Liceo Scientifico Statale “Talete”
Programma di SCIENZE NATURALI
Anno scolastico 2015/2016
Classe: 1 sez. F (Liceo Scientifico tradizionale – Nuovo ordinamento)
Libro di testo in adozione:
Scienze della Terra – E. Lupia Palmieri, M. Parotto “Osservare e capire la Terra + Chimica”, Ed.
Zanichelli
Docente: prof.ssa Alessandra TOMEI
CHIMICA
Modulo
Modulo 1
Le conoscenze
di base per le
Scienze naturali
Contenuti
Il metodo scientifico. Chimica: oggetto di studio.
Materia, sistema materiale, ambiente. Sistema materiale aperto, chiuso,
isolato. Le proprietà di un sistema materiale: proprietà chimiche, proprietà
fisiche qualitative e quantitative. Le grandezze fisiche fondamentali e derivate
e le loro unità di misura nel S.I. Fattori di conversione e equivalenze.
Notazione scientifica ed esponenziale: esercizi applicativi. La misura diretta e
indiretta. Caratteristiche di uno strumento di misura: portata, sensibilità,
prontezza. Misure precise e accurate. Errori nella misura casuali e sistematici.
Errore assoluto, relativo e percentuale: esempi. Errori assoluti, relativi e
percentuali nelle misure dirette. Propagazione degli errori nelle misure
indirette. Cifre significative di una misura diretta e indiretta.
Grandezze fisiche di interesse in chimica. Grandezze estensive e intensive.
Massa e peso: differenze. Legge di gravitazione universale. Il volume e le
densità. Dipendenza della densità dalla temperatura. La pressione: definizione,
unità di misura, fattori che influenzano il valore della pressione. Pressione
atmosferica. Energia, calore, temperatura. Scale termometriche e loro
conversioni.
Ore
13
Modulo 2
Materia ed
energia
La classificazione della materia in base allo stato fisico e alla composizione
chimica. Proprietà osservabili dei diversi stati fisici: forma, volume, densità,
comprimibilità. I passaggi di stato: trasformazioni fisiche reversibili. Differenze
fra evaporazione ed ebollizione di un liquido. Definizione di sostanza pura.
Curve di riscaldamento di una sostanza pura. Soste termiche e calore latente.
Punti fissi. Dipendenza dei punti fissi dalle condizioni di pressione. Confronto
fra le curve di riscaldamento e raffreddamento di una sostanza pura.
Teoria cinetico-molecolare. Interpretazione a livello particellare delle proprietà
osservabili degli stati fisici e delle curve di riscaldamento. Gas reale e gas
perfetto.
La composizione della materia: miscele e sostanze pure. Le diverse
caratteristiche delle miscele omogenee ed eterogenee. Confronto delle
caratteristiche di miscugli omogenei, colloidi e miscugli eterogenei. Tecniche di
separazione dei miscugli.
8
Modulo 3
Elementi e
composti
La classificazione delle sostanze pure: elementi e composti. I simboli chimici
degli elementi e le formule chimiche dei composti. Reazioni chimiche di
decomposizione termica ed elettrica delle sostanze pure composte: esempi.
Differenze fra un miscuglio di due elementi e un composto degli stessi
elementi. Gli elementi e la loro rappresentazione. Origine degli elementi chimici
e reazioni di fusione nucleare nelle stelle in fase stabile, nelle giganti e
supergiganti rosse e nelle esplosioni di supernova. Elementi naturali e
artificiali. Classificazione degli elementi nella tabella periodica: numero atomico
e sua definizione, periodi, gruppi. Similitudine delle proprietà chimiche degli
elementi di uno stesso gruppo.
Gli elementi chimici e la loro classificazione: elementi naturali e artificiali;
numero atomico. La tabella periodica degli elementi. Metalli, non metalli e
semimetalli: proprietà comuni dei metalli, dei non metalli e dei metalloidi. Le
proprietà chimiche comuni degli elementi di una stessa famiglia o gruppo.
Caso degli elementi del I gruppo (metalli alcalini) e di quelli del II gruppo
(metalli alcalino-terrosi): reazione con l’ossigeno per formare ossidi e reazione
con il cloro per formare cloruri (sali binari).
Le trasformazioni della materia: differenze principali fra i diversi tipi di
trasformazione (fisica, chimica e nucleare). Rappresentazione simbolica di una
reazione chimica: l’equazione chimica e il suo bilanciamento.
Rappresentazione a livello particellare di sistemi materiali e di trasformazioni
fisiche e chimiche.
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SCIENZE DELLA TERRA
Modulo
Modulo 4
Introduzione
allo studio delle
Scienze della
Terra
Contenuti
Elementi generali di Scienze della Terra. L'origine della Terra e della sua
struttura a strati: la catastrofe del ferro. Nucleo interno solido ed esterno
liquido, mantello e crosta oceanica e continentale. Differenza di composizione
chimica. La litosfera e l'astenosfera. I diversi sistemi integrati nel sistema
Terra: atmosfera, idrosfera, litosfera, biosfera e loro reciproche interazioni. Il
motore interno e il motore esterno del Sistema Terra. I diversi tipi di rocce
(magmatiche, sedimentarie, metamorfiche) e il loro ciclo di interconversione
(ciclo litogenetico). Le risorse del pianeta rinnovabili e non rinnovabili.
