L’ARIALavoro eseguito con gli alunni della classe 1 A

Scuola Media Buonarroti Insegnante: Tiziana PerfettiAnno scolastico 2010/2011

Cos'è l'aria?

L'aria è una cosa leggerache ricopre tutta la terra

come copre la buccia la pera,ma nessuno la vede o l'afferra.E' una specie di fumo lucente

e anche se non si vede con gli occhila respira col naso la gente

e anche tu, con la pelle, la tocchi.

PERCORSO Il percorso, è stato suddiviso nelle seguenti tappe:

Prerequisiti ( momento di verifica delle conoscenze e dei concetti posseduti dall’alunno) .Conversazione guidata (brainstorming) Trascrizione delle risposte e delle ipotesi formulate dai ragazzi.

Osservazione e analisi ( vengono presentati oggetti e fenomeni ; l’alunno viene invitato ad osservare e descriverne gli elementi fondamentali, per individuare analogie e differenze)

Sperimentazione ( vengono proposti semplici esperimenti che l’alunno può condurre in maniera autonoma o a piccoli gruppi)

Riflessione ( momento in cui gli alunni devono riflettere su un concetto da ricordare e vengono invitati a discutere con i compagni e l’insegnante per condividere e formalizzare i risultati. Ogni alunno dovrà riportare nel proprio quaderno gli appunti della lezione in laboratorio, con disegni e schizzi delle prove sperimentali, accompagnati dalle considerazioni e dalle conclusioni cui si è pervenuti).

Concetti acquisiti ( Vengono proposte prove di verifica)

Elenco delle attività svolte:

L’ARIA- Le bolle- Si è gonfiato!- Il fazzoletto che non si bagna- Riesci a sentire la pressione?- L’aria mi accarezza!- L’aria si vede- L‘aria esercita una spinta ed è comprimibile- Anche un liquido è comprimibile?- L’aria calda- Costituzione dell’aria

APPARATO RESPIRATORIO- Costruzione di un modello funzionale di gabbia toracica- La bottiglia fumatrice

Le bolleCosa succede se capovolgiamo una bottiglia in acqua?

Obiettivo: dimostrare che l’aria è una materia invisibile che occupa un volumeMateriale occorrente: contenitore di plastica trasparente, una bottiglietta di plastica

Parole chiave: bolle - aria - vuota- suono• In una vaschetta piena d'acqua abbiamo

capovolto un bottiglia vuota per riempirla, ma l'acqua non è entrata.

•

Conclusione: gli spazi vuoti nella bottiglia ( le bolle) erano pieni d'aria

• Inclinando la bottiglia, invece, abbiamo visto uscire delle bolle entrare l’acqua.( Abbiamo anche sentito un suono )

Si è gonfiato!Come gonfiare un palloncino senza soffiare

Obiettivo:dimostrare l’esistenza dell’aria

Parole chiave: aria –passaggio – gonfiare – palloncino – acquaMateriale occorrente: • acqua, • bacinella di plastica trasparente,• bottiglia di plastica senza fondo ,• palloncino.

Procedimento:• Abbiamo preso una bacinella e l’abbiamo riempita per più della metà di

acqua• Abbiamo preso una bottiglia di plastica senza fondo , abbiamo infilato un

palloncino al collo della bottiglia e l’abbiamo immersa sul fondo della bacinella

• Nell’abbassare la bottiglia nell’acqua, abbiamo dovuto spingere .

Abbiamo provato ad alzare il livello dell’acqua nel contenitore: l’aria all’interno della bottiglia non solo gonfiava il palloncino ma faceva uscire l’acqua. L’aria quindi occupa uno spazio…..

Il palloncino si è gonfiato!Si gonfia perché recupera l’aria della bottiglia

• Abbiamo immerso il bicchiere a testa in giù in una bacinella piena d’acqua

• Abbiamo preso un fazzoletto di carta e lo abbiamo messo sul fondo del bicchiere

Il fazzoletto che non si bagnaCome mettere la carta nell’acqua senza bagnarla

Obiettivo:dimostrare l’esistenza dell’aria come materia che occupa volume

materiale occorrente: acqua,bacinella , bicchiere trasparente, fazzoletto di cartaparole chiave: aria - invisibile

Miracolosamente non si e bagnato

Conclusioni;non si è bagnato perché l’aria presente nel bicchiere non ha permesso all’acqua di entrare e di

bagnare il fazzoletto

Riesci a sentire la pressione?

