L'azoto molecolare (si scrive N 2. L ossigeno molecolare (O 2. L anidride carbonica (CO 2

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2 L aria è un miscuglio di diversi gas mescolati fra loro. La composizione dell'aria è la seguente: - 78% di azoto molecolare (N 2 ) - 21% di ossigeno molecolare (O 2 ) % di anidride carbonica (CO 2 ) % costituito da altri gas, definiti gas nobili, come elio, argon. Questo grafico a torta, ci permetterà di parlare della quantità relativa di ogni gas in termini di spicchi della torta anche se non abbiamo ancora introdotto il concetto di percentuale.

3 L'azoto molecolare (si scrive N 2 perché è composto di due atomi di azoto) è incolore, inodore, insapore e inerte e costituisce il 78% dell'atmosfera terrestre. E il gas maggiormente rappresentato. L ossigeno molecolare (O 2, anche questa molecola è composto di due atomi uguali) è l elemento che permette la vita sulla terra agli animali. Le piante con la fotosintesi clorofilliana producono ossigeno, gli animali e le piante stesse ne hanno bisogno per respirare e produrre energia. L anidride carbonica (CO 2, ossia formata da un atomo di carbonio e due di ossigeno) è prodotta con la respirazione. Piante, animali e attività dell uomo producono CO 2 che, a concentrazioni superiori allo 0.03%, diventa tossica.

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5 Il termine atmosfera (dal greco ἀτμός - atmòs - "vapore" e σφαῖρα - sphàira - "sfera") rappresenta l'insieme dei gas che circondano un corpo celeste, le cui molecole sono trattenute dalla forza di gravità del corpo stesso. L'atmosfera terrestre non è un "involucro" omogeneo e per questo viene suddivisa in vari strati che presentano caratteristiche diverse. Gli strati dell'atmosfera terrestre, partendo dal suolo, sono cinque: troposfera, stratosfera (contenente l'ozonosfera), mesosfera, termosfera, esosfera, mentre in buona parte della mesosfera e termosfera è compresa la cosiddetta ionosfera.

6 La troposfera è lo strato in cui viviamo e nel quale si verificano i fenomeni atmosferici. E spessa 12 chilometri. Ogni 100m la temperatura scende di 0,5 C

7 La statosfera è lo strato tra i 10 e i 50 chilometri dal suolo. E lo strato dove c è l ozono e dove tutti gli altri gas sono rarefatti. La temperatura prima diminuisce, poi subisce un aumento, dovuto alla presenza di uno strato di ozono (ozonosfera), che blocca le radiazioni ultraviolette dei raggi solari generando calore.

8 La mesosfera è lo strato compreso tra circa 45 e 80 chilometri di altezza. E lo stato in cui si incendiano le meteore e si disintegrano. La temperatura è molto bassa.

9 La termosfera o ionosfera è lo strato compreso tra circa 80 e 640 chilometri di altezza. La temperatura di questo strato tende a salire rispetto agli strati sottostanti. L aria è colpita da raggi UV e X provenienti dal sole e le molecole vengono ionizzate. Questo strato permette le trasmissioni radio: alcuni tipi di onde vengono sparate verso questo strato che le riflette e le rimanda su ricevitori molto lontani. Al di sopra dei 500 km le particelle cariche elettricamente sono piuttosto stabili e risentono del campo magnetico terrestre. Qui inizia la magnetosfera in cui hanno luogo le aurore polari.

10 L esosfera è la parte esterna, non ha uno spessore definito e sfuma nello lo spazio interplanetario. La temperatura è circa 700 C.

11 L aria sul nostro pianeta è una massa sterminata. Se provassimo a ridurre la Terra alle dimensioni di una palla da tennis, la quasi totalità dell'aria, compreso l'ossigeno che respiriamo, potrebbe essere comodamente contenuta in uno strato di un decimo di millimetro di spessore. E proprio nell'aria i sei miliardi di abitanti del pianeta riversano, spesso senza particolari precauzioni, i prodotti delle loro attività civili e industriali

12 L atmosfera è il sottile involucro gassoso che avvolge il nostro pianeta. Svolge una funzione protettiva nei confronti degli esseri viventi poiché fa da schermo, tramite uno strato di ozono, alle radiazioni ultraviolette che provengono dal Sole. Difende la Terra e quindi i viventi dalla pioggia quotidiana di corpi solidi (meteoriti) provenienti dallo spazio che, per attrito con i gas atmosferici, si disintegrano prima di raggiungere il suolo. Mantiene la temperatura media dell aria in prossimità del suolo a +15 C. Se non ci fosse l atmosfera, sulla Terra si passerebbe da temperature bassissime di notte a temperature altissime di giorno. Permette la propagazione di suoni e rumori. Dove non c è aria, non c è rumore, perché le onde sonore non possono propagarsi nel vuoto.

