CHE COSA È L`ARIA?

Progetto MIUR per la diffusione della cultura
scientifica
Responsabile del progetto: Ins. Maria Letizia Torrisi
Questa presentazione è uno strumento rivolto a docenti e
studenti e a quanti volessero accostarsi ad un percorso
semplice per un primo approccio
allo studio della
meteorologia.
In esso sono contenuti gli argomenti di studio proposti agli
alunni dell’Istituto Comprensivo “Capponi – Recupero” che
nell’ambito del Progetto MIUR “Aria: invisibile e presente” si
sono avvicinati al mondo dei fenomeni atmosferici che
influenzano la vita degli animali e soprattutto degli uomini
affascinandoli, per la loro spettacolarità e bellezza e, a
volte, impaurendoli per la loro potenza.
Il Diario di Bordo annesso al presente percorso educativodidattico rappresenta l’esperienza vissuta dai bambini
coinvolti nel progetto nell’accostarsi per comprendere i
misteri della realtà che li circonda.
Ins. Maria Letizia Torrisi
INDICE DEGLI ARGOMENTI
• Aria per la vita
• Aria : invisibile e presente
• L’atmosfera
• Componenti dell’aria
• Le nuvole
• Classificazione delle nuvole
• Il vento
• La pressione atmosferica
• Cicloni e anticicloni
• Strumenti di misura
• Le isobare
• I fronti atmosferici
• La rosa dei venti
• La meteorologia
• Le carte meteorologiche
L‘aria
è
una
componente
essenziale per la vita sulla Terra
poiché
contiene
l'ossigeno
necessario alla respirazione degli
organismi viventi.
Essa filtra le radiazioni nocive
provenienti dal Sole, riflettendole
e impedendo loro di raggiungere il
suolo, e consente alla superficie
terrestre
di
mantenere
una
temperatura adatta alla vita di
piante ed animali.
Sulla Terra, l'aria c'è dappertutto e noi la respiriamo in
continuazione.
Se l'aria viene a mancare anche solo per poco tempo, la vita degli
esseri viventi è in pericolo.
Se proviamo a chiudere naso e bocca non potremmo resistere a
lungo!
ESPERIMENTO N°1
1.
Lascia cadere dall'alto un foglio di carta.
2. Appallottola il foglio e lascialo cadere
dall'alto.
Il foglio aperto è caduto più lentamente,
quello appallottolato è caduto più velocemente.
PERCHÉ?
• Il foglio aperto è caduto più lentamente perché aveva più aria sotto
da spostare.
• Il foglio appallottolato è caduto più velocemente perché ha trovato
meno aria da spostare.
Anche se noi non la vediamo L'ARIA ESISTE dappertutto intorno a
noi.
ESPERIMENTO N°2
Occorrente:
•
un imbuto piuttosto piccolo,
•
una bottiglia,
•
un po' di plastilina
•
un po' d'acqua.
a)
Mettiamo l'imbuto nel collo della bottiglia
e versiamo l'acqua.
Che cosa succede?
L'acqua entra nella bottiglia.
b) Rifare ora lo stesso esperimento, ma con una
differenza.
Attorno al collo della bottiglia pressiamo della
plastilina, in modo che l'imbuto sia ben
sigillato. Ora proviamo di nuovo a versare
l'acqua, ma un po' energicamente, in modo che
l'imbuto si riempia.
Come mai l'acqua non scende?
Nel primo caso l'aria che c'è nella bottiglia esce attraverso la fessura
del collo della bottiglia permettendo all'acqua di prendere il suo
posto.
Nel secondo caso invece l'aria non può più uscire perchè la plastilina
glielo impedisce e quindi l'acqua non può entrare nella bottiglia.
Il posto è già occupato!
ESPERIMENTO N°3
Occorrente:
•
barattolo di vetro
•
tappo di sughero
•
imbuto
•
cannuccia
•
candela
•
acqua
•
plastilina
Chiudere ermeticamente il barattolo con il tappo; inserire l’imbuto ed
una cannuccia sul tappo e sigillare con la plastilina.
Collocare una candela accesa all’altezza della cannuccia.
Versare un po’ d’acqua nell’imbuto e osserviamo cosa succede.
Perché la fiamma si sposta?
L'aria attorno a noi è anche la
sede
dei
principali
fenomeni
meteorologici ( vento, pioggia,
neve,...), che nel loro insieme
costituiscono il CLIMA.
Tutti i fenomeni meteorologici si originano
nell'atmosfera, in particolare nei suoi strati
più bassi, la troposfera e la tropopausa, che
sono a diretto contatto con la superficie
terrestre.
LA TROPOSFERA
La troposfera è la fascia dell‘atmosfera a diretto contatto con la
superficie terrestre ed ha uno spessore variabile a seconda della
latitudine: ai poli è spessa solamente 8 chilometri mentre raggiunge i
20 chilometri all‘equatore.
In essa sono concentrati i tre quarti dell'intera massa gassosa e quasi
tutto il vapore acqueo dell'atmosfera.
La troposfera è il luogo della vita: tutte le piante e tutti gli esseri
umani vivono in essa, utilizzando alcuni dei gas che la costituiscono.
È lo strato dove avvengono la
maggior parte dei fenomeni
di carattere meteorologico,
causati
dalla
circolazione
delle masse d'aria e che
danno vita ai venti, alle
nuvole ed alle precipitazioni
atmosferiche.
Ad un certo punto la
temperatura si stabilizza a
-55°C
circa:
è
la
tropopausa, la zona di
transizione fra troposfera e
stratosfera.
