Responsabilità. Lezione di approfondimento sull'energia dopo la visita al Treno scuola e scoperta delle FFS.

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1 Responsabilità. Lezione di approfondimento sull' dopo la visita al Treno scuola e scoperta delle FFS.

2 Documentazione per l insegnante. INS 1 Lezione di approfondimento sull'. Contenuto. Fonti e forme di Livello. Alunni tra gli 11 e i 16 anni. Obiettivi d'apprendimento. SeS sanno distinguere tra vettori energetici rinnovabili e non rinnovabili. SeS conoscono i vantaggi e gli svantaggi dei diversi vettori energetici. SeS sanno in che modo l' viene trasformata e dove viene utilizzata. Tempo. 90' Materiale. Commento dell'insegnante, lucido 1, coppie di immagini fonti rinnovabili/non rinnovabili, scheda di lavoro, scheda di lavoro «Compito di gruppo», parole chiave sulla trasformazione dell' Svolgimento della lezione. Durata Contenuto Realizzazione didattica Organizzazione del lavoro in classe Materiale 10' 1. Dove consumo? SeS pensano alle situazioni nelle quali oggi hanno già consumato e alle fonti da cui essa proviene (vettori energetici). I risultati sono raccolti e discussi in plenaria. I vettori energetici indicati vengono suddivisi per gruppi, ad es. nel gruppo corrente elettrica e petrolio. PL Lucido 1 5' 2. Che consumiamo in Svizzera? L'insegnante mostra due grafici a torta che visualizzano il consumo energetico in Svizzera nel 2002 e nel SeS interpretano i diagrammi. Che cosa è cambiato? Perché? PL Diagramma del consumo energetico con i vettori energetici 5' 3. Approccio al tema «Che cos'è l'? Da dove proviene l'?» Formare gruppi: SeS ricevono un'immagine e cercano il partner con la stessa immagine ( rinnovabile/ non rinnovabile). Una volta formati i gruppi, ogni gruppo discute quali sono i punti comuni e le differenze delle immagini che hanno ricevuto. PL Coppie di immagini con fonti rinnovabili/non rinnovabili 25' 4. Che cos'è l'? Da dove proviene l'? Che forme di esistono? Scheda di lavoro Suddivisi in coppie, SeS leggono e rispondono alle domande della scheda di lavoro LiC Scheda di lavoro 35' 5. Processi di trasformazione dell' SeS si organizzano in gruppi da 3-5 persone. Ogni gruppo prepara un cartellone che illustra l' e il suo processo di trasformazione. Come aiuto vengono fornite parole chiave del processo di trasformazione dell' e la griglia del processo di trasformazione, da completare con le parole chiave. Una volta ricostruito il processo di trasformazione, i gruppi indicano i vantaggi e gli svantaggi dell' illustrata. Alla fine, ogni gruppo presenta il cartellone che ha preparato. LG Scheda di lavoro «Compito di gruppo», parole chiave sulla trasformazione dell' Legenda: LiC lavoro in coppia, PL Plenaria, LG lavoro di gruppo, LI lavoro individuale, SeS scolari e scolare, INS Insegnante

3 Documentazione per l insegnante. INS 2 Soluzioni:. 1. Dove consumo? SeS pensano alle situazioni nelle quali oggi hanno già consumato e alle fonti da cui essa proviene (vettori energetici). Possibili soluzioni. Riscaldamento, doccia, sveglia, computer, colazione, bicicletta, luce, lavare i denti ecc. 2. Che consumiamo in Svizzera? L'insegnante mostra due grafici a torta che visualizzano il consumo energetico in Svizzera nel 2002 e nel SeS interpretano i diagrammi. Che cosa è cambiato? Perché? Lucido 1: Consumo finale di nel 2011: TJ Consumo finale di nel 2002: TJ Commento dei diagrammi. Il consumo di olio da riscaldamento cala dato che gli edifici di nuova costruzione necessitano di minore ed esistono numerose alternative al riscaldamento con olio combustibile. Il consumo di carburante invece aumenta perché aumenta il traffico motorizzato. Sebbene gli apparecchi elettrici diventino sempre più efficienti sotto il profilo energetico, il consumo di corrente elettrica aumenta perché il numero degli apparecchi utilizzati è in continua crescita.

