Il vuoto esiste?Giuseppe Valitutti

Università di Urbino ‘’Carlo Bo’’gvalitutti@virgilio.it

Napoli 2011

È pura follia continuare a fare sempre le stesse cose ed aspettarsi differenti risultatiAlbert Einstein

Indirizzi utili• www.ihmc.us Per scaricare il software sulle mappe

concettuali• www.leparoledellascienza.it 25 Film di 3 minuti su ‘’Il

Mondo della Chimica’’• www.itismajo.it/chimica Come si organizza uno

spettacolo di Chimica• www.learner.org• http://www.indire.it/delivery_unit/allegati/rfu278.pdf• http://www.scienzeformaz.urbino.com/Prodotti/

SchedaProdotto.asp?PathID=329.469&IDDB=1&Lan=IT

• Per i collegamenti ai siti bisogna aprire a schermo intero. Quindi si porta il cursore (col mouse) al centro di ciascuno indirizzo e si clicca.

Sotto zero (0°C) l’acqua è solida. Le molecole vibrano e oscillano, pur conservando una struttura rigida. Le molecole sono separate da spazi vuoti.

L’acqua è liquida da 0°a 100°. Le molecole si muovono liberamente, ma rimangono vicine e sono separate da spazi vuoti.

Le molecole si muovono liberamente e sono separate da grandi spazi vuoti.

Modello particellare

Proprietà Solido Liquido Gas

Figure

Posizione delle particelle

Le molecole sono vicine e in ordine. Ci sono spazi vuoti fra le molecole.

Le molecole sono vicine ma disordinate. Ci sono spazi vuoti fra le molecole.

Le molecole sono disordinate e ci sono larghi spazi vuoti.

Moto delle particelle

Le molecole vibrano intorno a delle posizioni fisse.

Le molecole sono in moto e possono scorrere l’una sull’altra.

Le molecole sono libere di muoversi in tutte le direzioni.

Forze di attrazione

Le interazioni fra le molecole, attraverso gli spazi vuoti, sono molto intense.

Le interazioni fra le molecole, attraverso gli spazi vuoti, sono meno intense dello stato solido.

Sono molto deboli le interazioni fra le molecole, attraverso gli spazi vuoti.

Comprimibi-lità

Incomprimibili, perché le nubi elettroniche interagiscono e si respingono attraverso gli spazi vuoti.

Incomprimibili, perché le nubi elettroniche interagiscono e si respingono attraverso gli spazi vuoti.

Facilmente comprimibili, perché le molecole sono molto distanti.

Volume e forma

Hanno forma e volume propri.

Hanno volume proprio ma la forma è quella del contenitore.

Non hanno forma e volume propri. Le molecole occupano tutto lo spazio disponibile.

Il Bollitore

L’entità del moto (energia cinetica media)delle particelle allo stato solido, liquido e gassoso è la stessa se le temperature di solidi, liquidi e gas sono uguali. Cambiano solo le modalità con cui si muovono: nei solidi le particelle vibrano e oscillano intorno a delle posizioni fisse, nei liquidi scorrono l’una sull’altra e sono disordinate ma vicine , nei gas si muovono in tutte le direzioni.

Di che cosa sono fatte le bollicine ?• Carlo: sono bollicine di calore• Nicola: le bollicine sono piene d’aria• Teresa: le bollicine sono una forma invisibile d’acqua• Laura: le bollicine sono vuote e dentro non c’è niente• Michele: le bollicine contengono idrogeno e ossigeno,

che sono gli elementi componenti dell’acqua.• Con quale allievo/a siete più

d’accordo e perché ? Spiegate per iscritto il vostro pensiero.

Investigazioni

• 1. Tappetino di gomma e libro• 2. Siringa e manometro• 3. Termometro digitale• 4. Pompa da vuoto e beuta codata• 5. Cubi di zinco e rame• 6. Palloncino con chiodi di garofano• 7. Stratificare l’alcol sull’acqua (matraccio)• 8. Il palloncino nella beuta• 9. Reazioni chimiche sul lucido

Investigazioni

• 10. La logica chimica: le 4 bottiglie colorate e l’ingrediente misterioso

• 11. Colorante in acqua calda, fredda e su ghiacciolo

• 12. Gocce d’acqua e d’olio su carta da forno

• 13. Spezzare le molecole: fermentazione• 14. Cromatografia di carotene e licopene

C40 H56

• 15. Volume di ossigeno in H2O2.

