In una goccia d'acqua

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In una gocciad’acqua.

Giocare,

conoscere,

sperimentare.


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Quanta acqua c’è sulla terra

Tutti gli esseri viventi hanno bisogno dell’acqua per vivere. Non solo serve a vivere ma è anche una parte importante di molti organismi. Nel corpo di un bambino la percentuale può arrivare anche al 75%. Significa che se uncorpo è fatto di dieci parti, di queste più di sette sono di acqua.L’insieme dell’acqua presente sulla nostra terra si chiama “idrosfera”, idro deriva dal greco e significa acqua, sfera è riferito alla forma del nostro pianeta: idro+sfera= idrosfera.L’acqua compie un ciclo continuo che si chiama ciclo dell’acqua, meccanismo che mantiene in modo quasi costante la quantità d’acqua presente sulla terra. Essa è l’unico liquido sulla terra che può trovarsi nei tre stati della materia: liquido, gassoso e solido

Il ciclo dell’acqua

Per effetto del calore dei raggi del sole l’acqua degli oceani, dei mari, dei laghi, dei fiumi e dei ruscelli sale su in alto sotto forma di vapore, quando è in alto si addensa e si formano le nuvole. In particolari condizioni del tempo l’acqua presente nelle nuvole si condensa e cade sotto forma di gocce di pioggia, grandine o neve. L’acqua alimenta i ghiacciai, i laghi e i fiumi, filtra nel terreno e scorrendo sia in superficie che nel sottosuolo torna al mare. Così si chiude il ciclo: l’acqua che era salita al cielo torna di nuovo al mare. Anche le piante, gli animali e l’uomo influenzano questo meccanismo naturale. Le piante con la traspirazione restituiscono una parte dell’acqua assorbita dalla terra. Gli animali e l’uomo la utilizzano per vivere (allevamento, coltivazioni, industrie, utilizzo nelle case). L’acqua in natura è sempre la stessa ecco perché occorre preservarla il più possibile dall’inquinamento.


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L’acqua può avere nomi diversi a seconda della sua origine:

- Meteorica quando arriva sotto forma di neve, pioggia, grandine. Prima di arrivare a terra l’acqua è purissima si inquina nel passare nell’atmosfera o nei bacini e le cisterne per la conservazione e l’uso agricolo e industriale.

- Superficiale quella che si trova nei laghi, nei fiumi, spesso quest’acqua prima di essere consumata dall’uomo deve essere potabilizzata, cioè disinfettata.

- Profonda di origine meteorica, una volta infiltratasi nel terreno forma le falde acquifere, cioè l’acqua che scorre sotto terra. Più l’acqua si trova in profondità e più è pura, perché filtrata dal terreno.

La potabilizzazione è un processo per rendere l’acqua che contiene batteri, germi, metalli o sostanze dannose per la salute, utilizzabile da uomini e animali. Si può ottenere con la bollitura, il filtraggio o con l’utilizzo di stanze chimiche come il cloro.Per vedere l’acqua contenuta in una foglia procedi con un piccolo esperimento:

Ti occorrono:

- delle foglie verdi- una bilancia di precisione- un taccuino per segnare i dati.

Prendi le foglie e pesale non appena le hai prelevate dalla loro pianta, ad esempio puoi usare delle foglie di vite, o altra pianta soggetta a potatura, e pesala. Lascia le foglie in luogo asciutto e scrivi ogni 24 ore il peso. Fallo fino a quando le foglie non sapranno secche del tutto. Segna il peso finale e sottrai questo dal peso iniziale, ciò che otterrai sarà il peso dell’acqua.

Ti occorrono:

- delle foglie verdi- una bilancia di precisione- un taccuino per segnare i dati.

Prendi le foglie e pesale non appena le hai prelevate dalla loro pianta, ad esempio puoi usare delle foglie di vite, o altra pianta soggetta a potatura, e pesala. Lascia le foglie in luogo asciutto e scrivi ogni 24 ore il peso. Fallo fino a quando le foglie non sapranno secche del tutto. Segna il peso finale e sottrai questo dal peso iniziale, ciò che otterrai sarà il peso dell’acqua.


