percorre uma mangueira. Embora haja diferenças enormes, há pontos em comum como por exemplo:

1)mais água pode percorrer uma mangueira mais larga assim como uma maior corrente elétrica pode existir em um fio mais largo.

2) Ambos movimentos requerem uma força que empurre, na forma de uma bomba ou gravidade no caso da água , uma voltagem (bateria por exemplo) no caso elétrico.

No entanto, comportamentos mais complexos da corrente elétrica, como a corrente alternada, não podem ser estudados com este modelo.

 

Todos os modelos tem limitações, mas assim mesmo são úteis.