La pressione atmosferica

Motivazione e organizzazione• Ha scritto J.Osborne, ‘’se gli argomenti e le attività di laboratorio di per i

docenti non sono interessanti e motivanti, difficilmente essi riusciranno a suscitare in classe la curiosità e l’entusiasmo degli allievi verso le discipline scientifiche’’.

• Per questi motivi si propongono molte investigazioni tra le quali scegliere quelle più adatte. Gli obiettivi della proposta didattica sono:

• 1. la comprensione profonda delle grandi idee contenute nel nucleo tematico trasformazioni ;

• 2. il miglioramento dell’organizzazione dei materiali da studiare; • 3. la scelta delle strategie più efficaci per connettere i concetti, dando la

preferenza alla didattica laboratoriale, alla Chimica verde e alla cooperazione fra studenti, in classe e in laboratorio.

• 4. Gli studenti devono essere posti di fronte a problemi reali, che abbiano senso per loro.

Le idee centrali delle Trasformazioni

Nel tema Trasformazioni ci sono 4 idee centrali che, se costruite attraverso investigazioni e valutazioni autentiche (Cooperative Learning, Problem – solving, WebQuest), permettono allo studente di conquistare e di mantenere a lungo la comprensione – competenza.

1. Le particelle microscopiche (atomi e molecole), che compongono la materia, sono in perenne moto e sono separate da spazi vuoti. Tale modello serve a spiegare il mondo visibile mediante il mondo invisibile degli atomi e delle molecole.

2. Ci sono le trasformazioni fisiche (cambiamenti di stato) e le trasformazioni chimiche. Le prime comportano cambiamenti che non fanno variare la natura degli atomi e delle molecole che compongono i materiali e le sostanze.

Le idee centrali delle Trasformazioni

3. Il Sistema Periodico consente di spiegare le proprietà macroscopiche degli elementi: densità, punto di fusione, punto di ebollizione. Per esempio, confrontando e discutendo le densità di Rame e Zinco e di altre coppie di metalli (come Osmio e Piombo), è possibile comprendere che lo spazio vuoto fra gli atomi esiste anche allo stato solido ed è diverso fra metalli differenti. Attraverso gli spazi vuoti, che separano gli atomi e le molecole, avvengono le interazioni elettromagnetiche (attrazioni e repulsioni).

4. Il sistema duale (Pierre Laszlo) di presentazione, rappresentazione e spiegazione dei concetti contrapposti (atomo-molecola, elemento-composto, sostanza-miscuglio, acido-base) aiuta ad apprendere significativamente le idee centrali.

I quesiti concettuali

Quesiti concettualiIl grafico rappresenta il volume e il peso dei 6 oggetti da A ad F:

1. Ordina i 6 oggetti dal più leggero al più pesante (alcuni oggetti hanno lo stesso peso)2. Ordina gli oggetti dal volume minore al volume maggiore3. Ordina gli oggetti secondo la densità (alcuni oggetti hanno la stessa densità).

Quesiti concettualiOsserva la figura e rispondi ai quesiti

A. Qual è il volume dell’oggetto? Descrivi in due righe come ottieni il risultato.B. Qual è la massa dell’oggetto? Descrivi in due righe come ricavi il risultato.C. Qual è il peso dell’oggetto? Descrivi in due righe come ottieni il risultato.D. Qual è la densità dell’oggetto? Descrivi in due righe come calcoli la densità. 

Quesiti concettuali• Osserva la figura precedente e rispondi ai

quesiti:• Se l’oggetto si trova su un pianeta che ha una

forza di attrazione gravitazionale doppia della Terra:

• E. La sua massa sarà: • (a) Doppia che sulla terra • (b) Metà che sulla terra• (c) La stessa che sulla terra.• F. Il peso sarà:• (a) Doppio che sulla terra• (b) Metà che sulla terra• (c) Lo stesso che sulla terra.