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Diversi tipi di acqua

L’acqua oltre a provenire da luoghi diversi è anche qualitativamente diversa. Il primo esempio che ci viene in mente è l’acqua di mare, che è molto differente rispetto all’acqua che sgorga da una fonte e che arriva poi nei rubinetti di casa. L’acqua di mare è molto salata. Se la facciamo bollire a lungo il prodotto più importante che otteniamo è il sale. Il sale si usa in cucina, come conservante nei cibi, e si trova dentro sostanze come la candeggina o il bicarbonato di sodio.Sperimenta così la distillazione dell’acqua salata:

Occorrente:

- acqua di mare o in alternativa 50 grammi di sale disciolti in una pentola d’acqua.

- Coperchio. - Fornello. - Bicchiere.

In questa fase fatti aiutare da un adulto. Metti a bollire l’acqua di mare o l’acqua nel quale hai disciolto il sale. Poggia il coperchio sulla pentola e mentre l’acqua bolle sollevalo, versa l’acqua che si raccoglie nel coperchio in un bicchiere pulito.Quando è fredda assaggia l’acqua del bicchiere. Descrivine il sapore.Hai ottenuto l’acqua distillata.


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Le acque salmastre, che possiamo trovare nelle foci dei fiumi e delle lagune vicino al mare si dicono salmastre, perché contengono meno sale dell’acqua di mare. Perché quest’acqua si trova nel punto d’incontro tra il mare e l’acqua dolce proveniente dai fiumi. E’ però un acqua molto ricca dal punto di vista nutritivo infatti le lagune sono ambienti ricchi di animali acquatici e vegetazioni.

Le acque dolci si distinguono in stagnanti (che stanno più o meno ferme), laghi e bacini e in correnti (che scorrono) fiumi, torrenti e canali.

Le acque termali sono acque che provengono dal sottosuolo, ad una temperatura elevata, queste acque si riscaldano durante il passaggio vicino ai vulcani diventando ricche di sali minerali presenti nelle rocce.

Le acque minerali sono acque contengono molti sali, mentre quelle oligominerali hanno pochissimi sali.

L’acqua distillata è priva di qualsiasi sostanza ed è quella che hai raccolto dal coperchio dopo la bollitura. Per ottenerla si utilizzano apparecchiature complesse chiamati alambicchi.

Alambicco discontinuo a fuoco direttoFoto da http://www.italiaatavola.net/


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Le proprietà dell’acquaE’ curioso come un liquido così apparentemente normale, ha in sé tante proprietà. Ora che sai da dove viene l’acqua e che non è tutta uguale, imparerai a scoprire che nasconde tanti piccoli segreti, che non è un liquido uguale agli altri.

La forma e il volume

Sperimenta la forma e il volume dell’acqua come segue:

Occorrente:

- Due vasetti di vetro, uno alto e stretto l’altro basso e largo- Un misuratore graduato da cucina, in alternativa bicchiere cui farai

un segno con un pennarello- Acqua

Prendi il contenitore graduato e riempi d’acqua fino al segno che decidi tu, in alternativa prendi un bicchiere e fai un segno con un pennarello. Versa l’acqua nel vasetto alto e stretto, ora riempi la stessa quantità d’acqua e versalo nel vasetto basso.Cosa osservi? Che forma ha preso l’acqua?La quantità d’acqua nei vasetti è la stessa?Ora procedi al contrario e misura nuovamente l’acqua che avevi versato nei vasetti.La quantità è sempre la stessa?Rispondi su un quaderno.


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L’acqua ha la capacità di prendere la forma del contenitore che la ospita, e il volume (cioè la quantità di spazio che occupa) è sempre lo stesso.

