LABORATORIO SCIENTIFICO L energia e le trasformazioni ISTITUTO COMPRENSIVO VALMAURA Scuola meda G. Caprin PROF. M.BUCCI
Tutto cambia continuamente. La notte segue il giorno. La primavera viene dopo l inverno. Il tempo cambia spesso. Tu cresci continuamente. La gatta cresce e fa nascere i gattini. I gattini crescono e fanno anche loro altri gattini.
Una pianta di fagioli cresce da un semino. Con il passare del tempo, la pianta produce dei semi. Questi semi fanno crescere delle nuove piante di fagioli. Gli esseri viventi cambiano continuamente. Tu cresci poco a poco, giorno dopo giorno. Cambi anche in altri modi?
Anche gli esseri che non sono vivi cambiano. I sassi, la sabbia, la terra cambiano. Anche i fiumi, i laghi e gli oceani cambiano. Cambiano le case e le città. Ogni volta che qualcosa cambia, è necessario usare energia. A volte ti diverti a giocare con la sabbia e le formine. Se pressi una formina, la forma cambia. Da dove viene l energia che fa cambiare forma alla formina?
Quando il legno brucia, quando il ghiaccio fonde, quando l acqua bolle, avvengono dei cambiamenti. Da dove viene l energia che fa bruciare il legno, fondere il ghiaccio o bollire l acqua? Come si fa a trasformare il ghiaccio in acqua? Se metti il ghiaccio sotto il sole, il calore del sole fa fondere il ghiaccio. Il calore è energia. Il ghiaccio si trasforma in acqua.
Oppure puoi usare il calore del fuoco. L energia del fuoco proviene dalle cose che bruciano. Quando il legno brucia, viene emesso calore. Questa energia viene dal legno. C è un altro modo per far fondere il ghiaccio. Puoi usare il calore dell elettricità. Quali sono le cose che usano l elettricità ed emettono calore?
A che temperatura fonde il ghiaccio? Puoi scoprirlo tramite un esperimento. Metti del ghiaccio in una pentola. Qual è la temperatura del ghiaccio? Ora riscalda lentamente il ghiaccio. Qual è la temperatura dell acqua quando il ghiaccio è fuso quasi tutto? Come puoi far bollire l acqua? Anche in questo caso puoi usare il calore del sole, il fuoco o l elettricità. Fai un esperimento per scoprire a che temperatura bolle l acqua. Sposta il termometro nell acqua mentre si riscalda.
Che cosa succede all acqua quando bolle? Tieni una pentola asciutta e fredda sull acqua che bolle. Che cosa pensi che succederà? Che cosa succede? Questo esperimento ti fa capire anche un altro cambiamento dell acqua?
Quanto calore ci vuole per alzare la temperatura dell acqua? Misura una tazza d acqua. Versa l acqua in una pentola. Usa il termometro per scoprire qual è la temperatura dell acqua. Poi metti la pentola sul fuoco. Lascia il termometro nell acqua mentre la riscaldi.
Quanto ci vuole per aumentare la temperatura dell acqua di 10 gradi? Quanto ci vuole per aumentare la temperatura dell acqua di 20 gradi? Quanto ci vuole per aumentare la temperatura dell acqua di 30 gradi? Quanto ci vuole per aumentare la temperatura dell acqua di 40 gradi?
Ripeti l esperimento. Questa volta, misura due tazze d acqua. Quanto credi che ci vorrà per aumentare la temperatura dell acqua di 10 gradi? Quanto ci vuole?
I cambiamenti intorno a noi Le cose cambiano continuamente. Che cambiamenti accadono qui? Come sono cambiate le cose tramite l uso dell energia?
Le molecole e i cambiamenti Tutte le cose del mondo sono fatte di piccole particelle chiamate molecole. L aria e il legno sono fatti di molecole. L acqua è fatta di molecole. Le molecole dell aria e dell acqua sono diverse. Ma sono comunque molto piccole. Le molecole sono troppo piccole per essere viste.
L acqua passa attraverso la carta? Passa attraverso i vestiti? Passa attraverso altri oggetti? Progetta degli esperimenti per scoprirlo. Se le molecole fossero grandi, potrebbero passare attraverso la carta, i vestiti o altri oggetti?
Ci sono moltissime molecole in una goccia d acqua. Ci sono moltissime molecole in una goccia di inchiostro. Poni una goccia di inchiostro o di colorante in una caraffa d acqua. Cosa succede? Che cosa dimostra questo esperimento?
Perché il colorante o l inchiostro si sparpagliano in tutta l acqua della brocca? Le molecole si spostano in continuazione. A volte si muovono molto velocemente. Altre volte si muovono lentamente.
Prova a fare questa indagine. Riempi una caraffa piccola con acqua fredda. Riempi un altra caraffa con acqua calda. Versa una goccia di colorante in ciascuna caraffa. Il colorante si disperde più velocemente in una delle caraffe?
Forse è più facile pensare alle molecole come a delle palline. Le palline si muovono continuamente. Mentre si muovono, si urtano una contro l altra. Le molecole del ghiaccio sono vicine. Si muovono continuamente. Si muovono su e giù e da una parte all altra. Ma le molecole del ghiaccio non vanno lontano. Sono sempre nella stessa posizione. Le molecole del ghiaccio non si scambiano di posto una con l altra.