Obiettivo:riuscire a sentire la pressione atmosferica

Materiale occorrente:un CD,un cartoncino di forma circolare di diametro inferiore al CD,un pezzo di spago,un foglio di giornale

Procedimento:Abbiamo fatto un foro nel cartoncino e nel giornale ,abbiamo preso lo spago vi abbiamo fatto un nodo e poi lo abbiamo fatto passare nel cartoncino , nel CD e infine nel giornale. Abbiamo posto il giornale a terra in modo che non si formasse alcuna piegaE poi abbiamo tirato lo spago verso l’alto in modo deciso

Allora cosa è successo?

è sorprendentemente difficile sollevare il giornale a causa della pressione atmosferica che agisce su di esso

L’aria mi accarezza!L’aria si può sentire

Obiettivo:Dimostrare l’esistenza dell’aria con un senso diverso dalla vista e dall’uditoParole chiave: aria – invisibile - inodore

Materiale occorrente. Acqua, bacinella , bottiglietta senza fondo, tappo forato , tubo di plastica del diametro del foro

• Abbiamo inserito il tubo nel tappo che la prof. aveva forato prima.

• Abbiamo preso una bacinella riempita d’acqua

• Abbiamo poi immerso la bottiglietta senza fondo nell’acqua e…

………abbiamo sentito l’aria uscire dal tubo

L’aria si vede

materiale occorrente : acqua, due siringhe senza ago, una bacinella

procedimento:

1. L’insegnante riempie la prima siringa di aria e la seconda d’acqua. E’ visibile l’aria contenuta nella siringa?Si preme lentamente e contemporaneamente gli stantuffi di entrambe le siringhe.Che cosa si vede uscire dalle siringhe?2. Si ripete l’operazione precedente , lavorando però sottacqua.Che cosa si vede?

Dalla siringa piena d’acqua non si vede uscire nulla, mentre da quella

piena d’aria si vedono uscire le bolle

Ripetiamo l’esperienza utilizzando una siringa piena d’acqua e una piena di olio.

In ambiente acqua non si vede l’acqua che esce da una siringa ma si vede l’olio che esce dall’altra siringa

L’aria esercita una spinta ed è comprimibile

Materiale occorrente : due siringhe collegate da un tubicino flessibile, lungo circa 20 cm e di diametro interno tale che in esso entri a forza il cono delle siringhe

1.Uno stantuffo deve essere premuto, mentre l’altro deve essere posizionato circa a metà della siringa.2.Si preme lo stantuffo alzato, lasciando l’altro libero: lo vedremo alzarsi immediatamente, sotto l’azione della spinta dell’aria che passa da una siringa all’altra.3.si preme nuovamente lo stantuffo alzato, tenendo bloccato l’altro. Cos a si nota?Lo stantuffo premuto riesce a scorrere almeno in parte ( si ha una diminuzione di volume dell’aria contenuta che quindi è comprimibile).4.Si lascia andare lo stantuffo premuto e si constata che esso ritorna, più o meno, nella posizione iniziale. ( La compressione subita dall’aria è reversibile.)5. Si tira ulteriormente lo stantuffo alzato, osservando un processo inverso a quello della compressione. ( l’aria può essere compressa ed espansa

Anche un liquido è comprimibile?Materiale occorrente: stessa apparecchiatura dell’esercizio precedente

( perfettamente riempita di acqua) , colorante.

1. Si preme uno stantuffo alzato lasciando libero l’altro ( che si alza sotto la spinta dell’acqua che passa da una siringa all’altra).

2. Si preme nuovamente lo stantuffo alzato, tenendo però bloccato l’altro. Lo stantuffo premuto non riesce a scorrere ( non si ha una diminuzione di volume dell’acqua contenuta, che risulta quindi incomprimibile).

3. Si tira lo stantuffo alzato: si riesce a sollevarlo, ma si osserva che si forma una zona vuota tra lo stantuffo e la superficie dell’acqua ( anche per una diminuzione di pressione il volume dell’acqua resta lo stesso.

Aria trasferibile comprimibile espandibile

acqua trasferibile Non comprimibile

Non espandibile

L'ARIA CALDA La dilatazione dell’aria materiale occorrente: una beuta, un palloncino di gomma , un becher o un altro recipiente di vetro resistente al calore, pinza da fuoco, piastra elettrica riscaldante

- Togliamo la beuta dal bagnomaria e raffreddiamola sotto l’acqua. Che cosa si osserva dopo alcuni minuti di riscaldamento?- A cosa può essere dovuto il fenomeno osservato?- Che cosa è accaduto al palloncino dopo il raffreddamento?- Come si può spiegare questo fatto?