G. Il volume sarà:(a) Doppio che sulla terra(b) Metà che sulla terra(c) Lo stesso che sulla terra.

Come risolvere i problemi

• Riflessione 1. L’allievo legge il problema e identifica i dati che gli

servono;2. Evoca mentalmente (con immagini visive, uditive o

verbali) il problema;3. Evoca gerarchicamente le leggi generali e le

relative strategie risolutive;4. Confronta la legge o la relazione col problema

(andata e ritorno ripetuti più volte) e trova la soluzione.

• Le quattro tappe sono tutte indispensabili !!

Investigazioni su acidi e basi• 1. Introduzione

• Per molte persone, e forse anche per voi, la parola ‘’acido’’ esprime il massimo della pericolosità di un materiale che, a contatto della pelle, genera estese e dolorose ferite. L’acido solforico, l’acido nitrico e pochi altri acidi, in soluzioni concentrate, si comportano proprio come descritto. Ma la maggioranza degli acidi non sono così aggressivi.

• 2. Compito

• Si divide la classe in gruppi di 4 allievi, che dovranno investigare sulla natura acida o basica dei seguenti materiali in tabella. I dati sperimentali sul comportamento acido e basico dei materiali della tabella si raccolgono con una serie di prove sperimentali.

Investigazioni su acidi e basi• 3. Procedimento e risorse

• I dati sperimentali sul cambiamento di colore dell’indicatore vanno inseriti nella seguente scheda. Ciascun gruppo compilerà la scheda. I gruppi si scambiano le schede, dopo averle discusse e compilate. Attraverso il confronto delle tabelle prodotte e dei criteri individuati, si arrivi a una soluzione del problema in cui la classe si riconosce. Si deve cioè pervenire a un prodotto negoziato, frutto del lavoro collettivo, che soddisfa tutti e che rappresenta il lavoro della classe. Per la compilazione della scheda i gruppi possono consultare i seguenti siti insieme al libro di testo.

Investigazioni su acidi e basi• Siti da visitare per raccogliere le informazioni• http://www.funsci.com/fun3_it/acidi/acidi.htm Il sito descrive le

prove con gli indicatori, per riconoscere gli acidi e le basi. Contiene pure tutte le indicazioni per estrarre un indicatore dal cavolo rosso.

• http://www.cosediscienza.it/index.html Il sito espone una breve storia dei concetti di acido e di base, necessaria per compilare la comunicazione finale della Webquest.

• http://www.mednat.org/bioelettr/acidi_basi.htm Il sito spiega il comportamento acido – base di alcuni materiali del corpo umano.

• http://video.google.it/videoplay?docid=3932487430362878433 Il video mostra i cambiamenti di colore degli indicatori dovuti al comportamento acido dell’anidride carbonica in soluzione.

Materiale Colore indicatore

È un acido

È una base

Come spieghi le evidenze ?

Ac.cloridrico dil.

Ammoniaca dil,

Aceto

Acido lattico

Bicarbonatodi sodio dil,

Succo di limone

Idrossido sodio

(diluito)

Candeggina(diluita)

Soluzione di sapone

Investigazioni su acidi e basi• 4. Valutazione • Le schede sono scambiate fra i gruppi, sono discusse e negoziate,

corrette e quindi valutate dai vari gruppi.

• 5. Conclusione (ossia comunicazione di quanto investigato).• Si riassume l’esperienza, facilitando la riflessione sul processo e

sulle collaborazioni attivate. Si descrivono i risultati e le attività portate a termine. Rispondere alle domande proposte, descrivendo le riflessioni sul processo e sulle collaborazioni attivate, i risultati e le attività portate a termine. I gruppi comunicano la ricerca, condensata in scheda, ad Antoine Lavoisier che classificava gli acidi in maniera diversa da quella odierna.

• Quali altre investigazioni e webquest si possono pianificare per completare le conoscenze – competenze sugli acidi e le basi ? Le informazioni ricavate dai siti possono guidare la progettazione di altre webquest sull’argomento ?

Griglia di autovalutazione del gruppo

OttimoPunti 5

BuonoPunti 4

Suffic.Punti 3

Insuff.Punti 2

Grav. Ins.Punti 1

Il lavoro è stato completato ?

C’è stata la collaborazione dei componenti del gruppo ?

La consultazione e l’uso delle risorse informatiche è avvenuta ?

La scheda di lavoro e le conclusioni sono state scritte in maniera corretta?

