Percorso Didattico 3 Acqua e stati della materia

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1 PIANO ISS P r e s i d i o M I L A N O I s t i t u t o T e c n i c o I n d u s t r i a l e S t a t a l e L i c e o S c i e n t i f i c o T e c n o l o g i c o E t t o r e M o l i n a r i Via Crescenzago, Milano - t e l. : ( 0 2 ) / f a x : ( 0 2 ) / w w w. i t i s - m o l i n a r i. m i. i t p r e s i d e n z i t i s - m o l i n a r i. m i. i t Percorso Didattico 3 Acqua e stati della materia ACQUA CHE SCOMPARE un bicchiere di plastica, acqua, pennarello Descrizione e osservazioni: 1a fase: abbiamo messo dell'acqua in un bicchiere e segnato il suo livello con il pennarello. Abbiamo messo il bicchiere in freezer per tre giorni. L'acqua è diventata ghiaccio e il livello si è alzato. 2a fase: Abbiamo lasciato nell'aula il bicchiere, dopo qualche ora il ghiaccio è diventato acqua e il livello è tornato quello di prima. 3a fase: Abbiamo lasciato il bicchiere sopra l'armadio ed ogni giorno osservavamo cosa succedeva: il livello dell'acqua diminuiva piano piano e dopo un mese e mezzo l'acqua non c'era più. L'EVAPORAZIONE DELL'ACQUA : i fazzoletti Ipotesi: I fazzoletti distesi si dovrebbero asciugare prima di quelli accartocciati I fazzoletti messi sul calorifero si dovrebbero asciugare prima degli altri. Con l'asciugacapelli ad aria calda i fazzoletti si asciugano prima che con l'aria fredda. fazzoletti di carta, orologio, vaschetta d'acqua, asciugacapelli Descrizione ed osservazione: 1 fase: abbiamo preso tre fazzoletti, li abbiamo bagnati e strizzati poi ne abbiamo messo uno sul calorifero, un altro accartocciato, un altro disteso e l'ultimo piegato. Abbiamo fatto la stessa cosa con altri sei fazzoletti, tre li abbiamo messi sotto al calorifero e altri tre per terra lontano dal calorifero. Tutti si sono asciugati ma in tempi diversi, il fazzoletto disteso sul calorifero si è asciugato in 40 minuti, poi si è asciugato quello piegato e alla fine quello accartocciato. I fazzoletti che ci hanno messo più tempo ad asciugare sono stati quelli lontani dal calorifero. 2 fase: abbiamo preso due fazzoletti bagnati e ne abbiamo asciugato uno con l'aria calda di un asciugacapelli e l'altro con quella fredda. Con l'aria fredda il fazzoletto si è asciugato in 14 minuti e 40 secondi, mentre con quella calda in 7 minuti. Tutti i fazzoletti si sono asciugati grazie al calore che ha riscaldato l'acqua che è EVAPORATA diventando vapore acqueo. Conclusioni: L'acqua può passare dallo stato liquido allo stato aeriforme. L'evaporazione avviene a qualsiasi temperatura.

2 L'EVAPORAZIONE E LA SUPERFICIE DELL'ACQUA Ipotesi: se mettiamo l'acqua in vaschette diverse, questa evapora prima nella vaschetta larga, poi in quella piccola (non coperta) e per ultima nel bicchiere. 2 vaschette piccole di plastica, bicchiere di plastica, una vaschetta grande, una bottiglia di plastica, pennarello, un misurino, acqua, carta stagnola, calorifero. Descrizione ed osservazioni: Abbiamo preso una bottiglia di acqua, con un pennarello abbiamo fatto un segno su un bicchierino per segnare il livello dell'acqua (abbiamo così un misurino). Abbiamo versato la stessa quantità di acqua dentro ai contenitori di plastica ne abbiamo coperto una con la carta stagnola e le abbiamo messe sul calorifero. Con l'orologio abbiamo misurato il tempo impiegato dall'acqua per evaporare. L'acqua nel contenitore più grande è evaporata per prima (in circa 1 giorno), poi è evaporata quella della vaschetta piccola (in circa 2 giorni) infine l'acqua nel bicchiere. Nella coppetta coperta con la carta stagnola il livello dell'acqua è rimasto praticamente uguale e la carta all'interno si è bagnata. Cosa ho capito L'evaporazione dell'acqua cambia a seconda della superficie: l'acqua evapora più facilmente se la superficie è più ampia. Se il recipiente è coperto l'acqua evapora lo stesso, ma il vapore acqueo condensa sul coperchio. L'evaporazione dell'acqua dipende dalle condizioni ambientali in cui avviene: il vento, una temperatura più elevata e una superficie più ampia favoriscono l'evaporazione. 1 E

