gocce e bolle di sapone

PIANO ISS P r e s i d i o M I L A N O
Istituto Tecnico Industriale Statale
Liceo Scientifico Tecnologico
“Ettore Molinari”
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Alla scoperta dell’acqua intorno a noi
Un possibile percorso1
Alla scoperta dell’acqua intorno a noi (I)
Un possibile percorso2
Un primo approccio alla manipolazione dei liquidi
Scuola primaria e secondaria di I grado
1. Esperienza libera su una bottiglietta d’acqua
Per “scoprire” alcune caratteristiche dell’acqua si può partire dall’osservazione
di una bottiglietta con dell’acqua (le osservazioni verranno poi riprese e
approfondite)
Si parte da un’esperienza libera e si invitano gli studenti a “manipolare
l’oggetto (bottiglia di acqua con tappo) e raccogliere osservazioni (agitare,
ruotare capovolgere la bottiglia, osservare le pareti, le bollicine che si formano
e salgono, la forma che assume, il colore, la trasparenza, gli effetti ottici, la
temperatura (se è fredda provoca una condensa attorno alla bottiglia con
rivestimento di vapore), variazioni di temperatura con l’agitazione,
riscaldamento per contatto, la superficie dell'acqua rimane orizzontale.
2. Esperienza libera sulla “forma dell’acqua”
Si mettono a disposizione bottiglie e
contenitori di forma diversa (alcune bottiglie
anche uguali), acqua colorata con un po’ di
tempera e pennarelli. Si fanno travasi
chiedendo ai bambini di fare previsioni su ciò
che succederà: si raccolgono le osservazioni
anche segnando con un pennarello il livello
(stessa quantità ma livelli e forma diversi,
nelle bottiglie o contenitori uguali, stessa forma e stesso livello)
Questa esperienza può essere seguita da esperienze guidate per un primo
approccio quantitativo (vedi la scheda un approccio quantitativo alla
manipolazione dei liquidi e percorso relativo)
1
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In azzurro le note per l’insegnante, in rosso gli approfondimenti
In azzurro le note per l’insegnante, in rosso gli approfondimenti
PIANO ISS P r e s i d i o M I L A N O
PD1A:La scoperta dell’acqua
Esempio di percorso:
un primo approccio alla manipolazione dei liquidi
Gocce e bolle di sapone
Scuola primaria e secondaria di I grado
3. Esperienze libere : giochi con le gocce d’acqua
(a gruppi di due o tre bambini)
a) alla ricerca delle gocce d’acqua
dove troviamo le gocce d’acqua?
si fa riferimento all’esperienza del bambino o lo si invita a osservare
l’ambiente circostante: In giardino al mattino, sulle scarpe se
cammino nel prato, sul lavello, sulle corde stese dopo che ha piovuto,
sotto il rubinetto che gocciola…….)
b) “formiamo” gocce
Si mettono a disposizione acqua, pompette, siringhe senza ago, pezzi di
stoffa, di legno, carta d’alluminio, pezzi di plastica, lenti di ingrandimento
……
Consegna: Hai a disposizione dell’acqua; utilizza ciò che vuoi per
“formare” gocce d’acqua. Spiega come le hai ottenute,
osservale e descrivile sia a parole che con disegni
Si mettono in comune le osservazioni, cogliendo anche le difficoltà che si
sono avute nell’ottenerle (ad esempio goccia che cade dall’alto, goccia
sulla carta ecc. Questa esperienza può anche servire a riprendere le
esperienze/giochi fatte precedentemente su bagnabilità
e non bagnabilità dei materiali) .
I bambini potrebbero anche osservare la goccia che si
forma sul foro della siringa (analogia con il rubinetto che
perde…….),
SCHEDE DI OSSERVAZIONE3
Prova a prelevare delle gocce d’acqua da un contenitore usando
diverse tecniche.
Sistema adottato
Riuscito
Tipo di goccia ottenuta
La punta del dito
Una matita
Un chiodo
Una cannuccia
Un pezzo di spago
Un pezzo di carta
Un pezzo di stoffa
DISEGNA LE DIVERSE FORME DELLE GOCCE CHE HAI OTTENUTO
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Da Maviglia – Pallotti “Acqua” Editoriale SCIENZA
PIANO ISS P r e s i d i o M I L A N O
PD1A:La scoperta dell’acqua
Esempio di percorso:
un primo approccio alla manipolazione dei liquidi
c) Gocce che cadono
Si mettono a disposizione: acqua, pezzi di stoffa, di legno, di carta, di
carta d’alluminio, pezzi di plastica, cartoncino
Consegna: fai cadere delle gocce d’acqua. Cosa succede? Scrivilo a
parole e con dei disegni
Si mettono in comune le osservazioni: l’acqua, come tutti gli altri oggetti
“cade,” va verso il basso. Possono anche utilizzare i vari materiali per
formare degli scivoli. Cogliere le differenze
quinta classe – scuola secondaria di primo grado
d) Osserviamo le gocce utilizzando la lente d’ingrandimento
Osserviamo l’acqua che sgocciola da un rubinetto chiuso male (o da una siringa
senza
ago).