LA TROPOPAUSA
La tropopausa è lo strato di atmosfera che separa la troposfera, in cui
avvengono i fenomeni meteorologici, dalla stratosfera, che è stabile.
LA
STRATOSFERA
In questo strato non ci sono fenomeni dovuti alla turbolenza
atmosferica, come in tutti i successivi strati. Il vapore acqueo è
praticamente assente e i gas sono molto più rarefatti.
Qui la temperatura aumenta con il crescere dell’altezza.
LA MESOSFERA
In questo strato la temperatura
ritorna
a
diminuire
con
l’aumentare
dell’altezza.
Il
calore, infatti, arriva dalla
superficie della Terra, che è
piuttosto distante. A circa 100
Km di altezza, si ha il minimo
termico, dove si trova la
mesopausa, che rappresenta il
passaggio con la termosfera.
LA TERMOSFERA
La temperatura in questo strato
cresce con l’aumentare dell’altezza.
La
densità
dei
gas
presenti
diminuisce andando verso l’alto.
L’ESOSFERA
Rappresenta lo strato più esterno dell’atmosfera e anche quello meno
conosciuto.
L'aria che respiriamo è costituita da
un miscuglio di particelle solide e
liquide sospese in un mezzo gassoso,
costituito a sua volta da:
ACQUA (H2O)
OSSIGENO (O2)
di origine biologica,
prodotto da organismi
vegetali
ANIDRIDE CARBONICA (CO2)
di origine naturale e
antropogenica, cioè generata
dalle attività svolte dall'uomo
che nell'atmosfera
può trovarsi sotto
forma di vapore,
oppure allo stato
liquido o solido;
AZOTO (N2), pari al 78% in
volume e
ARGON (A) pari allo 0,93% in
volume
ALTRI GAS come NEON, KRIPTON,
XENON, IDROGENO ed altri ancora, che
nell'insieme costituiscono solo lo 0,01% in
volume dell'atmosfera.
Le nuvole si formano perché l'aria che contiene umidità chiamata
anche "vapore acqueo" salendo verso il cielo si raffredda e si condensa
formando delle goccioline che rimangono sospese nell'aria formando
appunto la nuvola.
Quando queste goccioline che formano la nuvola trovano nell'aria
ancora molta umidità e la temperature diminuisce, le goccioline
diventano sempre più grosse e pesanti fino a cadere formando la
pioggia.
Le nuvole hanno in genere un
colore bianco perché riflettono
la luce del sole,
sono nere
quando sono cariche di acqua.
Le nuvole sono state classificate in
base alla loro forma e anche alla
loro altezza.
NUBI BASSE (0-2KM)
NUBI MEDIE (2-7 KM)
NUBI ALTE (5-13 KM)
Le nuvole hanno due forme caratteristiche:
NUBI STRATIFICATE, che
presentano una maggiore
estensione
sul
piano
orizzontale e minore su
quello verticale.
NUBI A SVILUPPO VERTICALE
O CUMULIFORMI, che hanno
un'estensione verticale che
supera quella orizzontale.
L'aspetto delle nubi, cioè la forma, la densità e i colori, dipendono dalla
natura dei loro componenti e dalle condizioni atmosferiche:
- i contorni netti indicano in genere la presenza di grandi componenti,
- la trasparenza è indice di pochi elementi condensati,
- l'opacità caratterizza una nube molto spessa,
- una struttura fibrosa e diafana è legata a cristalli finissimi.
STRATOCUMULI
Sono di forma arrotondata,
molto
grossi,
di
apparenza
morbida.
STRATI
Uniformi con la base opaca e grigia,
sembra che il cielo sia pitturato di
cenere.
NEMBOSTRATI
Di aspetto scuro
continua o neve.
provocano
pioggia
ALTOSTRATI.
Di aspetto simili agli strati, ma più
spessi e più alti,
producono a
volte pioggia o neve.
Il cielo biancastro ricorda una
massa lattiginosa.
ALTOCUMULI
Sono banchi di nubi formati da
tante piccole nubi cumuliformi,
in gruppi o file, a volte anche
saldate tra loro; è il classico
cielo a pecorelle
(acqua a
catinelle!).
CIRROSTRATI
Sono nubi molto alte e sottili, biancastre e
quasi trasparenti. Il sole è visibile (così come
la luna) con un alone intorno.
CIRROCUMULI
Sono formati da piccoli fiocchi o
batuffoli bianchi disposti in file o
gruppi; ricordano agli altocumuli,
ma, ovviamente, sono più alti e
sono sempre accompagnati da cirri
e da cirrostrati.
CIRRI
Sono formato da strie biancastre,
sottili, quasi trasparenti, molto alte.
La forma
e' facile da ricordare,
infatti
è quella di una striscia
terminante con un ricciolo
ad
uncino. Sono formati da cristalli di
ghiaccio a causa della temperatura
molto bassa alla quale si formano.
In genere indicano l'arrivo della
pioggia.
CUMULONEMBO
Nuvola a cavolfiore che produce
temporali.