Come abbiamo già detto l’acqua si presenta in tre stati diversi: vapore, liquido e solido (ghiaccio).

Procedi con l’esperimento che segue per comprendere se nel passaggio dallo stato liquido a quello solido l’acqua cambia di volume:

Occorrente:

- Una bottiglietta di vetro chiara (tipo succo di frutta)- Congelatore (freezer)- Pennarello indelebile- Acqua

Prendi la bottiglia e riempila d’acqua ma non completamente lasciando vuoti almeno 5 centimetri dal tappo, con un pennarello indelebile segna il livello dell’acqua, volendo puoi anche pesare la bottiglia piena e scrivere il peso. Sistemala dentro un sacchetto da freezer (serve in caso di rottura del vetro), in piedi nel congelatore per una notte. Cosa osservi? La bottiglia è rimasta uguale?Il ghiaccio si è formato al livello del segno?Il peso è rimasto uguale?Rispondi su un quaderno.


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Con questo esperimento abbiamo capito che l’acqua allo stato solido occupa più spazio di quanto ne occupa alla stato liquido. Se avessi messo nel congelatore un bottiglia piena, si sarebbe rotta perché il ghiaccio espandendosi non trova lo spazio e rompe la bottiglia.

La superficie dell’acqua

La superficie dell’acqua è sempre piana. A questo proposito osserva il mare o un lago quando non c’è vento. Per renderti conto di questa proprietà dell’acqua fai il seguente esperimento:

Occorrente:

- Un contenitore trasparente piuttosto largo- Un mattone o altro sostegno- Una squadretta- Un filo di nylon con un piombo legato (va bene anche un peso da

pescatore)- Acqua

Riempi il contenitore di acqua, sistema il filo con il piombo, fai in modo che il peso sia dentro l’acqua. Sistema la squadretta con l’angolo retto sulla superficie dell’acqua di fianco al filo a piombo. Ora metti un sostegno in un lato sotto il contenitore, facendo in modo che si sollevi.Cosa osservi? L’acqua presenta ancora una superficie piana? Scrivi le tue osservazioni sul quaderno.


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La comprimibilità

Si tratta di un'altra proprietà dell’acqua che puoi sperimentare così:

Ora hai capito che l’acqua non si può costringere in uno spazio più piccolo, cioè comprimere.

L’acqua ha un peso, come qualsiasi altro corpo, per capirlo basta riempire una bacinella e sollevarla, ti renderai conto che richiede un certo sforzo (a proposito l’acqua che usi negli esperimenti la puoi poi adoperare per i fiori o il giardino).

Per capirlo pensa al sommozzatore che va sotto l’acqua in mare, più si scende in basso e maggiore è il peso che l’acqua esercita su di lui. E’ per questo che non si può scendere oltre certe profondità.

Occorrente:

- Una siringa senza punta- Acqua

Riempi la siringa senz’ago, di acqua infilandola in acqua e tirando verso te lo stantuffo. Ora con un dito tappa il buchino dove stava l’ago e premi con forza sullo stantuffo.

Cosa osservi? L’acqua si sposta? Oppone resistenza?Scrivi le tue osservazioni sul quaderno.


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La pressione esercitata dall’acqua si chiama pressione idrostatica.

Per comprendere cos’è la pressione idrostatica procedi con quest’esperimento:

Occorrente:

- Una bottiglia di plastica grande- Un punteruolo per forare la bottiglia- Nastro adesivo- Acqua

Con il punteruolo pratica dei fori sulla bottiglia ad altezze e distanze diverse, riempi di acqua e leva il nastro adesivo.

Cosa osservi? Gli spruzzi sono tutti uguali?Quali sono più distanti?Gli spruzzi sono graduali?Descrivi sul quaderno.


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Tanto tempo fa un signore chiamato Archimede disse che un “corpo immerso in un fluido (aria o acqua) riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso del fluido spostato”. Questa spiegazione si chiama Principio di Archimede

Procedi con questo primo esperimento per capire:

Occorrente:

- Una bacinella piena d’acqua- Un sasso- Una spugna- Una pallina da ping pong (quelle bianche e vuote), in alternativa un

tappo di sughero.