”La goccia piano piano si ingrossa, finché non raggiunge una certa misura ben
precisa e allora improvvisamente cade. Proviamo a disegnare le varie forme
dela goccia mentre si forma e cade. I disegni possono dare l’impressione che
l’acqua sia tenuta sospesa in un sacchetto e che il sacchetto si stacchi quando
il peso del contenuto aumenta oltre il suo limite di resistenza. Impressione che
si puo' confermare con un attrezzatura come quella in figura. In cui si nota che
il deformarsi della guaina elastica sotto il peso dell'acqua fa assumere alla
guaina le stesse forme della goccia come se anche attorno alla goccia ci fosse
una specie di pellicola elastica. Ogni goccia che si forma rimane attaccata al
rubinetto per un istante, prima di cedere alla gravità e di cadere in forma di
sfera, ben delimitata dalla superficie esterna che la racchiude.
Dall’esperimento precedente siamo portati a pensare
che la gocciolina d’acqua sia tenuta insieme da qualcosa
di simile al sacchetto di gomma:
la "pelle" dell’acqua” 4
Ciò è dovuto alla tensione superficiale dà
l'impressione che l'acqua abbia una sorte di pelle
elastica e sottile.
Osservazioni
delle
gocce
con
la
lente
d’ingrandimento: la forma a volte è un po’ ovale e
sembra avere attorno un pellicina.
*Provare a bucare con un ago sottilissimo la
goccia. La goccia non scoppia e nemmeno si
appiattisce sembra una perla.
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Testo e immagini da http://web.unife.it/progetti/matematicainsieme/schiume/perc_fisica01.htm
PIANO ISS P r e s i d i o M I L A N O
PD1A:La scoperta dell’acqua
Esempio di percorso:
un primo approccio alla manipolazione dei liquidi
Nella scuola secondaria di primo grado si introduce il termine “tensione
superficiale” e si comincia a dare una spiegazione a livello molecolare che verrà
poi ripresa e approfondita nella scuola secondaria di secondo grado.
“I fenomeni precedenti sono spiegati dalla forze di coesione che agiscono fra
molecole dell’acqua. Come mostra l’immagine, queste forze non hanno effetto
sulle molecole che si trovano
all’interno del liquido: esse
infatti sono circondate da
altre molecole quindi sono
tirate in tutte le direzioni con
forze di uguale intensità.”5
Si può proseguire
- con un percorso sulle bolle di sapone (vedi schede
esperienze) che “sono bolle d’aria racchiuse da una
sottilissima pellicola di acqua saponata. Questa
pellicola, dovuta alla tensione superficiale, si
comporta in modo simile ad un palloncino di
gomma.”6
e/o
- si possono far eseguire gli esperimenti sulla tensione superficiale: CD,
aghi, graffette che galleggiano, monete in un bicchiere pieno d’acqua,
ecc… (vedi schede esperienze e protocolli dei ragazzi) tenendo
presente che sono i ragazzi che svolgono esperimenti non l’insegnante
che dalla cattedra esegue l’esperimento dimostrativo. Gli esperimenti
possono essere preceduti da domande che possono mettere in evidenza
le previsioni degli alunni riguardo ad un particolare fenomeno (esempio:
cosa succede se metto una moneta in un bicchiere colmo d’acqua? Ecc…
NB. Queste esperienze possono essere precedute da un’esperienza libera sul
galleggiamento/affondamento di oggetti in acqua (vedi percorso relativo)per
arrivare ad individuare
a) Oggetti che galleggiano ma che spinti in acqua affondano ( e saranno
questi che in questo momento diventeranno oggetto del nostro studio)
b) Oggetti che galleggiano e che dopo essere stati spinti sott’acqua tornano
a galleggiare
c) Oggetti che affondano
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Da http://web.unife.it/progetti/matematicainsieme/schiume/perc_fisica01.htm
Da http://web.unife.it/progetti/matematicainsieme/schiume/perc_fisica01.htm
PIANO ISS P r e s i d i o M I L A N O
PD1A:La scoperta dell’acqua
Esempio di percorso:
un primo approccio alla manipolazione dei liquidi
Primaria – scuola secondaria di primo grado
d) Bolle d'acqua
Quando si fa scorrere l’acqua con un po’ di pressione dal rubinetto nel
lavandino capita di osservare la formazione di piccole bolle che scoppiano
subito.
Hai mai provato a fare una bolla solo con l’acqua?
Si invitano a fare bolle soffiando in una cannuccia prima utilizzando solo acqua,
poi con acqua e sapone
Senza sapone:
1. Le bolle sono più piccole
2. Durano molto meno
sul sito del Museo della Scienza e della Tecnologia di Milano alla pagina
http://www.museoscienza.org/dipartimenti/esperienze_bolle/ si possono
trovare esperienze sulle bolle di sapone
Scuola secondaria secondo grado
Si riprendono le osservazioni e le esperienze e si dà una spiegazione
Osservazione: la scoperta che il sapone abbassa la tensione superficiale
dell’acqua potrebbe far pensare che sia meglio usare solo l’acqua per fare le
bolle! E’ infatti un misconcetto che l’acqua non abbia abbastanza tensione
superficiale per formare le bolle.
Una bolla di sapone è costituita da una sottile pellicola d’acqua racchiusa tra
due strati di molecole di sapone.
Questi due strati formano una specie di "coperta" che rende stabile la bolla.
Infatti questa "coperta", da una parte, diminuisce la tensione superficiale,
dall’altra evita l’evaporazione.