TIPO DI
NUBE
Nubi alte
Nubi medie
Nubi basse
NOME
DESCRIZIONE
cirri;
cirro-strati;
cirro-cumuli
candide, isolate,
filamentose o a
ciuffi con aloni
alto-strati;
alto-cumuli;
nembo-strati
velo sottile e uniforme
senza aloni (altostrati), masse
tondeggianti come
ciotoli ('cielo a
pecorelle') (altocumuli) o indefinite
dai toni grigio scuri
(nembo-strati)
strato-cumuli;
strati
SIGNIFICATO
PREVISIONE
indicano vento forte in
quota
sono l'anticipazione di
un fronte caldo che
produrra' forti e
lunghe
precipitazioni
indicano aria calda, in
quota, sopra aria
fredda; prodotte da
misto ghiaccio e
acqua che favorisce
la precipitazione
producono quasi
sempre pioggia,
che a volte non
giunge al suolo per
evaporazione
precedente; sono il
centro della
perturbazione
sono la dimostrazione
pochi e sbiaditi
di grossi rimescolamenti
non producono pioggia
contorni, non
d'aria, segnano di
e sono indice di un
lasciano trasparire
solito il confine
cielo
la luce: tipicamente
superiore di aria
sostanzialmente
invernali sono dette
fredda, ma non sono
sereno
'nebbia alta'
indice di
perturbazioni
Cos'e il vento?
Il vento non è altro che aria in movimento.
Per capire bene come si forma il vento, bisogna
conoscere il significato di pressione atmosferica.
Anche l’aria, come tutti i corpi, è
attratta dalla Terra e perciò ha un suo
peso ed esercita una pressione su
tutto ciò che le sta di sotto.
Il peso dell’aria varia da un’ora
all’altra, da un luogo all’altro a
seconda della temperatura e del
contenuto in vapore acqueo: più
l’aria è calda e più è leggera ( e
perciò tende a salire), più è
fredda e più è pesante ( tende a
scendere).
Lo stesso accade per l’umidità: più l’aria è umida ( cioè ricca di vapore
acqueo) più è leggera e viceversa.
Al mare la pressione atmosferica è più
alta, perché la spinta dell'aria è
maggiore: infatti, la colonna d'aria è
più alta.
In montagna
atmosferica è
spinta dell'aria
colonna d'aria è
invece la pressione
più bassa, perché la
è minore: infatti, la
più bassa.
CURIOSITA‘
Sopra la nostra testa ci sono circa 150 kg di aria. Infatti la pressione
esercitata dall'aria è 1 kg ogni centimetro quadrato.
ESPERIMENTI SULLA PRESSIONE ATMOSFERICA
L'aria è come una forza che preme su ogni cosa e in tutte le
direzioni.
ESPERIMENTO N°1
Prendiamo un vasetto di quelli che si
usano per la marmellata e riempiamolo
d'acqua fino all'orlo. Poi appoggiamo
sopra un cartoncino di circa 10x10 cm e
con uno spessore di circa 1 mm.
Con una mano teniamo il cartoncino ben
aderente all'imboccatura del vasetto e con
l'altra capovolgiamo il tutto.
Ora togliamo la mano dal cartoncino e... meraviglia!
L'acqua non cade!
Come mai?
L'aria che sta fuori dal vasetto riesce a sostenere il peso dell'acqua
premendo contro il cartoncino.
Questa forza si chiama pressione atmosferica.
ESPERIMENTO N°2
Occorrente:
• appendiabiti
• 2 palloncini
• filo sottile
Alle due estremità dell’appendiabiti leghiamo due palloncini sgonfi e
tenendo con due dita la gruccia constatiamo che c’è un perfetto
equilibrio.
“Cosa succede se a una delle due estremità appendiamo un palloncino
gonfio?”
L’appendiabiti si inclina dalla parte del palloncino gonfio perché
“l’aria ha un peso” e preme su di noi esercitando una pressione che si
chiama pressione atmosferica.
L'aria, ruotando, converge verso le zone di bassa pressione (B) e si
allontana da quelle di alta pressione (A).
Sono detti cicloni i vortici di aria che ruotano intorno ad una zona di
bassa pressione tentando di raggiungerne il centro; questo
movimento è detto di convergenza ciclonica e, nel nostro emisfero, i
cicloni girano in senso antiorario.
Al contrario gli anticicloni sono gli enormi vortici di aria che ruotano
intorno ad una zona di alta pressione tentando di allontanarsene;
questo movimento è detto divergenza anticiclonica e, nel nostro
emisfero, gli anticicloni girano in senso orario. Ovviamente
nell'Emisfero Australe le rotazioni sono invertite.
Lo strumento che misura la pressione
atmosferica (p.a.) e le sue variazioni nel
tempo è il barometro.
L'unità di misura della p.a. è l'ettopascal
(hPa).
La p.a., inoltre, non è uniforme sulla
superficie terrestre.
Sulle carte meteorologiche i punti alla
medesima pressione sono uniti da linee
dette "isobare".
Le isobare sono le linee che uniscono
tutti i punti che, in una data area
geografica, hanno la stessa pressione.
Nel tracciare le isobare, possono
prendere forma delle strutture in cui,
le isobare stesse, racchiudono delle
aree i cui punti si trovano tutti alla
stessa pressione.
Se
le
isobare
assumono
una
conformazione quasi concentrica con
un minimo di pressione nella parte
centrale siamo in presenza di un
ciclone
o
depressione;
se,
al
contrario, le isobare assumono,
sempre nella parte centrale, il valore
massimo, avremo una struttura che
si chiama anticiclone.
Quando due enormi masse d'aria, aventi
caratteristiche
di
temperatura,
di
pressione e di umidità differenti (come
l'aria polare e l'aria equatoriale), si
incontrano, non si mescolano, come
potremmo aspettarci, ma si crea, invece,
tra loro una invisibile "parete" detta
superficie di discontinuità: l'aria calda
resta da una parte e quella fredda
dall'altro; la intersezione della superficie
di discontinuità con il suolo dà luogo ad
una linea detta fronte.
I fronti atmosferici sono zone di
transizione tra due diverse masse
d’aria.