13 È la sede dei fenomeni meteorologici da cui dipendono le variazioni climatiche del nostro pianeta. Quando l'aria viene riscaldata aumenta di volume e perciò la pressione diminuisce. Questo dimostra che a parità di volume l'aria calda, essendo meno densa, è più leggera della stessa aria non riscaldata. Se una zona della superficie terrestre viene riscaldata dai raggi solari, si crea una bassa pressione. In quella zona di bassa pressione l'aria calda che si espande, essendo più leggera di quella circostante, tende a salire verso l'alto. In altre parole, in quel posto si genera un vortice di aria calda che va verso l'alto, che attira per compenso l'aria circostante. In questo modo si forma il vento.

14 Poiché l'atmosfera terrestre non viene riscaldata uniformemente in tutti i suoi punti (a causa della sua forma sferica e per i moti di rotazione e rivoluzione della Terra), sia al suolo che in alta quota avvengono continui spostamenti di masse d'aria. Questi spostamenti riferiti al suolo o a basse quote si definiscono "venti riferiti ad alte quote si chiamano "correnti"

15 Costruiamo il NEFOSCOPIO Il nefoscopio (dal greco nefos, nuvola e scopos, esame) è uno strumento che serve a determinare la direzione dei venti in altitudine osservando attraverso uno specchio la direzione nella quale si muovono le nuvole. E uno strumento molto semplice: prendiamo uno specchio e incolliamolo su di un cartoncino di dimensioni maggiori su cui disegneremo i punti cardinali. Posiamolo orizzontalmente sul terreno e orientiamolo, aiutandoci con una bussola.

16 Ora possiamo osservare riflesse nello specchio le nuvole, e quindi scoprire la direzione del vento o delle correnti ad alta quota che le muovono. Per la perfetta riuscita di questa esperienza, è opportuno imparare a capire la disposizione dei punti cardinali. Tracciamo alla lavagna le linee che definiscono la direzione N-S e E-O. Poi tracciamo le altre che indicano l orientamento SO-NO e SE-NE. Se vediamo che i bambini sono in grado di andare ulteriormente nel particolare, possiamo anche tracciare SSE-NNO e così via. Perché venga compreso e acquisito il meccanismo con il quale si nominano le direzioni, scriviamo alla lavagna definendo il nord (N), sud (S), est (E) e ovest (O) e diciamo ai bambini che le linee tra una direzione e l altra prendono il nome dalle direzioni adiacenti: per esempio la direzione tra S ed E si chiama SE, mentre quella tra S e SE si chiama SSE. Come ultima parte di questo lavoro possiamo far ritagliare il quadrato che è disegnato al centro e puntare il nostro foglio verso il cielo in modo da usare il nefoscopio al contrario. In questo modo insegneremo ai bambini a vedere non solo dove vanno le nuvole, ma soprattutto ad osservare ciò che c è sopra la nostra testa.

17 L'atmosfera terrestre non ha un confine esterno ben definito: la densità sfuma lentamente verso lo spazio interplanetario con il colore che passa progressivamente dall'azzurro al blu fino al nero intenso del quasi vuoto interplanetario. Senza aria per disperdere la luce solare e creare un cielo azzurro, lo spazio appare come una coperta scura cosparsa di stelle. Perchè il cielo è azzurro se in realtà è nero? Esso ci appare azzurro solo perché la Terra è circondata da un involucro atmosferico: gli strati d aria filtrano la luce del Sole lasciandone passare solo la parte azzurra, che colpisce così il nostro occhio. Se salissimo sempre più in alto vedremmo il colore del cielo diventare gradualmente di un blu sempre più scuro, fino a trapassare nel viola e infine nel nero assoluto dello spazio interplanetario. Sulla Luna, che non ha un atmosfera, il cielo è nero anche di giorno.