Immergi prima il sasso, poi la spugna infine il tappo di sughero.

I tre oggetti immersi nell’acqua si comportano allo stesso modo?Cosa osservi? In quale posizione si mette il sasso?Come si comporta la spugna e che posizione assume nell’acqua?E la pallina da ping pong?Descrivi sul quaderno.


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Spiegazione: in base a quanto dice Archimede il sasso resta sul fondo perché laspinta è minore del suo peso, la spugna resta sospesa nell’acqua perché la spinta è uguale al suo peso infine la pallina da ping pong galleggia perché la spinta è maggiore al suo peso. Riprova il tuo esperimento usando chiodi, pezzetti di legno e altri materiali, e per ciascuno scrivi sul quaderno se il peso è minore, uguale o maggiore.

Se sei un acuto osservatore avrai notato come le grandi navi riescano a galleggiare pur essendo pesanti anche molte tonnellate. Il galleggiamento è influenzato oltreché dal peso anche da altri fattori. Affinché le grandi navi possano stare a galla la parte inferiore, chiamata carena, viene costruita in modo da poter spostare una grande massa d’acqua che pesi più della nave. Quindi un oggetto enorme che pesa più dell’acqua per galleggiare, deve avere un volume tale da spostare molta acqua per ottenere la spinta dal basso maggiore del suo corpo.

Capirai meglio questo concetto con l’esperimento che segue:

Occorrente:

- Una bacinella piena d’acqua- Un pezzo di plastilina o pasta da modellare

Immergi la plastilina a forma di pallina e osserva. Galleggia o affonda?Ora dai alla plastilina la forma di un barchetta e poggiala sul pelo dell’acqua. Galleggia o affonda?Scrivi sul quaderno le osservazioni


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Il galleggiamento in acqua salata è lo stesso che in acqua dolce?Sperimenta come segue e segna sul tuo quaderno cosa accade:

Occorrente:

- Una bacinella piena d’acqua- Un uovo- Sale fino - Un cucchiaio di legno o bastoncino

Immergi l’uovo nell’acqua dolce e osserva. Galleggia o affonda?Ora aggiungi abbondante sale fino e mescola delicatamente. Ora l’uovo galleggia o affonda?Scrivi sul quaderno le osservazioni


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Tra le tante proprietà dell’acqua ve n’è una che puoi osservare con uno strumento: “i vasi comunicanti”, si tratta di un’apparecchiatura complessa che puoi sostituire con un tubo di gomma a forma si U. Il principio dei vasi comunicanti è quello che consente all’acqua dell’acquedotto di arrivare in tutte le case. L’acqua tende a raggiungere lo stesso livello. Sperimenta così:

L’acqua tende a raggiungere lo stesso livello in recipienti comunicanti fra loro, ma che succede se invece usiamo tubicini più sottili di due millimetri?Il tubicino più sottile di due millimetri è chiamato “capillare”

Occorrente:

- Un tubo di gomma a forma di U- Acqua

Fai in modo di tenere fermo il tubo, riempilo di acqua e osserva cosa accade.L’acqua raggiunge lo stesso/diverso livello?Scrivi sul quaderno le osservazioni


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Fai l’esperimento che segue per vedere la differenza di comportamento dell’acqua in un tubicino normale e uno capillare.

Con la lente ti accorgerai che nel tubo l’acqua ha un superficie concava, si tratta “della forza di adesione” che permette all’acqua di aderire alle pareti, nel tubo capillare questa forza è ancora più evidente infatti il livello dell’acqua è più alto rispetto agli altri tubi.Se non hai il materiale per questo esperimento puoi procedere con un altro esperimento.In un bicchiere pieno d’acqua miscela del colorante alimentare o inchiostro, metti dentro il bicchiere un fiore ad esempio una rosa di colore chiaro, aspetta qualche ora. La capillarità permette al liquido di salire nei vasi capillari del fiore fino a raggiungere i petali.