4 Documentazione per l insegnante. Soluzioni:. Informazioni supplementari. Lucido 2: Evoluzione del consumo di dal 1910 al 2011 Lucido 3: Watt pro capite nel raffronto mondiale. Commento. Pro capite consumiamo più di 6000 Watt di carico termico continuo, vale a dire 3 volte di più della media della popolazione mondiale. INS 3

5 Documentazione per l insegnante. INS 4 Soluzioni:. 3. Approccio al tema «Che cos'è l'? Da dove proviene l'?» Formare gruppi. SeS ricevono un'immagine e cercano il partner con la stessa immagine ( rinnovabile/non rinnovabile). Una volta formati i gruppi, ogni gruppo discute quali sono i punti comuni e le differenze delle immagini che hanno ricevuto. Le coppie d immagini mostrano fonti di rinnovabile e non rinnovabile. La scheda di lavoro può anche essere consegnata in versione completa a SeS, che devono allora scoprire quali sono i punti in comune delle coppie d immagini. 4. Che cos'è l'? Da dove proviene l'? Che forme di esistono? (Scheda di lavoro) Suddivisi in coppie, SeS rispondono alle domande della scheda di lavoro. Qual è la differenza tra e? L' è presente come tale in natura, non può tuttavia essere utilizzata direttamente come. L' è ricavata dalla trasformazione dell' e può alla fine essere utilizzata. Quali vettori di sono rinnovabili? Sole, vento, acqua, calore, biomassa, geotermica Quali vettori termici sono fossili? Uranio, petrolio, gas naturale, carbone Qual è lo svantaggio dei processi di trasformazione? Una parte dell', principalmente sotto forma di calore, è dispersa. L' si presenta in sotto differenti forme Vettori energetici eolica idrica geotermica mareomotrice Forma di radiazioni cinetica cinetica termica cinetica Vettori energetici biomassa petrolio gas naturale uranio carbone Forma di chimica chimica chimica chimica chimica

6 Documentazione per l insegnante. INS 5 Soluzioni:. 5. Processi di trasformazione dell', lavoro di gruppo. Ogni gruppo tratta un tipo di e presenta i risultati alla classe (6 gruppi). 2 trasformatore utile olio da riscaldamento riscaldamento calore petrolio raffineria benzina/cherosene motore a combustione (auto/aereo) movimento elevato contenuto energetico fonte non rinnovabile dipendenza dall'estero l'estrazione danneggia la natura lunghe vie di trasporto rischio di incidenti navi petroliere provoca gas effetto serra (CO2) -> cambiamento climatico 2 trasformatore utile idrica centrale idroelettrica (generatore) elettrica apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ecc.) calore, luce, lavoro meccanico ecc. rinnovabile utilizzabile in molti posti -> produzione locale di non producono gas a effetto serra intervento sulla natura (edilizio) piuttosto modesto effetti negativi nel mondo animale (pesci), trasporto solido di fondo dei corsi d'acqua e quantità d'acqua 2 trasformatore utile eolica centrale eolica (generatore) elettrica apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ecc.) calore, luce, lavoro meccanico ecc. rinnovabile utilizzabile in molti posti -> produzione locale di non producono gas a effetto serra intervento sulla natura (edilizio) modesto pochi effetti negativi nel mondo animale (uccelli, pipistrelli)

7 Documentazione per l insegnante. INS 6 Soluzioni:. 2 trasformatore utile geotermica sonda geotermica liquido riscaldato scambiatore di calore acqua calda per riscaldamento rinnovabile utilizzabile in molti posti -> produzione locale di non ci sono gas effetto serra intervento edilizio (perforazione) notevole e costoso nessun effetto negativo sulla fauna potenziali conflitti per l'utilizzo del sottosuolo (acque sotterranee, traffico, edifici) uranio centrale elettronucleare (turbina a vapore e generatore) elettrica 2 trasformatore utile apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ) calore, luce, lavoro meccanico elevato contenuto energetico, radioattività fonte non rinnovabile dipendenza dall'estero l'estrazione danneggia la natura costosa preparazione dei materiali fissili, che richiede già di per sé notevole estrema complessità dell'impianto nucleare lo stoccaggio delle scorie radioattive non è ancora stato risolto solare impianto fotovoltaico elettrica 2 trasformatore utile apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ecc.) calore, luce, lavoro meccanico ecc. collettori termici liquido riscaldato scambiatore di calore acqua calda per la doccia rinnovabile utilizzabile in molti posti -> produzione locale di non ci sono gas effetto serra nessun effetto negativo sulla fauna nessuna produzione di notte, produzione ridotta d'inverno

8 Documentazione per l insegnante Lucido 1. INS 7 Suddivisione del consumo finale in Svizzera per vettore energetico. (2011) Fonte: BFE, Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2011 Suddivisione del consumo finale in Svizzera per vettore energetico. (2002) Fonte: BFE, Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2002

9 Documentazione per l insegnante Lucido 2. Consumo finale di per vettore energetico. Fonte: BFE, Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2011 INS 8