3 LA BOTTIGLIETTA TAPPATA Previsione: Se metto un tappo alla bottiglietta contenente acqua, questa non evapora. un bottiglietta di plastica, acqua, un fazzoletto Descrizione ed osservazioni: Ho messo un po' di acqua nella bottiglietta, l'ho tappata con un fazzoletto di carta e l'ho lasciata per qualche ora sul calorifero. Poi l'ho messa sopra l'armadio della classe. Guardando la bottiglietta sul calorifero sembra che non sia successo niente, però il fazzoletto è umido. Quando ho messo la bottiglia sull'armadio ho visto che all'interno si è formata l'umidità. La mia previsione era sbagliata; l'acqua nella bottiglietta messa sul calorifero è EVAPORATA, ma il vapore acqueo non si vede. Mettendo la bottiglietta in un posto più freddo il vapore acqueo si è CONDENSATO. La condensazione è il passaggio dallo stato aeriforme allo stato liquido. Esempi di condensazione sono la formazione della rugiada e delle nuvole o l'appannamento del vetro di una finestra in una giornata fredda. Micael 1 E

4 L'EBOLLIZIONE DELL'ACQUA Ho messo il pentolino con l acqua fredda sul fornello; quando l acqua comincia a scaldarsi vedo delle piccole bollicine d aria sul fondo e sulle pareti del pentolino. Le bollicine d aria sul fondo e sulle pareti continuano ad aumentare; si comincia a vedere del fumo che esce dal pentolino. L acqua comincia a bollire, dal pentolino esce sempre più fumo, le bollicine diventano più grandi e salgono verso l alto velocemente. L acqua ormai bolle, pian piano il livello dell acqua nel pentolino diminuisce. L ebollizione è turbolenta. Il passaggio dallo stato liquido allo stato aeriforme che avviene in maniera tumultuosa si chiama EBOLLIZIONE. Conclusioni: L'acqua può passare dallo stato liquido allo stato aeriforme in due modi: l'evaporazione e l'ebollizione. L'evaporazione avviene a qualsiasi temperatura. L'ebollizione dell'acqua avviene ad una temperatura di 100 C. Punto della situazione Nelle lezioni successive abbiamo fatto il nostro terzo punto della situazione: Da dove siamo partiti: osservazione e realizzazione di esperienze con ghiaccio, acqua, calore, aria, strumenti e oggetti vari. Cosa abbiamo fatto: esperimenti sui passaggi di stato. Cosa abbiamo capito: - l acqua può trasformarsi - i passaggi di stato hanno dei sinonimi nel linguaggio comune (scioglimento=fusione, asciugare=evaporare, appannare=condensare, cambiamento=trasformazione) - l evaporazione dipende dalla superficie esposta, dalla quantità di calore e dalla presenza di aria in movimento - l acqua può trovarsi in tre forme: gassosa, solida, liquida. Cosa non abbiamo capito: l annebbiamento e come mai un fazzoletto bagnato e chiuso in una scatola si è asciugato.

5 Verbale L ebollizione dell acqua avviene sempre alla stessa temperatura? Martedì 14 siamo andati all ITIS Lagrange, una scuola superiore, abbiamo avuto a disposizione il laboratorio di Fisica per fare esperimenti. Un prof. ci ha aiutato nell esperimento e ci ha fatto vedere come fare il vuoto in una campana a vetro. Nella campana ha sistemato un palloncino chiuso con dentro pochissima aria, un bicchiere con dell acqua e una sveglietta che stava suonando, poi ha cominciato a togliere aria con una pompa e abbiamo visto che il palloncino si gonfiava il suono via via diventava sempre più debole fino a non sentirsi più e nel bicchiere l acqua a bollire. Aiutati dal prof che ci faceva domande abbiamo fatto un po di ipotesi: perché il suono non si sente più:il suono ha bisogno dell aria (o di un altro mezzo) per propagarsi, mentre noi vediamo la sveglietta e tutto quello che c è nella campana perché la luce si propaga anche nel vuoto. Non riuscivamo a capire perché il palloncino si era gonfiato così tanto ma poi con l aiuto del prof abbiamo capito che dipende dalla pressione atmosferica, il palloncino si gonfia perché facendo il vuoto la pressione all esterno del palloncino è minore e quindi le molecole all interno del palloncino fanno più pressione, l aria all interno si dilata e gonfia il palloncino. Il prof ha aperto la campana e il suono si è sentito di nuovo, il palloncino si è sgonfiato, ma la cosa che mi è piaciuta di più è stata quando il prof ha preso il bicchiere e ci ha chiesto di mettere un dito nell acqua, parecchi di noi si sono rifiatati di farlo, perché pensavamo di scottarci, poi Zhang Peng

6 ha avuto il coraggio di toccarla e quando abbiamo visto la sua faccia ci siamo incuriositi; l acqua era fredda non calda! E non capivamo perché se l acqua bolle a 100 C, come mai era così fredda. Il prof ci ha allora spiegato che l ebollizione dipende dalla pressione. Se la pressione atmosferica diminuisce l acqua bolle a temperature inferiori, addirittura se la pressione diventa molto piccola come nella campana l ebollizione avviene anche a temperatura ambiente. Se la pressione aumenta, come nelle pentole a pressione, invece la temperatura di ebollizione aumenta. Marco 2A