Occorrente:- Una vaschetta trasparente piuttosto alta, - alcuni tubicini di vetro trasparente di diverse dimensioni, di cui

uno “capillare” inferiore a due millimetri,- nastro adesivo trasparente.Esecuzione:

Fissa i tubi ai bordi del contenitore con il nastro adesivo trasparente, riempilo per tre quarti l’acqua e aspetta. Cosa accade? L’acqua nei tubi raggiunge la stessa altezza? Usa una lente d’ingrandimento per vedere cosa accade nel tubicino “capillare” e negli altri?


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Quella che hai appena sperimentato è la forza di adesione, l’acqua possiede anche la “forza di coesione”, la puoi osservare su una foglia lasciando cadere alcune gocce d’acqua: esse mantengono una forma sferica compatta. Questa forza fa si che sulla superficie dell’acqua si formi una specie di pellicola elastica e tesa: il fenomeno è conosciuto con il nome di tensione superficiale!Sperimenta così:

Puoi provare anche un altro esperimento divertente con il borotalco. Prendi una bacinella con due dita d’acqua sul fondo e cospargi a piccoli pizzichi, sulla superficie il borotalco come se spargessi del sale. Otterrai una velatura bianca uniforme, ora con un dito tocca la superficie. Essa si ritirerà all’improvviso verso le pareti della bacinella. E’ la tensione superficiale che si rompe.

Occorrente:- Un piatto fondo, - Acqua,- Un ago - Alcuni pezzetti di carta assorbente da cucina- Una matitaEsecuzione:

versa l’acqua nel piatto, prendi un pezzetto di carta e mettila sopra l’acqua, delicatamente metti l’ago sopra la carta, ora aiutandoti con la matita fai affondare la carta. Provaci finché non ti riesce. Cosa osservi?


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Tutto ciò che hai sperimentato finora è servito a capire come si comporta “fisicamente” l’acqua. L’acqua possiede anche altre proprietà che vengono chiamate chimiche; in acqua si possono sciogliere moltissime sostanze per questo viene chiamata solvente. Una proprietà che puoi capire giocando con il sale o lo zucchero:

Riepilogando: mescolando acqua e sale hai ottenuto una soluzione, puoi dire che il sale è solubile in acqua: il solvente è l’acqua e il soluto il sale. Quando il sale non si scioglie più di dice che la soluzione è satura. L’acqua calda ha più capacità solventecioè permette di sciogliere una maggiore quantità di sale che in acqua fredda.

Occorrente:- Un bicchiere - Acqua,- Alcuni cucchiaini di sale- Un cucchiaio per mescolareEsecuzione:

Versa l’acqua nel bicchiere, prendi un cucchiaino di sale e versalo nell’acqua, mescola. Cosa accade? Aggiungi altro sale e continua a mescolare. Ad un certo punto il sale smetterà di sciogliersi. Per continuare a sciogliersi dovrai mettere l’acqua a scaldare sul fornello, chiedendo aiuto alla mamma o il papà.


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Bibliografia e fontiPresidio ISS Liceo Pedagogico Eleonora d’Arborea – CagliariPresidio ISS Direzione Didattica – GuspiniSperimentare Scienze di Colombi – Negrino – Rondano Ed. Il Capitello

L’acqua è uno dei beni più preziosi, conoscerla significa apprezzare la vita, la nostra e quella di ciò che ci circonda. Per gli esperimenti usa solo l’acqua necessaria e riutilizzala con i fiori di casa.Ricorda che il futuro del nostro pianeta dipende anche dal comportamento di ogni singolo individuo, compreso il tuo, pratica il rispetto e insegnalo a chi ti sta vicino, la terra se ne avvantaggerà e con essa tutto ciò che la contiene.

Maestra Rosalba

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