Essi si distinguono in:
• FRONTE FREDDO
• FRONTE CALDO
• FRONTE OCCLUSO
Quando una massa d'aria
fredda
in
movimento
incontra una massa d'aria
calda, più leggera, tende ad
incunearsi al di sotto di
quest’ultima, originando un
fronte freddo.
L'aria calda viene forzata verso
l'alto e la sua ascesa provoca la
formazione di nubi .
Poiché la superficie di contatto
tra le due masse è piuttosto
ripida e l'ascesa è rapida, le
nubi saranno prevalentemente
di tipo cumuliforme.
Il passaggio di un fronte freddo è accompagnato da estesi sistemi
nuvolosi e da precipitazioni, con una brusca diminuzione delle
temperature, un aumento della pressione e da precipitazioni spesso a
carattere temporalesco.
Sulle carte del tempo, i fronti freddi sono
indicati da una linea nera con triangoli.
Se, al contrario, è la massa
d'aria calda ad essere in
movimento
verso
quella
fredda, la massa d'aria calda
scivola lentamente su quella
fredda, innalzandosi adagio
lungo una superficie vasta e
poco inclinata: in questo caso
si parla di fronte caldo, e
anch'esso porta nubi e sistemi
di perturbazioni.
I margini di un fronte caldo sono meno netti di quelli di un fronte
freddo, i cambiamenti sono più graduali e le perturbazioni arrivano
più lentamente.
Il passaggio di un fronte caldo è segnato da un aumento delle
temperature, una diminuzione della pressione e piogge persistenti,
ma di moderata intensità. A causa dell'innalzamento più lento, il
sistema nuvoloso che si forma è in genere costituito da nubi
stratificate.
Sulle carte del tempo, i fronti
caldi sono indicati da una
linea nera con semicerchi.
Un fronte occluso separa due masse
d'aria entrambe fredde e si forma
quando un fronte freddo, che si
sposta più velocemente, raggiunge
un fronte caldo.
Un fronte occluso è caratterizzato da aria calda in quota e aria fredda
al suolo e dalla sovrapposizione dei due sistemi nuvolosi, con
manifestazione di fenomeni tipici sia del fronte caldo, sia di quello
freddo.
Sulle carte del tempo, i fronti
caldi sono indicati da una linea
nera con semicerchi.
La rosa dei venti ci dice che ci sono diversi tipi di vento, freddo,
caldo, umido e secco, ognuno di questi proviene da punti geografici
diversi.
TRAMONTANA (da
Nord)
E' un vento molto freddo che di solito porta tempo asciutto, cielo
sereno.
Proviene da regioni del nord/Europa quindi più fredde delle nostre e
non attraversando mari rimane con umidità molto bassa che favorisce
la visibilità.
IL GRECALE ( da Nord Est )
E' un vento freddo e intenso si
manifesta soprattutto nella stagione
fredda. Spesso questo vento viene
associato ai venti di bora.
LEVANTE (da Est)
E' un vento che, come dice il nome,
spira da Est ed è tipicamente estivo.
Lungo le regioni tirreniche, si manifesta
durante le prime ore del mattino.
A volte il levante può preannunciare
l'arrivo del brutto tempo.
LO SCIROCCO ( da Sud Est )
E' un vento che proviene dal continente
africano perciò e' molto caldo e secco.
Durante il suo percorso sul mare tende
molto facilmente ad acquistare umidità
ed è per questo che da noi giunge caldo e
umido.
E' un vento molto temuto nella stagione
estiva perché rende le giornate molto
calde e afose.
MEZZOGIORNO - OSTRO ( da Sud )
E'
un
vento
meridionale
debolissimo che
si manifesta
molto poco nei mari italiani.
IL LIBECCIO ( da Sud Ovest )
Il libeccio è un vento umido, e
violento che proviene da Sud
Ovest.
E' molto temuto per gli effetti che
può
provocare,
infatti
spesso
genera forti mareggiate, condizioni
di burrasca e piogge molto intense.
PONENTE (da Ovest )
E' un vento che, come dice il nome, spira da Ovest ed è tipicamente
estivo. Lungo le regioni tirreniche,
si manifesta durante le ore
pomeridiane.
IL MAESTRALE ( da Nord Ovest )
E' uno dei venti più intensi che
interessano
l'Italia.
Deriva dalla discesa di aria fredda di
origine polare che scende verso
le
nostre regioni entrando dal
Mediterraneo.
L'aria polare, lungo la sua discesa si
scontra con aria più calda e umida
proveniente dall'Oceano Atlantico,
generando maltempo
che dalle
regioni
Francesi
giunge
da
Nord/Ovest
attraverso
il
Mar Mediterraneo sulla Corsica e
Sardegna
coinvolgendo le regioni
tirreniche.
Cosa sono i venti di caduta o
venti favonici ?
Il FOEHN e' un vento caldo che si forma
in primavera ma anche in inverno sulle
regioni del Nord/Ovest italiane (Valle
D‘Aosta,
Piemonte
e
Lombardia
occidentale).
Questo vento
fa diventare il cielo
azzurrissimo.
Il Foehn si forma per l'arrivo di correnti fredde (fronte freddo) che
provengono dall'altra parte delle Alpi, quindi dai versanti della
Francia o della Svizzera.
Queste correnti fredde , scontrandosi
contro la barriera Alpina (fenomeno
chiamato STAU), risalgono lungo i pendii
e le pareti raffreddandosi
e formando
nubi e pioggia.
Una volta arrivati in cima scendono dalla
parte opposta riscaldandosi e diradando le
nubi,
formando
il
vento
di
FOEHN che soffia sui versanti italiani.
