L'aria 2

Classe IV D
Unità 5
Insegnante Marcella Motta

Ho iniziato a lavorare con i bambini proponendo semplici esperienze realizzate con materiale povero e di recupero e dalle osservazioni scaturite si è iniziato a ragionare sulle varie caratteristiche dell’aria: l’invisibilità, l’elasticità (espansione e compressione), l’onnipresenza (si trova ovunque), la temperatura, e, in modo particolare, la pressione.
Su quest’ultimo fenomeno sono state realizzate molteplici esperienze in modo da far capire ai bambini perché un aereo può volare.

Dal racconto dei bambini

COSA C’È DENTRO UN BICCHIERE VUOTO?

Le nostre ipotesi: niente, aria
Prendo un bicchiere vuoto e lo capovolgo sopra una vaschetta piena d’acqua con dentro alcuni pezzi di sughero che ne segnano il livello. Spingo il bicchiere nell’acqua imprigionandone un pezzo. Il sughero ora si trova sul fondo della vaschetta perché l’acqua non è entrata nel bicchiere, solo pochissima. Cosa impedisce all’acqua di entrare?

esperimento barattolo

Inclino lentamente il bicchiere dal quale escono, gorgogliando, delle bolle d’aria ed entra l’acqua.

esperimento barattolo

Una delle nostre ipotesi è giusta: nel bicchiere c’è aria. L’aria è una sostanza gassosa.

A CACCIA D’ARIA

Prendo un foglio di carta e lo appallottolo bene con le mani. Ho imprigionato aria?
Per saperlo metto la carta appallottolata nell’acqua: vedo uscire bolle d’aria. Provo anche con un pezzo di gesso, con un pezzo di grissino e con dello zucchero: vedo uscire bolle d’aria.
L’ARIA SI NASCONDE DAPPERTUTTO!

RIEPILOGHIAMO

L’aria non si vede.
Si avverte le presenza dell’aria con la velocità.
L’aria non ha forma.
L’aria prende la forma degli oggetti in cui è contenuta.
L’aria si vede quando esce dall’acqua sotto forma di bolle.
L’aria si sente quando esce dall’acqua perché gorgoglia.
L’aria si nasconde dappertutto.
L’aria occupa tutti gli spazi liberi.
L’aria è elastica e si può comprimere (esperimento della siringa senza ago).
L’aria è una sostanza gassosa formata da un miscuglio di gas: circa quattro parti di AZOTO, una parte di OSSIGENO, più tracce di altri gas.

LA VENTOSA

Osserviamo cosa succede se si vuol far aderire una ventosa a diversi tipi di superfici: la lavagna, il vetro, la porta, il muro, la cartina plastificata…. La ventosa aderisce solo alle superfici perfettamente lisce. Perché?
Spingendo la ventosa contro una superficie liscia tutta l’aria interna esce, ma rimane quella esterna che preme in tutte le direzioni: in questo modo l’aria trattiene la ventosa premuta contro la superficie. Nel caso di superfici ruvide, come il muro dell’aula, l’aria, che si nasconde dappertutto, non si può togliere completamente e la ventosa non può aderire. La forza dell’aria che fa aderire la ventosa alla superficie si chiama PRESSIONE ATMOSFERICA

MAGIE DELLA PRESSIONE

Riempio d’acqua un bicchiere e vi immergo una cannuccia: l’acqua sale nella cannuccia. Tappo con un dito il foro superiore della cannuccia e la estraggo, così tappata, dal bicchiere. L’acqua rimane dentro la cannuccia, ma, appena sollevo il dito, cade.

Perché non cadeva prima? Che cosa la tratteneva? La causa è sempre la stessa: la pressione atmosferica spinge e non lascia cadere l’acqua. Se rifaccio l’esperimento capovolgendo la cannuccia, il dito che tappa il foro non si bagna perché dentro la cannuccia è rimasta anche un po’ di aria.

MAGIE DELLA PRESSIONE

esperimento pressione

A casa ho provato a fare questo esperimento che la maestra ha descritto in classe. Ho preso un bicchiere d’acqua, vi ho posto sopra un foglio di carta e, trattenendolo con la mano, ho capovolto il tutto. Ho tolto la mano e il foglio non si è staccato dal bicchiere: la pressione atmosferica lo ha spinto verso l’alto e l’acqua non è caduta.

MAGIE DELLA PRESSIONE

Infilo una striscia di carta tra le pagine di un libro tenuto verticalmente. La striscia pende verso terra.
Appoggio il mento al libro e soffio sopra la striscia: la striscia di carta si alza e sventola.
Perché? Perché sopra la striscia si crea una depressione, cioè una pressione minore rispetto a quella che c’è sotto la striscia e che la fa sollevare.
Questo è il principio per cui gli aerei possono volare.

esperimento pressione

ARIA CALDA, ARIA FREDDA

Passiamo la mano sopra una candela accesa e sentiamo il calore della fiamma che scalda l’aria. Mettiamo una carta velina con le frange sulla candela accesa: le frange tremano. Incolliamo la carta velina con le frange sul termosifone acceso: l’aria spinge le frange verso l’alto.
L’ARIA CALDA E’ PIÙ LEGGERA DI QUELLA FREDDA E SALE IN ALTO.
Possiamo osservare questo fenomeno guardando un fuoco acceso, o osservando l’asfalto di una strada in estate, se fa molto caldo.

In classe abbiamo osservato alcuni termometri e abbiamo letto la temperatura sulla scala graduata:
26° C: temperatura a metà aula;
43° C: temperatura sul termosifone;
23° C: temperatura in terra;
9° C: temperatura esterna.
I termometri che noi adoperiamo sono graduati con la scala CELSIUS, che va da 0° (temperatura dell’acqua che diventa ghiaccio) a 100° (temperatura dell’acqua che bolle).
I termometri funzionano in base al principio della dilatazione delle sostanze. Il mercurio è l’unico metallo liquido: con il calore si dilata e sale nella colonnina.

IL PALLONCINO CHE SI GONFIA

Siamo andati in cucina per osservare il seguente esperimento: il collo di una bottiglie è stato chiuso con un palloncino.
La bottiglia è stata messa dentro ad una pentola piena d’acqua che si scaldava sulla piastra elettrica. Il palloncino si è raddrizzato gonfiandosi, perché l’aria contenuta dentro la bottiglia si è scaldata salendo verso l’alto e aumentando di volume. La bottiglia è stata tolta dall’acqua calda ed è stata messa in quella fredda. Il palloncino prima si è sgonfiato, poi si è afflosciato, infine è stato risucchiato all’interno della bottiglia.
L’aria raffreddandosi è diminuita di volume, scendendo verso il basso.

L’aria calda sale, si espande, aumenta di volume.
L’aria fredda scende, si restringe, diminuisce di volume.

Questo esperimento ci ha fatto pensare alla mongolfiera. Fin dall’antichità gli uomini tentarono di volare, ma i primi a riuscire con successo furono nel 1783 i fratelli Montgolfier: riuscirono a levarsi in cielo a bordo di un cesto di vimini collegato ad un pallone la cui aria era riscaldata da un fuoco acceso. La mongolfiera deve il suo nome a questi coraggiosi fratelli francesi. Noi cercheremo di costruirne una!