10 Documentazione per l insegnante Lucido 3. INS 9 Watt per persona nel confronto mondiale. Fonte:

11 Scolari e scolare Foglio di lavoro Coppie di immagini rinnovabile/non rinnovabile. SeS 1 Coppie di immagini. Fonte: Erneuerbare Energien, Andreas Hügli, 2007, h.e.p. verlag AG

12 Scolari e scolare Foglio di lavoro 1/2. SeS 2. Che cos'è l'? La parola deriva dal greco antico «energeia» e significa attività, azione efficace. L' non è visibile, ma se ne riconosce l'azione, per es. il movimento, l'illuminazione o il riscaldamento di un oggetto. In generale, l' è la capacità di un corpo di compiere lavoro. Da dove proviene l'? I vettori energetici sono sostanze il cui contenuto energetico può essere utilizzato per i processi di trasformazione. La maggior parte dei vettori energetici che utilizziamo sulla Terra sono dovuti in ultima analisi al sole. I vettori energetici primari sono quelli messi a disposizione dalla natura, che non sono stati ancora soggetti a un processo di trasformazione. Rientrano in questo tipo di vettori l' idrica, l' solare, l' eolica, l' geotermica, l' mareomotrice, la biomassa, il petrolio, il gas naturale, l'uranio e il carbone. Tramite i processi di trasformazione nelle centrali elettriche e nelle raffinerie, dall' viene ricavata (per es. corrente elettrica, olio da riscaldamento, benzina). Nei processi di trasformazione una parte dell' viene sempre dispersa, nelle maggior parte dei casi, sotto forma di calore. È definita utile l' che alla fine del processo di trasformazione l'uomo utilizza, soprattutto come termica, motoria o come luce. Si distingue tra vettori energetici fossili ed energie rinnovabili. I vettori energetici fossili petrolio, gas naturale e carbone sono composti di idrocarburi, formatisi dalla decomposizione di materiale organico (piante e animali) nel corso di processi geologici di trasformazione durati milioni di anni. Sulla scala dei tempi umana non è più possibile lo sviluppo di nuove energie fossili. Per questo motivo le riserve di fossile sono definite come energie non rinnovabili. Anche l'uranio non è rinnovabile. Sono chiamate energie rinnovabili le fonti di che sulla scala dei tempi umani non sono praticamente esauribili oppure si rigenerano almeno alla stessa velocità con cui vengono consumate (p. es. solare). Rispondete alle seguenti domande. Qual è la differenza tra e? Quali vettori di sono rinnovabili? Quali vettori di sono fossili? Qual è lo svantaggio dei processi di trasformazione?

13 Scolari e scolare Foglio di lavoro 2/2. SeS 3. L' si presenta in forme molteplici. L' cinetica (dal greco antico kinesis = movimento) è l', che un corpo possiede a causa del proprio movimento. Un ciclista ha cinetica. Viene chiamata chimica l' contenuta nei legami chimici di atomi o molecole. Questo tipo di viene liberato nei processi chimici e trasformato per es. in termica. Sono processi di questo tipo la combustione di olio per riscaldamento, la combustione di legna o la metabolizzazione del cibo nel nostro organismo. L' termica è l' generata dall'eccitazione degli atomi o delle molecole di una sostanza. Nel linguaggio comune è chiamata anche «calore». La combustione del legno produce termica. L' elettrica è un tipo di associato all'elettricità, mediante la quale viene trasmessa o immagazzinata. È generata dall'eliminazione di elettroni dal nucleo dell'atomo. Generatori, batterie e cellule solari forniscono elettrica, che in natura si manifesta nei campi elettrici generati dai fulmini o dai pesci elettrofori. La luce è radiante. Viene ceduta dal sole, dalla fiamma di una candela o da una lampadina. Il ferro, per esempio, quando è arroventato emette radiazioni luminose visibili. La lampadina, ad esempio, funziona secondo questo principo: la corrente elettrica rende incandescente un filamento di metallo. Disegna in ciascun campo un simbolo per i 10 vettori di menzionati nella sezione «Da dove proviene l'» specificando di quale forma di si tratta. Vettori energetici Forma di radiante Vettori energetici Forma di

14 Scolari e scolare Compito di gruppo (1/6). SeS 4 Processo di trasformazione dell' 1. Tre compiti per voi. 1. Ordinate nella sequenza giusta le parole chiave, così da descrivere un processo di trasformazione dell'. Per inserire le parole chiave utilizzate la griglia riportata qui sotto. 2. Discutete nel gruppo i vantaggi e gli svantaggi di ciascun vettore energetico e dei processi di trasformazione (da dove proviene il vettore energetico, se il processo di trasformazione energetica richiede già di per sé molta, in che modo viene trasportata l', quali sono gli effetti collaterali ecc.). 3. Riassumete tutto su un cartellone e discutetene con la classe. Parole chiave: Petrolio calore olio per riscaldamento motore a combustione (auto/aereo) benzina/cherosene riscaldamento raffineria movimento 2 trasformatore utile