Ore
1
Modulo 5
L’Universo
La Sfera celeste e il moto apparente diurno delle stelle: Stella polare e Croce
del Sud. Punti di riferimento sulla Sfera celeste: polo Nord celeste e polo Sud
celeste, Zenith e Nadir. L'asse del mondo e l'equatore celeste, paralleli e
meridiani celesti. Le coordinate celesti: declinazione e ascensione retta.
Lo studio della luce proveniente dalle stelle: le diverse radiazioni dello spettro
elettromagnetico. Lunghezza d'onda, periodo, frequenza ed energia di una
radiazione elettromagnetica: la velocità di propagazione della luce nel vuoto.
La radiazione visibile e le sue diverse componenti. Definizione di stella in fase
stabile. La classificazione delle stelle per magnitudine e classi spettrali. La
temperatura superficiale di una stella e il suo colore. Lo studio della luce delle
stelle: magnitudine apparente e assoluta. Studio della composizione chimica di
una stella attraverso gli spettri di emissione e assorbimento.
Il processo di formazione stellare: materiale interstellare e nebulose, globuli di
Bok, protostella, nana bruna e stella in fase stabile. Durata della fase stabile di
una stella e massa della stella. La stella in fase stabile e la fusione
termonucleare di idrogeno a elio, difetto di massa ed energia (equazione di
Einstein). Equilibrio di una stella in fase stabile ed evoluzioni successive:
giganti e supergiganti rosse e processi di nucleosintesi di elementi chimici più
pesanti di idrogeno e elio. Nane bianche e nebulose planetarie come
evoluzioni successive di stelle di piccole e medie dimensioni. Esplosioni di
supernova e formazioni degli elementi più pesanti del ferro: stelle a neutroni e
buchi neri, come evoluzioni successive di stelle di grandi dimensioni. Il
diagramma H-R.
La struttura dell'Universo: galassie e loro classificazione in base alla forma,
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ammassi galattici e superammassi galattici. Le origini dell’Universo: l’effetto
Doppler e la legge di Hubble. Teorie inflazionarie: la teoria del Big-bang.
Modulo 6
Il Sistema solare
Modulo 7
Il pianeta Terra
Il Sistema solare: comune origine di tutti i corpi del sistema solare. Definizione
di pianeta e pianeta nano, asteroide, cometa, meteoroide. Differenza fra
meteora e meteorite. I pianeti del Sistema solare: valori della distanza media
dal Sole in unità astronomiche.
Le principali differenze fra i pianeti terrestri e quelli gioviani in termini di
composizione chimica, densità, massa, temperatura superficiale, atmosfera. Le
principali caratteristiche dei pianeti terrestri (Mercurio, Venere, Terra, Marte) e
di quelli gioviani (Giove, Saturno, Urano, Nettuno).
Il Sole e le sue principali caratteristiche. La struttura a strati del Sole: zona
radiativa, convettiva, fotosfera e loro caratteristiche. L’atmosfera solare:
cromosfera e corona solare. Il vento solare e le aurore polari. La nascita
dell’astronomia moderna: il contributo di Copernico e di Keplero. Il moto di
rivoluzione dei pianeti intorno al Sole. L’ellisse e le sue principali caratteristiche
geometriche: asse maggiore, minore e focale; centro e vertici. Orbite di
rivoluzione: definizione di perielio e afelio. Le tre leggi di Keplero e le loro
conseguenze. La legge di Newton sulla gravitazione universale.
La Terra e le sue caratteristiche fisiche principali. La sfericità della Terra e le
sue prove indirette. Il calcolo di Eratostene della lunghezza della circonferenza
terrestre.
La Terra come ellissoide di rotazione. Il geoide: definizione. Il reticolato
geografico: meridiani, paralleli. Latitudine e longitudine di un punto sulla
superficie terrestre.
I movimenti della Terra: il moto di rotazione e il suo verso visto dal Polo nord e
sud celeste. Periodo del moto di rotazione: il giorno sidereo e il giorno solare. Il
giorno solare medio. Conseguenze del moto di rotazione: l'alternarsi del dì e
della notte. Il circolo d'illuminazione e il fenomeno delle aurore e dei crepuscoli:
diffusione e rifrazione dei raggi solari ad opera dell'atmosfera terrestre.
Conseguenze del moto di rotazione: lo schiacciamento polare e la forza di
Coriolis. Le prove del moto di rotazione terrestre: l'esperimento di Guglielmini e
la diversa velocità di rotazione dei punti della superficie terrestre a diversa
distanza dall'asse di rotazione. Il moto di rivoluzione: caratteristiche. Le prove
del moto di rivoluzione terrestre: l’aberrazione della luce stellare, la periodicità
annua di alcuni gruppi di stelle cadenti. L'alternanza delle stagioni
astronomiche: equinozi e solstizi e variazione del periodo di illuminazione
rispetto a quello di oscuramento nei diversi momenti dell’anno solare nei
diversi punti della superficie terrestre (emisfero boreale e australe). Le zone
astronomiche: Calotta polare artica, Zona temperata boreale, Zona
intertropicale, Zona temperata australe, Calotta polare antartica.
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Roma, 7 giugno 2016
GLI ALUNNI
IL DOCENTE
