LA MATERIA Noi possiamo toccare e vedere tante cose in natura. Tutto quello che possiamo percepire con i nostri sensi occupa uno spazio e ha un peso è fatto di materia. Gli oggetti, le piante, gli animali, gli uomini, perfino l universo sono corpi e sono fatti di materia. Esistono molti diversi tipi di materia, e sono chiamati sostanze. Ogni sostanza è diversa e ha le sue caratteristiche. Ad esempio: l acqua è trasparente, il vetro è fragile, la lana è morbida. Tutte le sostanze sono formate da piccolissime parti, chiamate molecole. acqua sale molecola d acqua molecola di sale Le sostanze sono composte da molecole. Le molecole sono particelle piccolissime. Molecole diverse formano sostanze diverse. 86
LA MATERIA Le caratteristiche delle sostanze I diversi tipi di materia si chiamano sostanze. Ogni sostanza ha caratteristiche diverse: ad esempio il colore, l odore, il sapore, la durezza. studiare le sostanze si può confrontare la caratteristica di una sostanza con la stessa caratteristica di un altra sostanza. GLOSSARIO tenacia: grande capacità di una sostanza di resistere, ad esempio ai colpi. fragilità: poca capacità di una sostanza di resistere, ad esempio ai colpi. Ad esempio, immaginiamo di voler conoscere la tenacia e la fragilità di tre sostanze: la ceramica, il ghiaccio e il metallo. Prendiamo tre lastre uguali e facciamo cadere sopra di esse un sasso. Che cosa succede? 1. 1 La ceramica si rompe in mille pezzi. 2. 2 3. 3 Il ghiaccio si rompe, ma in meno pezzi. Il metallo non si rompe. Quindi la ceramica è più fragile del ghiaccio e del metallo. Il metallo, invece, è la sostanza più tenace. 1 2 3 Lastra di ceramica. Lastra di ghiaccio. Lastra di metallo. Quando le molecole di due sostanze si mescolano perfettamente tra loro e non si distinguono più, formano una soluzione. Un esempio: l acqua e il sale. Quando le molecole di due sostanze non si mescolano perfettamente tra loro ma mantengono le loro caratteristiche iniziali, formano una sospensione. Un esempio: l acqua e la farina di mais. 87
LA MATERIA Solidi, liquidi, gas Le sostanze, cioè i diversi tipi di materia, possono avere tre stati: solido, liquido e gassoso. L acqua è l unica sostanza che esiste in natura in tutti e tre gli stati. In ogni stato, le molecole hanno caratteristiche diverse: Allo stato solido, le molecole sono legate fra loro in modo molto forte. questo i corpi solidi, come il ghiaccio, hanno una forma e occupano uno spazio ben preciso. Allo stato liquido le molecole possono scorrere una sull altra. questo i liquidi, come l acqua, non hanno una forma precisa ma prendono quella del recipiente che li contiene. Allo stato gassoso le molecole non sono legate fra loro. questo i gas, come il vapore acqueo, non hanno una forma e occupano tutto lo spazio a loro disposizione. Molecole nei corpi solidi. Molecole nei corpi liquidi. Molecole nei gas. Scrivi in ogni quadratino una V se la frase è vera o una F se la frase è falsa. Le molecole dei corpi solidi hanno legami molto forti tra loro. I liquidi prendono la forma del recipiente che li contiene. I gas hanno una forma propria e legami molto forti. L acqua è presente in natura in tutti e tre gli stati. 88
LA MATERIA I passaggi di stato Le sostanze possono passare da uno stato all altro grazie al calore. Se aumenta il calore le molecole si muovono più velocemente e i loro legami diventano deboli. Prendiamo ad esempio il ghiaccio. Il ghiaccio (solido) con il calore ridiventa acqua (liquido). Questo passaggio si chiama fusione. Se aumenta ancora il calore, l acqua (liquido) evapora e diventa vapore (gassoso). Questo passaggio si chiama evaporazione. Se invece l acqua viene molto raffreddata, i legami tra le molecole diventano più forti. In questo caso l acqua (liquido) diventa ghiaccio (solido). Il passaggio si chiama solidificazione. Se infine raffreddiamo il vapore (gassoso), questo diventa acqua (liquido). Il passaggio si chiama condensazione. Il termometro è lo strumento scientifico che misura la temperatura, cioè il preciso livello di calore di un corpo. Il calore passa sempre dal corpo più caldo al corpo più freddo. Stato solido Stato liquido Stato liquido Stato solido Stato liquido Stato gassoso Stato gassoso Stato liquido Osserva i disegni qui accanto. Poi scrivi nei cerchietti il numero del passaggio di stato corretto. 1 evaporazione 2 solidifcazione 3 fusione 4 condensazione 89