Punteggio grezzo

Problemi e investigazioni in classe

Densità dell’aria:

• Come usi la beuta codata, la bilancia digitale e la pompa da vuoto per calcolare la densità dell’aria ?

• Se la densità dell’idrogeno H2 è 0,084 g/L, a temperatura ambiente, puoi calcolare il peso molecolare medio dell’aria nelle stesse condizioni di temperatura e pressione ?

Le Trasformazioni chimiche comportano

cambiamenti

Le Trasformazioni chimiche comportano

cambiamenti

Produzione o assorbimento di calore

Cambiamento di colore Emissione di luce

Formazione di bollicine

Formazione di un Precipitato Solido

Cambiamento di odore

Il ragionamento logico di Van’t Hoff, per giustificare il carbonio tetraedrico, si basa sull’esistenza di un unico CH3OH e di un unico CH2Cl2 e non di due, se le strutture planari e piramidali fossero vere.

No planare

Cis Trans

Cis Trans

No PiramideTetragonale

Si Tetraedro

Risultati attesi

Bicarbonato di sodio

Bicarbonato di sodio + idrogeno fosfato di calcio

Cremore di tartaro

Detergente

Amido

Acqua

Aceto

Tintura di Iodio

Cavolo rosso

Logica chimica 1

Na2H2P2O7

• Pensiero critico – Problem solving: identifica le 4 polveri bianche usando le soluzioni in 3 pipette: acqua, aceto, colorante del cavolo rosso. Le polveri sono gesso (CaCO3), Alka-seltzer, bicarbonato di sodio, vitamina C.

• Pensiero critico – Problem solving: in 3 pipette ci sono le soluzioni di cloruro di calcio, carbonato di sodio, acido cloridrico. Identifica le 3 soluzioni.

Tieni a bagno, per 30 minuti in acqua calda a 50 °C (non in acqua bollente ! ), le foglie tagliate sottilmente del cavolo rosso. Filtra il miscuglio. Il filtrato freddo dell’estrazione, di colore blu, lo usi per valutare il pH di una soluzione incognita.

• Pensiero critico – Problem solving – Identifica le 3 soluzioni di acido cloridrico, di carbonato di sodio e acqua. Puoi usare il colorante del cavolo rosso.

• Pensiero critico – Classificazione – Le 4 pipette contengono soluzioni acide e basiche. Classifica le soluzioni usando il colorante del cavolo rosso.

Marco Falasca: un altro esempio di logica chimica

In quale soluzione ci sono meno spazi vuoti fra le particelle?

Colore I materiali dei Fuochi artificiali

Rosso Sali di stronzio e di litio carbonato di litio, Li2CO3 = rosso

carbonato di stronzio, SrCO3 = rosso brillante

Arancio Sali di calcio cloruro di calcio, CaCl2

solfato di calcio, CaSO4·xH2O, in cui x = 0,2,3,5

Oro Incandescenza di limatura di ferro con polvere di carbone

Giallo Composti del sodio nitrato di sodio, NaNO3 ; criolite, Na3AlF6

Bianco elettrico

Polveri di magnesio o alluminio

Verde Composti del bario cloruro di bario, BaCl+ = verde brillante

Blu Composti del rame acetoarsenito di Cu (Verde Parigi), Cu3As2O3Cu(C2H3O2)2 = blu

cloruro di rame (I), CuCl = blu turchese

Porpora Miscugli di composti di stronzio (rosso) e rame (blu)

Argento Polveri di alluminio, titanio o magnesio

1. Si riscalda la bottiglia con 2 – 3 mL d’acqua, sino alla fuoriuscita della prima nebbiolina di vapore, si tappa, si lascia raffreddare.

2. Si pone la bottiglia sulla bilancia e si azzera.3. Si lascia entrare l’aria nella bottiglia e si legge sulla bilancia la

massa in grammi del Litro d’aria ossia la sua densità.