Le molecole dell acqua si muovono di più delle molecole del ghiaccio. E vanno a sbattere una contro l altra. Per le molecole dell acqua è facile cambiare di posto. Si spostano in tutte le direzioni continuamente. Le molecole si muovono più velocemente quando l acqua viene riscaldata. Si muovono più velocemente e si allontanano di più l una dall altra.
Più l acqua si riscalda, più velocemente si muovono le molecole. Alcune molecole volano via dall acqua. Si trasformano in un gas, che si chiama vapore acqueo. Quando le molecole si muovono molto velocemente, molte di esse volano via dall acqua. Molte di esse si trasformano in vapore acqueo.
Nell aria, le molecole di vapore acqueo si mescolano con le molecole di altri gas. Tutte le molecole dell aria sono più lontane tra loro delle molecole dell acqua. Se le molecole del vapore acqueo vengono raffreddate, iniziano a muoversi più lentamente. Si raggruppano insieme per formare l acqua liquida. Se le molecole dell acqua vengono raffreddate, iniziano a muoversi ancora più lentamente. Si trasformano in ghiaccio.
Spesso le molecole si mescolano. Le molecole del vapore acqueo si possono mescolare con le molecole di altri gas dell aria. Le molecole di alcuni gas si possono mescolare con le molecole dell acqua.
Le molecole dello zucchero si possono mescolare con le molecole dell acqua. Ecco una investigazione che puoi fare. Disegna quattro tratti su un foglio di carta. I segni dovrebbero essere a una distanza di 2,5 cm uno dall altro. Taglia la carta e incollala sulla parte esterna della caraffa. Versa lentamente dello zucchero nella caraffa fino al segno da 2,5 cm.
Poi versa la stessa quantità di zucchero in un altra caraffa o pentola. Infine, versa lentamente l acqua nella caraffa fino al segno da 5 cm. Mescola lo zucchero con l acqua. A che altezza credi che arriverà la miscela all interno della caraffa? Versa lo zucchero nell acqua. Mescola l acqua e lo zucchero. A che altezza arriva la miscela nella caraffa? Che cosa è successo allo zucchero? Riesci a vedere lo zucchero nell acqua?
Metti un po della miscela in un piatto e lascia in riposo per alcuni giorni. Che cosa pensi che troverai? Ci sono degli spazi tra le molecole. Le molecole dello zucchero si muovono negli spazi tra le molecole d acqua.
Che cosa succede al peso dell acqua e dello zucchero quando vengono mescolati? Fai lo stesso esperimento. Ma questa volta, pesa lo zucchero e l acqua. Pesa le due cose, una alla volta. Poi mescola l acqua e lo zucchero. Quando pensi che peseranno insieme? Pesa la miscela e scoprilo da solo. Le molecole dell acqua si mescolano con le molecole del sale? L acqua si mescola con la sabbia? Le molecole dell acqua si mescolano con altri tipi di molecole? Fai degli esperimenti per scoprirlo.
Ci sono molte molecole d acqua nel lago. Come cambiano le molecole se l acqua viene riscaldata? Come cambiano le molecole se l acqua viene raffreddata? Come cambiano le molecole se l acqua viene raffreddata ancora di più?
Le trasformazioni dell Energia Nel mondo tutto cambia. Anche l energia cambia. Cerchiamo di scoprire alcune cose sui cambiamenti dell energia. Come sai, le molecole sono in continuo movimento. C è una certa energia nelle molecole che si muovono lentamente. C è più energia nelle molecole che si muovono rapidamente. Che cosa succede, se le molecole lente si mescolano con molecole più veloci? Fai degli esperimenti per scoprirlo.
Misura una tazza d acqua e versala in una pentola. Versa due tazze d acqua in un altra pentola. Scalda lentamente l acqua della seconda pentola. Scaldala per poco tempo. Qual è la temperatura dell acqua in ciascuna pentola? Usa il termometro per misurare la temperatura. Le molecole dell acqua si muovono più velocemente nella prima o nella seconda pentola?
All inizio alcune molecole si muovevano più velocemente di altre. Questo vuol dire che alcune molecole avevano più energia di altre. Ma quando le molecole si mescolano, vanno spesso a sbattere una contro l altra. Le molecole veloci sbattono contro le molecole lente.
Poi sono accadute due cose. Le molecole veloci hanno iniziato a muoversi più lentamente. Hanno ceduto un po d energia alle molecole lente. Le molecole lente hanno iniziato a muoversi più rapidamente. Hanno preso un po di calore dalle molecole veloci.
L energia non va mai persa. Ma spesso cambia forma, si trasforma. Metti una pentola d acqua su un fornello elettrico caldo. Che cosa succede? Quale forma di energia passa al fornello caldo? Quale forma di energia viene emessa dal fornello caldo? In questo esperimento l energia ha cambiato forma. È passata dall elettricità al calore. L energia si trasforma spesso da una forma ad un altra. Sai dirmi qualcosa su questi cambiamenti?
Come si usa l energia Ogni giorno puoi vedere che molte cose sono cambiate. Come hanno fatto a cambiare? Da dove viene l energia che ha provocato questi cambiamenti?