La meteorologia è la scienza
che
studia
i
fenomeni
atmosferici, quelli cioè che
determinano il variare del
tempo atmosferico.
Questi fenomeni sono innanzitutto l’umidità dell’aria e le
precipitazioni di pioggia o neve, la nuvolosità e la nebbia, i venti e
la loro forza e la direzione, le temperature nel loro variare
giornaliero.
Lo scopo più evidente della meteorologia è la previsione del tempo, ma
la meteorologia è una scienza molto complessa, che integrandosi con
la climatologia cerca di comprendere i meccanismi dell’atmosfera
attraverso modelli e studiando come il clima si modifica, sia per cause
naturali che per cause antropiche.
Le carte meteorologiche
sono particolari tipi di carte
geografiche che, per mezzo di simboli specifici, riportano tutti
i fenomeni rilevati dalle stazioni meteorologiche a terra.
Ogni stazione rileva
ora per ora tutti i dati
meteo. I dati delle
varie stazioni vengono
poi riportati secondo
uno schema preciso e
standardizzato in una
carta che riproduce la
situazione al suolo.
In quota, invece, la
situazione è rilevata
per mezzo dei satelliti.
MAPPA CONCETTUALE
ISTITUTO COMPRENSIVO “CAPPONI – RECUPERO”
Anno scolastico 2009-2010
DIARIO DI BORDO
PROGETTO MIUR PER LA DIFFUSIONE DELLA CULTURA SCIENTIFICA
Responsabile del progetto: Ins. Maria Letizia Torrisi
Il presente Diario di bordo documenta il percorso educativo -
didattico che gli alunni delle classi di scuola primaria 1^ sez. A
e 5^ sezz. A e B dell’Istituto Comprensivo “ Capponi Recupero”
di Catania, nel corso dell’anno scolastico 2009- 2010, hanno
seguito per comprendere la tematica inerente il Progetto MIUR
per la diffusione della cultura scientifica “ARIA: INVISIBILE E
PRESENTE”, avente lo scopo di individuare le caratteristiche
chimiche e fisiche dell'aria necessari alla vita degli organismi e
comprendere la formazione dei fenomeni meteorologici.
INDICE DEGLI ARGOMENTI
• CHE COSA È L’ARIA?
• DI CHE COSA È FATTA L’ARIA?
• VOGLIAMO VEDERE L’ARIA!
• CHE FORMA HA L’ARIA?
• SCHIACCIARE L’ARIA
• CREIAMO IL VUOTO
• LA FORZA DELL’ARIA
• ARIA CALDA E ARIA FREDDA
• IL VENTO
CHE COSA È L’ARIA?
PREMESSA
Prima di tutto facciamo rilevare ai bambini che l’aria è ciò che
essi respirano, e quindi è anche dentro ciascuno di noi: se li
invitiamo a trattenere per un po’ il respiro potranno capire
bene quello che diciamo, infatti ad un certo punto dovranno
respirare di nuovo.
Questo significa che nell’aria c’è qualcosa che serve al nostro
corpo per svolgere le sue normali funzioni.
Nell’aria ci sono diverse sostanze che esistono sotto forma di
gas.
C’è anche la presenza di acqua che in questo caso non è liquida,
ma si presenta come vapore acqueo.
Con gli alunni della classe 1^ sez. A l’itinerario didattico ha
preso le mosse da un gioco proposto ai bambini.
Siamo andati in cortile ed ogni bambino teneva in mano una
striscia di carta crespo colorata.
I bambini hanno alzato in alto le braccia, hanno fatto qualche
corsetta e dopo li ho fatti disporre in doppia fila così da potersi
guardare di fronte.
Ho chiesto: -Che cosa avete fatto?
I bambini: - Abbiamo fatto le corse.
E la vostra striscia di carta che cosa faceva?
- Volava!
Perché?
- Perché c’è vento.
E il vento che cosa è?
- E’ l’aria!
Ma dove l’avete vista l’aria?
- Non si vede! Non c’è!
Ma quando avete corso per il cortile, cosa sentivate sulla faccia?
- Freddo! Il vento! Aria!
ALLORA L’ARIA C’ É, LA SENTO MA NON LA VEDO!
VERIFICA
Tornati in classe dopo aver
verbalizzato
l’esperienza,
i
bambini hanno rappresentato
graficamente il loro vissuto.
CHE COSA È L’ARIA?
Tornati in classe, ho proposto il gioco del subacqueo: tratteniamo
il respiro fino a quando possiamo. Li ho invitati a riflettere su
quello che avevano fatto e che cosa avevano fatto per respirare
nuovamente. Naturalmente hanno risposto che avevano bisogno
di “aria” e che se non respiravano potevano morire. Ho posto loro
alcune domande stimolo:
• Dove si trova l’aria?
• Attraverso quali parti del corpo avevano sentito l’esistenza
dell’aria?
• Se l’aria non esistesse, cosa succederebbe, secondo te?
La maggior parte dei bambini hanno risposto che l’aria si trova in
cielo.
Gabriele ha detto che si trova dove nel cortile , fuori.
Martina, Emanuela, Danilo e Riccardo hanno risposto che l’aria
si trova in qualsiasi posto.
Alla seconda domanda, quasi tutti hanno
risposto che l’aria la sentono addosso, sulla
faccia e sulle mani.
- Ma quando c’è una giornata di vento molto
forte, possiamo sentirlo?
-Si, perché il vento fa UUUUU e sbatte tutto.
- Si è arrivati alla conclusione che L’ARIA SI
SENTE SUL NOSTRO CORPO E LA SENTIAMO
CON LE ORECCHIE.