Densità aria (g/L)/Densità idrogeno H2 (0,084 g/L) = = ½ Peso molecolare medio dell’aria

Investigazione

Domanda inizialeClasse e tempo

impiegato per investigare

Prerequisiti teorici e sperimentali

MaterialiDescrizione della Procedura

Dati sperimentaliDiscussione eValutazione dei risultati

Estensione dell’esperienza

TITOLO INVESTIGAZIONEScheda

La massa si conserva ?• Materiale• Carta da filtro, bilancia digitale, acqua, contagocce

• Domande• “Quando la carta assorbente è asciutta, misura e registra la nuova massa. • Dove è andata a finire l’acqua? Dopo discussione, descrivi sul quaderno il tuo

pensiero. • L’acqua si è trasformata in un gas invisibile? • Se il sistema è chiuso la trasformazione subisce cambiamenti di massa? • Se la massa non cambia, come lo possiamo spiegare? • Come chiami questo processo? Cosa avviene asciugando i panni al sole? • Puoi dire che l’acqua sparisce e si trasforma in un gas invisibile, formato da

particelle microscopiche, che non riesci a vedere? • Qual è la massa di una camicia umida in kg e in g? • Qual è la massa della camicia asciutta, sempre in kg e in g? • In cucina sta bollendo l’acqua sul fornello. Sotto quale forma l’acqua

si trasferisce dalla pentola e fa appannare il vetro della finestra? • Il vapore che si trasferisce è visibile o invisibile?’’

Ci sono spazi vuoti fra le molecole dell’aria ?

• Materiale

• Siringa con manometro, bilancia digitale, elastico

• Domande• Discuti col gruppo e poi disegna la struttura microscopica del gas. • Ripeti l’esperimento riempiendo la siringa d’acqua. Riesci a

comprimere l’acqua? • In che cosa sono diversi e quali sono le somiglianze fra il gas e il

liquido? • C’è maggiore spazio vuoto fra le molecole del gas o le molecole

dell’acqua? • L’acqua liquida si può trasformare in vapore? • Se riempi la siringa col vapor d’acqua riesci a comprimerlo

come hai fatto con l’aria ?

Ci sono degli spazi vuoti fra le molecole dell’acqua ?

• Materiali• Matraccio da 250 mL con tappo, imbuto a gambo

lungo, contagocce, alcol denaturato, bilancia digitale

• Domande• Ci sono spazi vuoti fra le molecole dell’acqua ?• C’è più spazio vuoto fra le molecole dell’acqua o fra le molecole

dell’alcol ?• Come posso verificare se sono più vicine le molecole dell’alcol

oppure le molecole dell’acqua ?• Il modello del cubo unitario.

Ci sono spazi vuoti fra gli atomi dei metalli ?

• Materiali

• Barrette di rame e di zinco, bilancia digitale, cilindro graduato, acqua, righello, Tavola Periodica, cubo con palline.

• Domande• Qual è il più denso metallo identificato? • Qual è il meno denso? • Confronta la massa atomica dei metalli identificati, che leggi sulla

Tavola Periodica, con le rispettive densità. • Il metallo con massa atomica più grande ha pure una densità più

elevata? • Le eventuali anomalie riscontrate come possono essere spiegate? • C’è maggiore spazio vuoto fra gli atomi di zinco o fra gli atomi di rame?

Perché il ghiaccio galleggia in acqua e affonda in alcol

etilico ?• Materiale• 2 becher, acqua, alcol, cubetti di ghiaccio

• Domande• Le molecole d’acqua sono più pesanti delle molecole del ghiaccio ?• Perché le particelle di ghiaccio galleggiano sull’acqua ?• Perché il ghiaccio affonda nell’alcol ?• Sono più pesanti le molecole dell’acqua o le molecole dell’alcol ?• Come spieghi le densità diverse di alcol e acqua ? Discuti nel gruppo

e arriva a una soluzione del quesito condivisa pure dal docente.

Modello particellare e trasformazioni fisiche

• Materiali• Guanto da forno, 2 beute da 200 mL, bilancia

digitale, palloncini di gomma

• Domande• Appena il vapore esce dalla beuta siamo sicuri che l’aria non sia più

presente ?• Il vapore acqueo può essere compresso come l’aria della siringa ?• Lo spazio vuoto fra le molecole d’acqua è maggiore allo stato gassoso

o allo stato liquido ?• Come possiamo dimostrare che le molecole d’acqua sono

separate da spazio vuoto ?•  

Il modello particellare

• MaterialeBicchiere alto, lenticchie piccole,

fagioli borlotti grandi.• Stratificare nel bicchiere prima le lenticchie

piccole.• Stratificare poi i fagioli borlotti.• Quale altezza raggiunge il miscuglio dopo

agitazione del bicchiere?