L acqua L acqua e le sue caratteristiche L acqua è una sostanza necessaria per la vita sulla Terra. È l unica sostanza che troviamo allo stato liquido, solido (ghiaccio) e gassoso (vapore acqueo). Un importante caratteristica dell acqua è che le molecole sulla sua superficie sono molto strette tra loro. In questo modo formano una specie di pellicola. Questo fenomeno si chiama tensione superficiale. Un altra caratteristica dell acqua è il fenomeno della capillarità. Se mettiamo dell acqua in un bicchiere molto stretto, le molecole che stanno lungo i bordi salgono verso l alto. Sempre grazie alla capillarità, l acqua viene assorbita da una spugna che usiamo per lavarci. Alcuni insetti possono appoggiarsi sull acqua grazie al fenomeno della tensione superficiale. Scrivi in ogni quadratino una V se la frase è vera o una F se la frase è falsa. L acqua si può trovare allo stato solido, liquido e gassoso. Grazie alla tensione superfciale l acqua risale lungo un bicchiere molto stretto. L acqua viene assorbita da una spugna grazie al fenomeno della capillarità. Il fenomeno della capillarità. Più il bicchiere è stretto e più l acqua risale lungo i bordi. 90
L acqua L acqua e i viventi L acqua è necessaria per tutti gli esseri viventi. Gran parte del corpo degli uomini, degli animali e delle piante è formato da acqua. Durante il giorno, noi eliminiamo molta acqua attraverso il sudore oppure l urina. Quindi dobbiamo bere molto per inserire di nuovo liquidi nel nostro corpo. Allo stesso modo, bere è importante per gli animali. Infine anche le piante hanno bisogno della pioggia o di ricevere acqua dall uomo. L acqua buona da bere è detta potabile e ha queste caratteristiche: è incolore, cioè trasparente; è inodore, cioè senza odori particolari; è insapore, cioè senza sapori particolari; contiene una piccolissima quantità di alcuni sali minerali utili per l uomo; non contiene sostanze velenose e microrganismi. GLOSSARIO trasparente: non ha colore e lascia passare la luce. microrganismi: esseri viventi piccolissimi che si vedono solo con il microscopio. Segna con una le caratteristiche che l acqua deve avere per essere potabile. Calda Incolore Molto saporita Contenere microrganismi Insapore Inodore Contenere piccole quantità di sali minerali. Contenere piccole quantità di sostanze nocive. Gran parte del nostro corpo (due terzi) è formato da acqua. L acqua potabile è un bene molto importante e non deve mai essere sprecata. Dobbiamo pensare che in molti luoghi della Terra l acqua è molto scarsa e ci sono persone che muoiono di sete. 91
L acqua Il ciclo dell acqua Sulla Terra l acqua cambia continuamente di stato: diventa gassosa, liquida e solida. Poi ritorna liquida. Tutte queste trasformazioni formano il ciclo dell acqua. Le fasi del ciclo dell acqua sono: L acqua dei mari, dei fiumi e dei laghi, con il calore, evapora e diventa vapore acqueo. Cambia stato: da liquida diventa gassosa. Il vapore acqueo sale e incontra l aria più fredda. Il vapore allora condensa, cioè si formano le nubi, fatte di goccioline d acqua. Le goccioline si uniscono fra loro, diventano pesanti e cadono giù: si forma così la pioggia. L acqua è ritornata liquida. Se fa molto freddo, le goccioline diventano solide e cade la neve oppure la grandine. Questi fenomeni sono chiamati precipitazioni. L acqua delle precipitazioni finisce nei fiumi, nei laghi e nei mari. A questo punto, il ciclo dell acqua inizia di nuovo da capo, senza fermarsi mai. GLOSSARIO ciclo: un percorso sempre uguale che non si ferma mai. precipitazioni: sono chiamate così pioggia, neve e grandine, perché precipitano sulla Terra. Numera le fasi del ciclo dell acqua da 1 a 4. Il ciclo si ripete in continuazione, quindi puoi inserire il n. 1 nella fase che preferisci. Le precipitazioni fniscono nel mare e sulla Terra. Il vapore condensa e forma le nuvole. L acqua evapora dal mare e dalla Terra. L acqua precipita sotto forma di pioggia, di neve o di grandine. Quando la temperatura è bassa, le goccioline di pioggia diventano neve. Questo è un altro modo con cui l acqua torna sulla Terra. 92
L acqua Quando cade, l acqua penetra anche nel terreno ed è assorbita dalle piante. Una parte dell acqua finisce nella falda acquifera, ossia sottoterra, dove viene trattenuta dalla roccia. Da qui si prende l acqua che noi beviamo. Nel suo viaggio, però, l acqua può incontrare delle sostanze velenose sia nell aria sia nel terreno. L acqua quindi è sempre uguale per quantità, ma non per qualità. L'acqua inquinata può causare gravi problemi. Osserva il disegno. Poi scrivi nei cerchietti il numero degli elementi corretto. 1 Neve. 2 Pioggia. 3 Grandine. 4 Fiume. 5 Vapore acqueo. 6 Falda acquifera. 7 Mare.
