Esperimenti stati fisici dell`acqua

ESPERIMENTO 1 – STATO LIQUIDO DELL’ACQUA
“CREIAMO LA PIOGGIA IN UN VASO”
Consigliato per: Scuola dell’infanzia e classi 1 e 2 della primaria.
Cosa serve: un barattolo di vetro con coperchio metallico, acqua bollente, cubetti di
ghiaccio, torcia elettrica, carta stagnola.
Cosa fare: versare circa mezza tazza di acqua bollente nel barattolo e avvitare il
coperchio. Far sentire ai bambini il calore del vaso facendo attenzione a non scottarli.
Mettere i cubetti di ghiaccio in un piccolo foglio di stagnola e far sentire ai bambini quanto
siano freddi, poi posarli sul coperchio del vaso e osservare cosa succede. Il caldo, l’aria
umida nel vaso, inizierà a diventare vapore, formando una nuvola nel vaso. Illuminare
bene con la torcia: come avviene con la luce del sole quando colpisce una nuvola, la torcia
rende l’aspetto del vapore più bianco. Man mano che le goccioline d’acqua diventano più
grandi (e quindi rendono più difficile la penetrazione della luce), il vapore comincerà a
sembrare grigio. Presto nel vaso comincerà a “piovere”.
Come funziona: l’interno del vaso è come l’aria aperta. Quando l’aria umida delle nuvole
incontra l’aria fredda, l’acqua all’interno della nube forma delle goccioline e cade come
pioggia. Questo processo si chiama condensazione.
Tempo impiegato: il tempo medio per la realizzazione dell’esperimento è di 20 minuti.
ESPERIMENTO 2 – STATO SOLIDO DELL’ACQUA
“ UNA MAGICA COLLANA DI GHIACCIO”
Consigliato per: Scuola dell’infanzia e classi 1 e 2 della primaria.
Cosa serve: cubetti di ghiaccio, un bicchiere d’acqua, un filo di cotone, sale.
Cosa fare: mettere alcuni cubetti di ghiaccio in un bicchiere d’acqua. Bagnare il filo di
cotone, poi posarlo sui cubetti che galleggiano nel bicchiere. Cospargere di sale tutto il filo
e aspettare circa 10 secondi. Sollevando il filo si creerà una collana di ghiaccio.
Come funziona: l’acqua pura congela a 0°C. L’aggiunta di sale o di qualsiasi altra
sostanza solubile (ad esempio zucchero), riduce la temperatura di congelamento
dell’acqua. L’acqua di mare ad esempio congela a -1,8°C, ma continuando ad aggiungere
sale la sua temperatura di congelamento può arrivare fino a - 21°C.
Questo si verifica perchè i soluti interrompono la struttura cristallina del ghiaccio e
riducono la concentrazione di acqua pura. Qualsiasi riduzione della concentrazione di
acqua pura abbassa il punto di congelamento. Quindi maggiore è la concentrazione di
sale, minore è il punto di congelamento. Quando si cosparge di sale un cubetto di
ghiaccio, in quel punto la concentrazione di sale diventa elevatissima, il punto di
congelamento scende e la parte di ghiaccio entrata in contatto col sale si scioglie e scorre
lungo il cubetto residuo, portando con sè il sale. A questo punto sulla parte superiore del
cubetto l’acqua, meno salata, si ricongela, intrappolando il filo di cotone.
Tempo impiegato: il tempo medio per la realizzazione dell’esperimento è di 15 minuti.
ESPERIMENTO 3 – STATO GASSOSO DELL’ACQUA
“ NUVOLE IN BARATTOLO”
Consigliato per: Scuola dell’infanzia e classi 1 e 2 della primaria.
Cosa serve: un barattolo di vetro con coperchio, acqua calda, ghiaccio, un foglio di carta
scura, uno spray (es. lacca per capelli, deodorante per ambienti), una torcia elettrica.
Cosa fare: assicurarsi che il vaso di vetro sia perfettamente pulito, poi versare l’acqua
calda per un centimetro circa e agitare un po’ per far arrivare il calore lungo le pareti del
vaso (riscaldare le pareti eviterà che si formi immediatamente della condensa). Prendere
il coperchio e posarlo sull’imboccatura capovolto, in modo che possa fungere da piccola
ciotola, e metterci il ghiaccio. Fatto questo si potrebbe formare della condensa sulle pareti
del vaso, ma non ancora la nuvola. Prendere lo spray, sollevare il coperchio di ghiaccio, e
spruzzarne una piccola quantità nel barattolo, quindi molto rapidamente riposizionare il
coperchio. Le nuvole cominceranno a formarsi: per visualizzarle meglio utilizzare la carta
di colore scuro come sfondo e illuminare il vaso con una torcia elettrica. Sollevando poi il
coperchio la vostra nuvola uscirà dal vaso e sarà possibile toccarla.
Come funziona: In questo esperimento si simulano i tre ingredienti base che consentono
in natura la formazione delle nuvole: umidità, variazione di temperatura o di pressione, e
presenza di nuclei di condensazione. L’umidità è fornita dall’acqua calda sul fondo del
vaso. Quando l’aria calda e umida è salita nel vaso, è stata raffreddata dal ghiaccio
contenuto nel coperchio e quando il vapore acqueo si è raffreddato ha avuto la tendenza a
ritrasformarsi in liquido, ma per condensarsi ha bisogno di una superficie. Lo spray (o il
fumo del fiammifero) ha fornito questa superficie; il vapore acqueo si è condensato in
minuscole goccioline, così piccole che possono fluttuare in aria. Nel vaso la nostra nuvola
si muoverà molto e formerà probabilmente dei vortici: questi sono dovuti alla circolazione
dell’ aria calda che sale e l’aria fredda che scende.
Tempo impiegato: il tempo medio per la realizzazione dell’esperimento è di 20 minuti.