Singapore 1

Maggio 2008

Magritte – La memoria

La scuola del nuovo millennio

secondo Norberto Bottani• Eccellenza ed equità non sono incompatibili. • Ci sono sistemi scolastici che riescono molto bene a

conseguire medie elevate con tutti gli studenti, a ridurre il divario tra studenti forti e deboli e a elevare le competenze degli studenti deboli, senza penalizzare gli studenti forti.

La scuola del nuovo millennio

secondo Norberto Bottani• La seconda principale novità del decennio è l'obbligo, imposto alle scuole e agli insegnanti, di rendere conto dei risultati conseguiti nella scuola ossia ‘’l’accountability della scuola’’.

• In generale, "l'accountability" è combinata con la valutazione, ossia con la somministrazione di prove con quesiti concettuali.

• Questa cultura del senso di responsabilità collettiva, della presentazione dei risultati, degli studenti iscritti nelle scuole, mette fine ai tentativi di autovalutazione.

• Il mio messaggio conclusivo è un forte richiamo alla nostra responsabilità come genitori e come insegnanti:

• abbiamo il dovere di attrezzarci per conoscere quello che sta avvenendo nell'universo giovanile e intorno a loro. Se non comprendiamo i ragazzi e il loro mondo, non riusciremo in alcun modo ad educarli.

Giuseppe Peano (1858 – 1932)• La differenza fra noi e gli allievi, affidati alle

nostre cure, sta solo in ciò, che noi abbiamo percorso un più lungo tratto della parabola della vita. Se gli allievi non capiscono, il torto è dell'insegnante che non sa spiegare. Né vale addossare la responsabilità alle scuole inferiori. Dobbiamo prendere gli allievi come sono, e richiamare ciò che essi hanno dimenticato, o studiato sotto altra nomenclatura. Se l'insegnante tormenta i suoi alunni e, invece di accattivarsi il loro amore, eccita odio contro sé e la scienza che insegna, non solo il suo insegnamento sarà negativo, ma il dover convivere con tanti piccoli nemici sarà per lui un continuo tormento.

Altri quesiti concettuali1. Sono formati di materia ? Indica con una X tutti gli oggetti che sono formati

da materiali: -----roccia ------sale -----luce ----- vapore ------calore ------stelle ------ossigeno ------elettricità ----freddo ------amore -------democrazia ----polvere

2. Due amici stanno discutendo sulla natura della gravità. Marco sostiene: ‘’la gravità ha bisogno di un’atmosfera e senza aria non c’è gravità’’. Maria, invece, ritiene che: ‘’la gravità non ha bisogno di aria. Senza l’atmosfera c’è sempre la gravità’’. Con chi sei d’accordo ? Spiega dettagliatamente il tuo pensiero in almeno cinque righe.

3. In inverno la tua camera ha una temperatura di 15 °C, quale sarà la temperatura dei seguenti oggetti della tua camera ? Gli oggetti sono: una sedia di legno, il pavimento, il tappetino vicino al letto, lo specchio di vetro. Secondo te quali oggetti hanno la stessa temperatura ?

4. Roberto ha una piastra di un determinato materiale, che galleggia sull’acqua. Roberto prende la piastra e vi crea 5 buchi, con un trapano. Poi, rimette la piastra bucata sull’acqua. Cosa pensi che accadrà ? A. la piastra bucata affonda; B. la piastra bucata galleggia a pelo d’acqua; C. la piastra bucata galleggia alla stessa maniera della piastra senza buchi; D. la piastra bucata va a fondo e poi ritorna in superficie, in continuazione. Spiega le ragioni della tua risposta.

Altri quesiti concettuali5. Teresa versa un cucchiaio di zucchero in un bicchiere d’acqua calda. Agita

l’acqua col cucchiaio, per sciogliere lo zucchero. Segna con una X le affermazioni corrette. A……..lo zucchero fonde; B…….lo zucchero perde massa; C…….lo zucchero si trasforma nelle molecole d’acqua; D……..lo zucchero forma un miscuglio con l’acqua; E ……..lo zucchero può essere separato dall’acqua; F…….lo zucchero scompare e non esiste più; G………le molecole di zucchero si sparpagliano fra le molecole d’acqua; H……lo zucchero libera gli atomi di cui è costituito in acqua; I……lo zucchero si combina con l’acqua per formare una nuova sostanza.