L aria L aria e le sue caratteristiche La Terra è circondata da aria. L aria è fatta di materia e ha caratteristiche ben precise. prima cosa, l aria occupa uno spazio. Non occupa uno spazio ben preciso, ma tutto quello che ha a disposizione. Le molecole dell aria possono essere compresse, cioè ristrette in un piccolo spazio, e poi possono allargarsi di nuovo. Questo perché l aria è elastica. Anche l aria ha un peso. L aria che è intorno a noi e che respiriamo è formata da molti gas: l azoto, che è il gas più abbondante; l ossigeno, che viene prodotto dalle piante e ci permette di respirare; l anidride carbonica, che è un gas prodotto anche quando si bruciano alcuni materiali; il vapore acqueo, cioè l acqua evaporata e quindi allo stato gassoso; molti altri gas e polveri. Osserva bene l areogramma qui sotto, che mostra come è composta l aria, poi svolgi l esercizio. anidride carbonica, vapore acqueo, altri gas e polveri 1% ossigeno 21% azoto 78% Scrivi in ogni quadratino una V se la frase è vera o una F se la frase è falsa. L aria è composta per la maggior parte di azoto. Nell aria sono presenti sia l ossigeno che l anidride carbonica. Nell aria non è mai presente il vapore acqueo. L aria all interno della mongolfiera è calda e più leggera dell aria circostante. 94
L aria L atmosfera terrestre Intorno alla Terra c è una sfera trasparente di aria, detta atmosfera. Questa è composta da cinque diverse fasce. Su ciascuno di noi pesa una colonna di aria alta come l atmosfera e chiamata pressione atmosferica. Preme sempre su di noi e quindi non ce ne accorgiamo. Quando viene riscaldata dai raggi del Sole, l aria aumenta la sua temperatura. Essa diventa più leggera e sale verso l alto. Al suo posto arriva l aria più pesante che proviene da strati più freddi. In questo modo si crea un continuo movimento di masse d aria: il vento. Molti venti seguono sempre la stessa direzione. Altri venti, chiamati brezze, cambiano direzione nel corso della giornata. Ad esempio, in riva al mare, di giorno possiamo percepire la brezza di mare, che soffia verso la terraferma. Di notte possiamo percepire la brezza di terra, che soffia verso il mare. L atmosfera è divisa in 5 fasce. La più vicina alla Terra si chiama troposfera ed è ricca di ossigeno. Più in alto c è la stratosfera dove c è l ozono, un gas che ci protegge dai raggi dannosi del Sole. 95
L aria L aria e i viventi Quasi tutti gli organismi viventi hanno bisogno di ossigeno per vivere e per svolgere le loro azioni. Gli esseri viventi respirano e fanno entrare così l ossigeno nel proprio corpo. Allo stesso tempo fanno uscire l anidride carbonica. I viventi quindi hanno un continuo scambio di gas con l atmosfera. L uomo, però, ha inquinato l ambiente in cui vive e respira. Le fabbriche, il riscaldamento delle case e le automobili hanno prodotto molta anidride carbonica e altre sostanze inquinanti. Queste sostanze nell aria fanno male, quando le respiriamo. La grande quantità di anidride carbonica ha anche provocato l effetto serra, cioè il continuo aumento della temperatura dell aria sulla Terra. L effetto serra è pericoloso per l ambiente. Segna con una le risposte corrette. Di che cosa hanno bisogno gli esseri viventi per respirare? Di anidride carbonica. Di ossigeno. Da chi viene prodotto l ossigeno? Dalle piante. Dalle industrie. Da che cosa è provocato un eccessivo riscaldamento della Terra? Dalla presenza di vapore acqueo nell aria. Dall effetto serra. Nel disegno sopra puoi vedere le cause dell effetto serra: l anidride carbonica trattiene i raggi del Sole e la Terra si riscalda troppo. Nel disegno sotto ci sono alcune delle possibili conseguenze: lo scioglimento dei ghiacciai e l aumento delle tempeste. 96