- A questo punto pongo la
domanda: - Il vento che cosa è?
- La maggior parte dei bambini dice
che IL VENTO È ARIA.
- Allora ci dovrebbe essere vento
anche in classe?
- Martina dice che nel vento l’aria
si sposta.
Anche per le classi quinte sez. A e B del Plesso scolastico di via
De Caro l’attività didattica ha preso le mosse da un gioco.
ESPERIENZA
Immaginiamo di immergerci nel mare per recuperare un
oggetto prezioso e proviamo a trattenere il respiro finché si
può.
I bambini hanno fatto a gara a trattenere il fiato, ma alla fine
hanno dovuto togliersi le dita che occludevano il naso per poter
respirare nuovamente.
Li ho invitati a riflettere su quello che avevano fatto e che cosa
avevano fatto per respirare nuovamente.
Naturalmente hanno risposto che avevano bisogno di “aria”.
Ho posto allora alcune domande:
1. Dove si trova l’aria?
2. Di cosa è fatta l’aria?
Dopo aver spiegato la composizione dell’aria e aver fatto degli
schemi esemplificativi e aver dato loro una scheda schematica
dei diversi strati dell’atmosfera, siamo passati alle attività di
laboratorio.
VOGLIAMO VEDERE L’ARIA!
Sia i bambini di 1^ e sia quelli di quinta
classe hanno chiesto se c’è un modo per
vedere l’aria ed allora ho proposto questa
esperienza. Prendiamo un bicchiere con un
po’ d’acqua e soffiamo in una cannuccia
messa dentro al bicchiere .
Che cosa vediamo?
I bambini: -Vediamo che
si formano tante bolle!!
ECCO, L’ARIA SONO LE BOLLE CHE ABBIAMO SOFFIATO
DENTRO L’ACQUA.
DI CHE COSA E’ FATTA L’ARIA!
Ho invitato i bambini ad alitare sulla propria mano e ho chiesto
loro che cosa avvertivano.
Agata – La mia mano è umida.
Martina – Dentro l’aria c’è anche l’acqua.
Francesco – Noi riscaldiamo l’aria , poi la buttiamo fuori e
incontra l’aria fredda e si condensa.
Un’altra esperienza è stata quella di alitare sui vetri delle
finestre dove la condensazione è più evidente. I bambini a
questo punto cominciano ad elencare altre esperienze
quotidiane nelle quali è visibile il vapore acqueo.
Si conclude che NELL’ARIA È PRESENTE IL VAPORE ACQUEO.
L’ARIA È UN INSIEME DI GAS.
L’aria che respiriamo risulta costituita principalmente da due
elementi fondamentali:
AZOTO (N2)
OSSIGENO (O2)
Sono presenti, anche in minima parte, altri gas:
Argon (Ar),
Elio (He),
Neon (Ne),
Kripton (Kr)
Xenon (Xe).
Provate a pensare di dividere l’aria in 100 parti, ad esempio in
cento quadratini.
- 78 quadrati sono di AZOTO
- 21 quadrati sono di OSSIGENO
- 1 quadrato è di ANIDRIDE CARBONICA e altri gas.
L’ossigeno è il gas più importante per l’uomo, gli animali e le
piante.
E’ l’ossigeno che ci fa respirare.
CHE FORMA HA L’ARIA?
I corpi solidi (una pietra,una scatola,…) non cambiano forma e
hanno una forma ben precisa.
I liquidi, come l’acqua, l’olio, l’aranciata, il latte, …, prendono
la forma del contenitore dove vengono messi.
I GAS NON HANNO FORMA
Sono gas: l’aria, l’ossigeno, l’anidride carbonica, l’azoto.
Se lascio libera l’aria, lei OCCUPA TUTTO LO SPAZIO
POSSIBILE.
ESPERIMENTO: Gonfiamo un palloncino e chiudiamolo.
L’aria che abbiamo soffiato è andata tutta dentro al palloncino.
Schiacciamo il palloncino tra le mani.
L’aria si è spostata e il palloncino ha cambiato forma.
SCHIACCIARE L’ARIA
OCCORRENTE
• una siringa senza ago
ESPERIMENTO
Prendere la siringa e dopo
aver tirato lo stantuffo in
modo che si riempia d’aria,
chiudere l’apertura della
siringa con un dito.
Premere sullo stantuffo con
forza e poi lasciarlo.
Ogni bambino dotato di una siringa senza ago ha prima riempito
la siringa di aria e dopo aver occluso con il dito la punta della
siringa si è accorto che lo stantuffo non scendeva giù.
Cosa è accaduto?
Lo stantuffo entra nella siringa, pur incontrando una certa
resistenza, poi si blocca; sul dito si senti una forte pressione.
Quando si lascia andare lo stantuffo, questo torna nella
posizione iniziale.
Andrea – Se metto il dito
nella punta della siringa,
l’aria non passa perché ha
una consistenza, cioè un
volume , occupa spazio.
L’ARIA PUÒ ESSERE COMPRESSA: QUANDO PREMIAMO SULLO
STANTUFFO È COSTRETTA A OCCUPARE UNO SPAZIO MINORE.
CON L’AUMENTARE DELLA FORZA CON LA QUALE PREMIAMO LO
STANTUFFO, AUMENTERÀ ANCHE LA PRESSIONE DELL’ARIA SUL
DITO.
QUANDO LASCIAMO LO STANTUFFO, ESSO TORNA NELLA
POSIZIONE INIZIALE PERCHÉ L’ARIA COMPRESSA SI ESPANDE
FINO A BILANCIARE LA PRESSIONE ESTERNA.