- Chiudiamo l’imboccatura della beuta con il palloncino- Riempiamo il becher di acqua fino a metà- Mettiamo il becher sopra la piastra elettrica e immergiamo la beuta , tenendola con la pinza- Aspettiamo qualche minuto e osserviamo quanto succede.

Conclusione: L'aria con il calore ha bisogno di spazio perché si espande, invece, con il freddo l'aria ha bisogno di meno spazio, perché si contrae.

Procedimento:

L’aria da che cos’ è formata? Scopo: scoprire che l’ossigeno occupa circa 1/5 dell’aria

Materiale occorrente: Una candela,un becher,una beuta,acqua,accendino, un pennarelloProcedimento:

Si colloca una candela accesa in un piatto contenente dell'acqua, si copre con un bicchiere capovolto (oppure il cilindro graduato di vetro) e si osserva che quando la fiamma si spegne, l'acqua risale, per un certo tratto all'interno del bicchiere. Come mai, che cosa è successo?Si è consumato l’ossigeno tutto l'ossigeno e l'acqua è andata ad occupare lo spazio libero. E’ avvenuta la combustione.!Segnando con un pennarello il livello dell'acqua,si misura l'altezza che ha raggiunto e si calcolaa quale parte corrisponde rispetto all'altezza totale del contenitore. Si nota che l'ossigeno occupava circa 1/5 dell'aria (che corrisponde al 20%).

In presenza di ossigeno avviene la combustione

L'ATMOSFERAChe cos’è l’atmosfera?L’atmosfera è un involucro gassoso dello spessore di circa 1000 Km che circonda la Terra. Di essa si conosce bene solo la parte più bassa, quella a livello del suolo : la troposfera. (in essa avvengono tutti i principali fenomeni atmosferici).

Aria è appunto il nome con cui viene chiamata la miscela di gas di cui è composta l’atmosfera.

Qual è la composizione dell’aria?L’elemento principale dell’aria che comunemente noi respiriamo è l’azoto. Il secondo gas, il più importante, è l’ossigeno. L’anidride carbonica è presente in quantità molto limitata, insieme ad altri gas. L'aria contiene, infine, una quantità variabile di vapore acqueo e di pulviscolo atmosferico.

L'aria ha anche un peso. Il peso dell'aria diminuisce se ci si allontana dalla terra. Lo strato d'aria che è più basso deve infatti sopportare il peso dell'aria che gli sta sopra e che lo schiaccia. L'aria degli strati più alti, invece, sopporta un peso minore. Si dice che l'aria in basso è più densa, mentre quella in alto è più rarefatta. L'aria che avvolge completamente la terra viene denominata atmosfera. L'atmosfera esercita, quindi, sopra la superficie terrestre e sopra qualsiasi oggetto esistente su di essa, una pressione denominata pressione atmosferica. La pressione atmosferica si esercita in tutte le direzioni. L'aria non è un unico aeriforme, ma un miscuglio di gas diversi.

Proprietà dell'aria

L'aria è un corpo e come tutti i corpi occupa una spazio. L'aria occupa tutto lo spazio che non può essere occupato contemporaneamente da altri corpi, dunque l'aria è dappertutto. L'aria è elastica, perché essendo una sostanza gassosa, può facilmente essere compressa o dilatarsi. L'aria, se riscaldata, tende a dilatarsi. Viceversa, se raffreddata, tende a comprimersi.

Continuità con la scuola elementare

Breve descrizione dell’apparato respiratorio

L’APPARATO RESPIRATORIO E’ COMPOSTO DA VARI ORGANI:

LE VIE AEREE

Cavità nasali

Bocca Faringe

Laringe Trache

a

Bronchi

I POLMONI HANNO UNA CONSISTENZA SPUGNOSA

SONO COSTITUITI DA UN ENORME NUMERO DI ALVEOLI POLMONARI

I POLMONI HANNO FORMA CONICA CON LA PUNTA RIVOLTA

VERSO L’ALTO

OGNI POLMONE E’ SUDDIVISO IN LOBI: TRE NEL DESTRO E

DUE NEL SINISTRO

Costruzione di un modello funzionale di gabbia toracica

Materiale occorrente:

una bottiglia di plastica morbida e trasparenteun tappo di plasticauna cannucciaun palloncino nastro adesivocolla a caldo

Ad ogni gruppo viene consegnato il materiale. Nel tappo è stato praticato un foro e inserita una cannuccia

Con il nastro adesivo viene fissato il palloncino all’altra estremità

Infiliamo cannuccia e palloncino nella bottiglia , chiudiamola bene con il

tappo sigillando la chiusura con la colla a caldo

Schiacciamo le pareti della bottiglia e

osserviamo ciò che accade al palloncino e all’imboccatura della

cannuccia

Rilasciamo le pareti della bottiglia e osserviamo di

nuovo.Ripetiamo

l’operazione più volte

• Confrontiamo l’apparato respiratorio dell’uomo con le pareti del nostro modello e completiamo la tabella.