15 Scolari e scolare Compito di gruppo (2/6). SeS 5 Processo di trasformazione dell' 2. Tre compiti per voi. 1. Ordinate nella sequenza giusta le parole chiave, così da descrivere un processo di trasformazione dell'. Per inserire le parole chiave utilizzate la griglia riportata qui sotto. 2. Discutete nel gruppo i vantaggi e gli svantaggi di ciascun vettore energetico e dei processi di trasformazione (da dove proviene il vettore energetico, se il processo di trasformazione energetica richiede già di per sé molta, in che modo viene trasportata l', quali sono gli effetti collaterali ecc.). 3. Riassumete tutto su un cartellone e discutetene con la classe. Parole chiave: idrica apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ecc.) centrale idroelettrica (generatore) calore, luce, lavoro meccanico elettrica 2 trasformatore utile

16 Scolari e scolare Compito di gruppo (3/6). SeS 6 Processo di trasformazione dell' 3. Tre compiti per voi. 1. Ordinate nella sequenza giusta le parole chiave, così da descrivere un processo di trasformazione dell'. Per inserire le parole chiave utilizzate la griglia riportata qui sotto. 2. Discutete nel gruppo i vantaggi e gli svantaggi di ciascun vettore energetico e dei processi di trasformazione (da dove proviene il vettore energetico, se il processo di trasformazione energetica richiede già di per sé molta, in che modo viene trasportata l', quali sono gli effetti collaterali ecc.). 3. Riassumete tutto su un cartellone e discutetene con la classe. Parole chiave: centrale eolica (generatore) calore, luce, lavoro meccanico ecc. elettrica eolica apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ecc.) 2 trasformatore utile

17 Scolari e scolare Compito di gruppo (4/6). SeS 7 Processo di trasformazione dell' 4. Tre compiti per voi. 1. Ordinate nella sequenza giusta le parole chiave, così da descrivere un processo di trasformazione dell'. Per inserire le parole chiave utilizzate la griglia riportata qui sotto. 2. Discutete nel gruppo i vantaggi e gli svantaggi di ciascun vettore energetico e dei processi di trasformazione (da dove proviene il vettore energetico, se il processo di trasformazione energetica richiede già di per sé molta, in che modo viene trasportata l', quali sono gli effetti collaterali ecc.). 3. Riassumete tutto su un cartellone e discutetene con la classe. Parole chiave: liquido riscaldato acqua calda per riscaldamento geotermica sonda geotermica scambiatore di calore 2 trasformatore utile

18 Scolari e scolare Compito di gruppo (5/6). SeS 8 Processo di trasformazione dell' 5. Tre compiti per voi. 1. Ordinate nella sequenza giusta le parole chiave, così da descrivere un processo di trasformazione dell'. Per inserire le parole chiave utilizzate la griglia riportata qui sotto. 2. Discutete nel gruppo i vantaggi e gli svantaggi di ciascun vettore energetico e dei processi di trasformazione (da dove proviene il vettore energetico, se il processo di trasformazione energetica richiede già di per sé molta, in che modo viene trasportata l', quali sono gli effetti collaterali ecc.). 3. Riassumete tutto su un cartellone e discutetene con la classe. Parole chiave: elettrica centrale elettronucleare (turbina a vapore e generatore) calore, luce, lavoro meccanico ecc. apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ecc.) Uranio 2 trasformatore utile

19 Scolari e scolare Compito di gruppo (6/6). SeS 9 Processo di trasformazione dell' 6. Tre compiti per voi. 1. Ordinate nella sequenza giusta le parole chiave, così da descrivere un processo di trasformazione dell'. Per inserire le parole chiave utilizzate la griglia riportata qui sotto. 2. Discutete nel gruppo i vantaggi e gli svantaggi di ciascun vettore energetico e dei processi di trasformazione (da dove proviene il vettore energetico, se il processo di trasformazione energetica richiede già di per sé molta, in che modo viene trasportata l', quali sono gli effetti collaterali ecc.). 3. Riassumete tutto su un cartellone e discutetene con la classe. Parole chiave: solare liquido riscaldato collettori termici acqua calda per la doccia elettrica impianto fotovoltaico scambiatore di calore apparecchi elettrici (asciugacapelli, boiler, lampada, TV, frullatore ecc.) calore, luce, lavoro meccanico ecc. 2 trasformatore utile

20 Gennaio 2015 Scuole FFS in collaborazione con: Partner principale Partner FFS SA Comunicazione Hilfikerstrasse Berna 65, Svizzera ffs.ch/scuole