CREIAMO IL VUOTO
OCCORRENTE
• un bicchiere
• una cartolina o un cartoncino lucido
• un po’ d’acqua
ESPERIMENTO
Riempire un bicchiere con l’acqua (fino a circa un centimetro dal
bordo).
Fare aderire perfettamente la cartolina, dalla parte lucida, al
bordo del bicchiere, eventualmente bagnarla un po’.
Tenendo il palmo della mano sulla cartolina, capovolgere il
bicchiere.
Allontanare la mano dalla cartolina, tenendo il bicchiere per il
fondo.
CHE COSA SUCCEDE?
La cartolina rimane attaccata al bordo del
bicchiere e l’acqua non cade.
Sarà sufficiente staccare leggermente la
cartolina per far cadere tutta l’acqua.
IPOTESI
Santo – L’acqua ha risucchiato la cartolina.
Andrea – Si appiccica perché l’inchiostro della cartolina la fa
appiccicare.
Francesco – E’ l’aria che tiene la cartolina , dentro il bicchiere
non c’è niente.
QUESTO AVVIENE PERCHÈ DURANTE L’OPERAZIONE DI
CAPOVOLGIMENTO DEL BICCHIERE L’ARIA PRESENTE VIENE
ESPULSA E SI FORMA IL VUOTO.
AVEVAMO CREATO UNA DEPRESSIONE CHE IMPEDISCE
ALL’ACQUA DI USCIRE DAL BICCHIERE, MENTRE LA
CARTOLINA È MANTENUTA ADERENTE AL BICCHIERE DALLE
FORZE DI COESIONE DELL’ACQUA.
IL TRUCCO DEL TAPPO
OCCORRENTE
• una vaschetta trasparente
• un bicchiere trasparente
• un tappo di sughero
• un po’ di acqua
ESPERIMENTO
Riempire di acqua la vaschetta e mettere il tappo sulla superficie
dell’acqua.
Prendere il bicchiere e appoggiarlo sulla superficie dell’acqua in
modo che il tappo sia posto al centro e premere verso il fondo.
CHE COSA SUCCEDE?
Il tappo viene schiacciato
sul fondo della vaschetta.
Si può commentare l’esperimento proponendo ai bambini un
indovinello: che cosa si può usare per spingere il tappo sul
fondo della vaschetta senza toccarlo?
È difficile spiegare che c’è differenza tra aria e vuoto, ma in
questo caso si può mostrare un’azione esercitata dall’aria.
Si può inoltre evidenziarne la presenza inclinando leggermente il
bicchiere sul fondo. Si sprigioneranno delle bollicine e il tappo
salirà sempre più in alto fino a toccare il fondo del bicchiere.
L’ARIA RIEMPIE GLI SPAZI
OCCORRENTE
• una vaschetta trasparente
• un bicchiere trasparente
• un po’ di acqua
•un foglio di carta da giornali
ESPERIMENTO
Riempire di acqua la vaschetta.
Appallottolare il foglio di carta in modo che si
incastri sul fondo del bicchiere.
Immergere il bicchiere con il foglio nella
vaschetta spingendolo sul fondo in modo
perpendicolare all’acqua.
Togliere il bicchiere, senza inclinarlo ed estrarre
il foglio.
CHE COSA SUCCEDE?
Il foglio rimane asciutto.
Quando il bicchiere viene immerso nell’acqua l’aria che vi è
contenuta viene a trovarsi tra l’acqua e il foglio di giornale
accartocciato. L’aria forma così una barriera a protezione del
foglio,
impedendo
all’acqua
di
bagnarlo.
Se il bicchiere non viene estratto verticalmente ma viene
inclinato, l’aria esce, permettendo all’acqua di entrare, quindi di
bagnare la carta.
CREIAMO IL VUOTO
Questo equilibrio di forze è favorito dalla presenza all’esterno
di una pressione atmosferica superiore rispetto a quella che si
trova all’interno del bicchiere.
È per questo motivo che,
staccando
leggermente
la
cartolina
e
consentendo
l’ingresso dell’aria, la pressione
interna
ed
esterna
si
equivalgono, quindi il peso
dell’acqua (non più trattenuto
dalla depressione) fa cadere
tutto il contenuto del bicchiere.
Questo stesso principio spiega
perché una ventosa resta
attaccata a una superficie
lucida.
Dopo la fase dell’esperienza e della verbalizzazione, ogni
alunno prepara la propria scheda nella quale elabora la prova
pratica e le conclusioni cui si è giunti.
LA FORZA DELL’ARIA
Propongo sia ai bambini delle classi prime sia a quelli delle
classi quinte due giochi in palestra:
La corsa contr-aria
OCCORRENTE
• un foglio di giornale
ESPERIMENTO
Stendere il foglio di giornale davanti al petto e sorreggerlo con le
dita.
Invitare i bambini a correre ed a staccare le mani dal giornale
continuando la corsa.
CHE COSA SUCCEDE?
Il foglio di giornale resta attaccato al petto.
Questo esperimento, nella sua semplicità, mostra l’esistenza
dell’aria e la forza che essa esercita.
Si può presentare agli alunni come indovinello, chiedendo loro
quali modi conoscono per spostare un foglio di carta senza
utilizzare le mani.
La corsa con i sacchetti
OCCORRENTE
• un sacchetto di plastica
ESPERIMENTO
Impugnare il sacchetto dai manici; alzare le braccia e iniziare a
correre cercando di tenere le braccia il più possibile tese in alto.
CHE COSA SUCCEDE?
Il sacchetto prima si gonfierà d’aria,
poi opporrà una certa resistenza alla
corsa.
