É correto num artigo científico vir indicado que a densidade medida da água é
? Porquê?
Passo 1
O que o enunciado pergunta: “É correto num artigo científico vir indicado que a densidade medida da água é
? Porquê?”
Informações dadas: o enunciado afirma um valor numérico da densidade da água, .
O que é pedido: avaliar se essa indicação, isoladamente, é correta numa publicação científica e justificar o porquê.
Informações dadas: o enunciado afirma um valor numérico da densidade da água,
O que é pedido: avaliar se essa indicação, isoladamente, é correta numa publicação científica e justificar o porquê.
Passo 2
Definição básica e dependência física: densidade é massa por volume, definida por
onde
é a densidade,
é a massa e
é o volume. Importante: para líquidos, o volume (e portanto a densidade) varia com a temperatura e, em menor grau, com a pressão. Logo qualquer valor numérico de
depende das condições termodinâmicas em que foi medido.
Passo 3
Como a temperatura afeta a densidade (explicação didática): ao aquecer um líquido o seu volume costuma aumentar; isso é descrito (para pequenas variações) pela expansão volumétrica. Se
é o coeficiente de expansão volumétrica do líquido e
a variação de temperatura, então, aproximando,
Como
é praticamente constante, a densidade segue
Isso mostra explicitamente que uma mudança de
gera uma alteração relativa da densidade da ordem de
. Para a água perto de
,
é da ordem de
, o que corresponde a cerca de
por grau Celsius (valor prático, depende um pouco da temperatura). Portanto uma diferença de poucos graus causa variação comparável à unidade indicada em
.
Passo 4
Valores típicos exemplificando a sensibilidade: alguns valores de referência (aproximações para água pura à pressão atmosférica) são
Daqui se vê que o valor
é compatível com água pura próxima de
, mas sem indicar a temperatura fica ambíguo.
Passo 5
Efeito da pressão e pureza: a pressão também altera a densidade, embora a água seja pouco compressível — o efeito é pequeno a pressões da ordem de
, mas relevante em alta pressão. Além disso impurezas (sais, gases dissolvidos) e composição isotópica (porcentagem de
, etc.) mudam a densidade. Num artigo científico deve-se especificar se o valor é para água pura (e qual padrão) e em que pressão.
Passo 6
Significância e incerteza: escrever simplesmente
transmite implicitamente uma precisão (três algarismos significativos) e sugere uma incerteza da ordem de
. Em ciência é obrigatório informar a incerteza de medição ou ao menos o número de algarismos que se pretende reportar. Uma forma adequada é, por exemplo,
ou, se for um valor de referência, escrever a fonte e as condições (p. ex. “densidade da água pura, à pressão ambiente e
, valor de referência …”).
Passo 7
Conclusão e recomendação prática para um artigo: dar só o número
sem declarar as condições experimentais e a incerteza está incompleto e pode induzir a erro. Numa publicação científica deve-se sempre especificar:
- as condições (temperatura e pressão) em que a densidade foi medida ou para as quais o valor se aplica;
- se é água pura e qual padrão;
- a incerteza associada ao valor (ou número de algarismos significativos justificável).
Resposta
Não — apenas indicar
é incompleto; a densidade da água depende de temperatura (e pressão, pureza etc.), por isso num artigo deve vir acompanhada das condições (por exemplo
e
) e da incerteza (por exemplo
a
,
).