6. Michele misura una barretta di ferro e la pone al sole. Dopo il riscaldamento la barretta è leggermente più lunga. Quale affermazione, riguardante gli atomi di ferro, dopo il riscaldamento, è corretta ? A. Il numero di atomi cresce. B. La dimensione degli atomi cresce. C. Lo spazio fra gli atomi cresce. D. L’aria che separa gli atomi di ferro si espande. E. Alcuni atomi fondono e si sparpagliano nella barretta. F. Il calore causa un flusso di atomi nella barretta.

•

Altri quesiti concettuali7.  Boris e i suoi compagni di classe stanno osservando i piccoli cristalli di sale con una lente

di ingrandimento. Essi immaginano che, con uno strumento di ingrandimento più potente, potrebbero vedere gli atomi. I loro pareri sono elencati. Con quale allievo siete d’accordo e perché?

• Boris ‘’Gli atomi sono impacchettati, l’uno vicino all’altro. Essi ci appaiono come un materiale solido senza spazi vuoti fra gli atomi’’.

• Maria ‘’Io penso che gli atomi, sistemati ordinatamente, dovrebbero vibrare negli spazi vuoti che li separano. Negli spazi vuoti non c’è aria’’.

• Nicola ‘’Secondo me gli atomi, sistemati ordinatamente, non si muovono e sono separati da spazi vuoti’’.

• Carlo ‘’Io penso che gli atomi, sistemati ordinatamente, dovrebbero vibrare negli spazi vuoti che li separano. Negli spazi vuoti c’è aria’’.

• Vera ‘’Secondo me dovremmo vedere gli atomi a forma di piccoli cubi. Ciascun cubo piccolo, unito agli altri cubi, dovrebbe formare un cubo grande di sale’’.

• Ciro ‘’Io penso che dovremmo vedere degli atomi vibranti connessi da piccole linee. Le linee, che connettono gli atomi, danno al sale la caratteristica forma cubica’’.

• Rita ‘’Io ritengo che dovremmo vedere gli atomi che si muovono da una parte all’altra. Il loro movimento avviene all’interno della forma cristallina’’.

Altri quesiti concettuali• 8. Marta pone un termometro in acqua calda e gli altri allievi guardano cosa accade al

termometro, il cui liquido rosso sale rapidamente nel capillare di vetro. I pareri degli allievi sono elencati sotto. Con quale allievo siete d’accordo e perché?

• Enzo ‘’L’acqua calda spinge il liquido rosso in alto’’.

• Paolo ‘’La massa del liquido rosso aumenta’’.

• Marisa ‘’Il calore nel termometro aumenta’’.

• Tania ‘’L’aria nel termometro spinge in alto il liquido rosso’’.

• Carlo ‘’Le molecole del liquido rosso sono più lontane’’.

• Vera ‘’Cresce il numero di molecole nel liquido rosso’’.

• Maria ‘’Le molecole del liquido rosso sono diventate più grandi’’.• 9. Michele ha un palloncino sgonfio. Lo riempie con il gas elio e il palloncino gonfio si

innalza nel cielo. Perché ? A. Il Pallone che galleggia nell’aria ha più massa. B. Il Pallone che galleggia nell’aria ha meno massa. C. La massa del pallone sgonfio e del pallone che galleggia nell’aria è la stessa. Fornisci una spiegazione della tua risposta in tre righe.

Altri quesiti concettuali 10. Moira ha riempito un pallone con aria a 30 °C. Pone il Pallone

chiuso nel frigo a 5 °C ed osserva che, dopo mezz’ora, il Pallone ha un volume più piccolo di quello a 30 °C. Perché? A. La massa del pallone caldo è minore del pallone freddo. B. La massa del pallone caldo è maggiore della massa del pallone freddo. C. La massa del pallone caldo è la stessa di quella del pallone freddo. Spiega il fenomeno e giustifica la tua risposta in almeno tre righe.