Ci si accorge della forza dell’aria per
la fatica che le nostre braccia
compiono nel tentativo di restare
tese.
CHE COSA SUCCEDE?
Andrea- Il sacchetto prima si è gonfiato d’aria, e poi mi tirava un
po’ indietro.
Agata- Io facevo fatica a tenere tese le mie braccia.
Giorgia – L’aria entra nella busta e la fa stare in alto, perchè
l’aria ha un peso.
LA FORZA DELL’ARIA
Si può ripetere questo gioco utilizzando sacchetti di diverse
dimensioni: maggiore è la dimensione del sacchetto, maggiore
sarà anche la resistenza che si incontra durante la corsa.
Infatti è il volume d’aria contenuto nel sacchetto a esercitare
una forza in senso contrario alla direzione della corsa.
Questo principio è quello che permette
al paracadute di rallentare la velocità
di caduta.
ARIA CALDA E ARIA FREDDA
Una mattina, fornita di pentola, fornellino elettrico e altro
materiale,
propongo agli alunni alcuni esperimenti per
scoprire insieme il comportamento dell’aria calda e dell’aria
fredda.
OCCORRENTE:
• una bottiglia di plastica
• un palloncino
ESPERIMENTO
Copro con un palloncino il foro
di apertura di una bottiglia.
Chiedo ai bambini di descrivere
ciò che vedevano.
Tutti
rispondono
che
il
palloncino è sgonfio.
1
Poi immergo la bottiglia nella pentola con acqua calda.
CHE COSA SUCCEDE?
Tutti i bambini dicono che il palloncino si sta gonfiando.
3
2
4
Successivamente immergo la
bottiglia dentro una bacinella
con acqua raffreddata da una
tavoletta di ghiaccio ed invito i
bambini a dire ciò che vedono.
-Il palloncino si è sgonfiato!!!
Perché il palloncino nell’acqua calda si è gonfiato e poi
nell’acqua fredda si è sgonfiato?
Andrea - Il vapore fa gonfiare il palloncino.
Francesco - Perché la bottiglia galleggia.
Giorgia – L’acqua è calda.
Martina – L’acqua calda ha trasmesso il calore alla plastica e ha
fatto riscaldare l’aria che c’è dentro la bottiglia e quindi l’aria
diventa più leggera e gonfia il palloncino.
Questi esperimenti con il palloncino
dimostrano che l'aria non ha un volume
e una forma propria e che è elastica:
infatti si dilata se si riscalda e si contrae
se si raffredda.
La proprietà di dilatarsi dell'aria e, quindi,
quella di diventare anche più leggera e di
salire se viene riscaldata, trova una valida e
pratica
applicazione
nelle
moderne
mongolfiere che utilizzano la fiamma che
fuoriesce da un bruciatore per riscaldare
l'aria della mongolfiera.
Propongo ai bambini un’altra attività con cui verificano quanto
avevano visto ed appreso nel precedente esperimento col
palloncino.
La moneta ballerina
OCCORRENTE:
• una bottiglia di vetro vuota
• una moneta poco pesante ( vanno bene le
vecchie 10 o le 200 lire )
• una bacinella con acqua calda.
Bagnare leggermente con l'acqua la faccia
inferiore della moneta e appoggiarla
sull'apertura della bottiglia di vetro,
facendo in modo che sia a perfetta tenuta.
Mettere la bottiglia dentro una bacinella di
acqua calda e osservare per un po' di
tempo la moneta.
CHE COSA SUCCEDE?
La moneta si solleva dal bordo del collo della bottiglia e ricade
sul bordo stesso più volte .
La bottiglia è realmente vuota?
Tutti i bambini - No , è piena d'aria.
E' accaduto che l'aria contenuta nella bottiglia si è riscaldata, è
aumentata di volume e sale verso l’alto, riuscendo a sollevare la
moneta.
IL VENTO
OCCORRENTE
• una candela
ESPERIMENTO
Accendere una candela e aprire un
poco una finestra e mettere la
fiamma in alto davanti all’apertura.
Successivamente portare la fiamma
sulla parte bassa della finestra
aperta.
CHE COSA SUCCEDE?
Quando la fiamma si trova in alto il fumo esce dall’aula, quando
la fiamma si trova in basso il fumo entra nell'aula.
PERCHÈ?
Perché in alto esce l’aria calda dell’aula, più leggera, mentre in
basso entra l’aria fredda che proviene da fuori.
IN QUESTO MODO SI
FORMA
IL
VENTO:
L'ARIA RISCALDATA DAL
SOLE,
SALE
VERSO
L'ALTO E AL SUO POSTO
ARRIVA ALTRA ARIA PIÙ
FREDDA.
ISTITUTO COMPRENSIVO “CAPPONI – RECUPERO”
Anno scolastico 2009-2010
PROGETTO MIUR PER LA DIFFUSIONE DELLA CULTURA SCIENTIFICA
Responsabile del progetto: Ins. Maria Letizia Torrisi
Stazione Meteo Davis
Vantage Pro 2 Wireless +
Datalogger + Tripod.
La stazione è stata installata
in
nel
data
3 Novembre 2010,
plesso
scolastico
dell’I.C.“Capponi- Recupero”
di Via De Caro,85 - Catania
Gli indirizzi internet dove sono visibili i dati provenienti dalla
Stazione Meteo - Picanello sono i seguenti:
http://www.meteosicilia.it/stazionepicanello/index1.htm
http://www.meteosicilia.it/public/rete/mappa.htm
http://italian.wunderground.com/global/stations/16460.html
http://my.meteonetwork.it/station/scl061/index.php