• - Che cosa si osserva quando si sciaccia la bottiglia?• - A quale fase della respirazione corrisponde questa azione sulla bottiglia?• - Che cosa si osserva quando si rilascia la bottiglia• - A quale fase della respirazione corrisponde questa azione sulla bottiglia?• - Perché il modello che hai costruito è detto “funzionale” ?

Modello realtà

palloncino polmoni

cannuccia Vie respiratorie

bottiglia Gabbia toracica

LA RESPIRAZIONE SI DIVIDE IN:

LE SOSTANZE TOSSICHE CONTENUTE NEL FUMO

PRODUCONO MALATTIE GRAVI

La bottiglia fumatrice

un esperimento di scienze per capire i danni del fumo

scopoCon questo esperimento ci proponiamo di mostrare il meccanismo del consumo di una sigaretta accesa e del passaggio del fumo attraverso i

polmoni, con il conseguente deposito di sostanze nocive. L’esperimento verrà svolto in cortile sotto la guida dell’insegnante.

Procedimento1. Abbiamo bucato una bottiglia sul fondo e il relativo tappo il tappo è

stato bucato in modo che ci passasse una sigaretta2. Nel tappo abbiamo messo del cotone idrofilo 3. Abbiamo riempito una bottiglia di acqua poi siamo usciti in cortile4. Abbiamo trasferito l’ acqua da una bottiglia all’ altra ( quella bucata)5. Abbiamo messo la sigaretta nel tappo poi abbiamo chiuso la bottiglia6. Poi abbiamo acceso la sigaretta7. Dal buco situato sotto la bottiglia abbiamo fatto uscire l’ acqua8. Quando la sigaretta si è esaurita abbiamo tolto il tappo

Materiale occorrente:

- una bottiglia di plastica da 1,5 L con tappo a vite- cotone idrofilo- sigaretta senza filtro- accendino- una bacinella di plastica- forbicine- una bottiglia piena d’acqua

Abbiamo forato il tappo della bottiglia e vi abbiamo messo la sigaretta in modo che questa

sporgesse maggiormente nella parte superiore

Nel tappo abbiamo messo il cotone idrofilo in modo da avvolgere

completamente la parte di sigaretta che sporgeva internamente

Abbiamo riempito d’acqua la bottiglia tenendo tappato il foro con un dito

trasferito l’ acqua da una bottiglia alla bottiglia bucata

Abbiamo fatto un foro di circa 0,5 cm di diametro sul fondo della bottiglia

• Domande:• Secondo voi cosa succederà?• Aless: la bottiglia diventa nera• Ben: no perché i polmoni non sono di plastica. La bottiglia brucia• Ale : la bottiglia non diventa tutta nera ma rimane la polvere• David: rimane il fumo dentro la bottiglia• Mattia: il fumo fa pressione sulla bottiglia• Gian: secondo me l’aria diventa nera ma l’acqua assorbe il nero e purifica

l’aria

Abbiamo avvitato al collo della

bottiglia il tappo a vite con la sigaretta

Abbiamo disposto la bottiglia sopra la bacinella e l’insegnante ha acceso la sigaretta e tolto il dito in modo da far uscire l’acqua

Mentre l’acqua scendeva la bottiglia si riempiva di fumo

Man mano che l’ acqua scende la

bottiglia si riempie sempre

più di fumoAlla fine della

sigaretta la bottiglia è piena

di aria sporcaOSSERVAZIONIL’acqua che fuoriesce dalla bottiglia crea una depressione all’interno di essa provocando l’effetto di aspirazione della sigaretta.

Abbiamo potuto vedere:- il fumo all’interno della bottiglia

- il deposito giallo sul cotone- le pareti della bottiglia diventare opache

CONCLUSIONI

• Abbiamo commentato le nostre ipotesi e le varie osservazioni .• L’insegnante ci ha spiegato che i depositi gialli sul cotone e sulle pareti della

bottiglia sono dovuti al catrame e alla nicotina contenuti nel fumo della sigaretta.

• Dato che la bottiglia e il cotone “simulano” i polmoni , è facile immaginare la grande quantità di sostanze dannose che si accumulano nell’apparato respiratorio di chi fuma diverse sigarette al giorno.