Sperimentiamo l`energia

Sperimentiamo l’energia
laboratorio sul tema dell’energia
Obiettivi del laboratorio
Il percorso in breve
Questo progetto sarà occasione per far conoscere ai
bambini/ragazzi l’energia, in particolar modo l’energia
elettrica, per sensibilizzarli in merito al problema
dell’inquinamento energetico e sviluppare in loro i primi
germogli di un senso critico sull’utilizzo delle risorse a
disposizione dell’uomo. Attraverso piccoli esempi concreti
e semplici esperimenti si mostrerà ai bambini quali sono i
tipi di energia, le fonti e gli effetti. Si spiegherà inoltre che
cos’è l’effetto serra e quali sono le conseguenze che esso
ha sul pianeta e sull’uomo. Infine si produrrà una raccolta
di buone norme per il risparmio energetico, introducendo il
tema delle energie rinnovabili.
1 INCONTRO PRELIMINARE:
incontro di 1h previsto con l’insegnante per illustrare il
percorso che si seguirà con la classe.
2 I INCONTRO:
sarà un incontro introduttivo in cui i ragazzi
saranno avvicinati al concetto di energia attraverso
un brainstorming e alcuni semplici esperimenti. Si
utilizzeranno inoltre giochi e tecniche espressive (ad
esempio il mimo) per stimolarli ad entrare in contatto con
l’energia.
Ciao! mi presento!
Ciao, sono Archimede
la lampadina e mi
illumino ogni volta
che mi viene un’idea!
Accendi un’idea e brilla
come me! Insieme
illumineremo
il mondo!
!
3 II INCONTRO:
sarà un incontro di impronta sperimentale dove si
svolgeranno esperimenti sull’energia elettrica.
4 III INCONTRO:
sarà un incontro dedicato alla conoscenza di alcuni
dati riguardanti i consumi di energia elettrica nella
nostra casa. Dal punto di vista pratico si faranno degli
esercizi per calcolare i consumi della casa e le emissioni
di anidride carbonica. Inoltre si introdurranno i temi
dell’inquinamento e dell’effetto serra attraverso un
semplice esperimento che spiegherà concretamente i loro
effetti.
5 IV INCONTRO:
sarà un incontro dedicato alle conoscenza delle energie
rinnovabili (fotovoltaico, solare, eolico, idrogeno,…) in cui
si spiegheranno e si sperimenteranno queste tecnologie
attraverso l’utilizzo di un power point e di kit appositi.
Infine si produrrà insieme ai ragazzi un decalogo di buone
norme da seguire ed un decalogo di comportamenti
dannosi per noi e per l’ambiente facendo tesoro di
tutte le informazioni che si sono acquisite nel corso del
laboratorio.
6 Incontro concusivo:
incontro di 1 h previsto con l’insegnante per verificare la
riuscita del percorso
Svolgimento del percorso
I INCONTRO:
ATTIVITÀ PROPOSTE
CONOSCIAMO L’ENERGIA
Obiettivo:
invitare i ragazzi a ragionare sul concetto di energia.
Svolgimento:
utilizzando delle riviste proporremo ai ragazzi di ritagliare
delle immagini che, a loro parere, possono rappresentare
l’energia. Le immagini poi saranno incollate su un
cartellone e serviranno a dedurre insieme la definizione
di energia. Elencheremo allora quali sono nello specifico
i diversi tipi di energia facendone anche degli esempi:
potenziale, cinetica, chimica, termica, radiante, nucleare,
elettrica. A questo punto, utilizzando un’apposita tabella,
saremo in grado di stabilire quali sono le fonti d’energia, le
forme di energia e le eventuali applicazioni. Cominceremo
allora ad interessarci nello specifico all’energia elettrica
e chiederemo ai ragazzi di scrivere su dei post-it (che
andranno anch’essi attaccati ad un cartellone) quali sono
secondo loro tutte le forme di energia elettrica elencando
le possibili fonti e gli utilizzi.
archimede, la nostra mascotte
Obiettivo:
far sentire i ragazzi parte di un progetto importante che
riguarda ogni cittadino della terra.
Svolgimento:
la lampadina Archimede ci accompagnerà durante tutto
il percorso. Sarà la mascotte che inviterà i ragazzi ad
accendere le idee per fare brillare il mondo tutti insieme.
Si appenderà il disegno di Archimede fuori dalla classe
che farà questo progetto per indicare che lì si trovano i
“luminari dell’energia e i dottori del risparmio energetico”
in grado di guarire alcune brutte abitudini che fanno star
male l’ambiente.
mini spreconi
si possono fare delle scenette dove si fanno degli sprechi e
farli riconoscere a loro oppure leggere una storia dove un
personaggio fa degli sprechi e loro devono individuarli.
MEMORY DELLE FORME D’ENERGIA
Obiettivo:
dare agli studenti la consapevolezza che l’energia si
manifesta in forme diverse
Svolgimento:
gioco del memory con carte che raffigurano varie forme di
energia
COMPITO A CASA:
Obiettivo:
: attività di osservazione propedeutica all’incontro
successivo.
Svolgimento:
chiediamo ai ragazzi di contare quanti punti luce hanno
Ricordati che…
Il risparmio si fa a
piccoli gesti.
Se sostituisci le
lampadine a
incandescenza con
quelle a basso consumo
scoprirai che consumano
5 volte in meno
e durano 10
volte in più.
!
in una stanza e di che tipo sono (lampadina normale,
lampadina a basso consumo). Chiediamo anche di
guardare quanti di loro hanno elettrodomestici a basso
consumo (quelli contrassegnati dalle tre AAA).
II INCONTRO:
ATTIVITÀ PROPOSTE
ESPERIMENTI SULL’ELETTRICITÀ
Obiettivo:
forniamo ai ragazzi alcune nozioni base di elettrostatica,
spiegazioni sulle cariche e sull’elettrizzazione per strofinio
ed illustriamo i metodi di elettrizzazione per induzione e
per contatto che ci servono a stabilire il tipo di carica di un
corpo.
Svolgimento:
si eseguiranno i seguenti esperimenti:
1. Elettrostatica: poteri speciali
Materiale occorrente: un palloncino, un muro, un
rubinetto, dei capelli, un panno di lana. Gonfieremo un
palloncino dopodiché lo strofineremo energicamente con
un panno di lana. Ora, avvicinandolo alla parete, vedremo
che si attaccherà ad essa. Strofineremo poi un’altra volta
il palloncino con il panno e lo avvicineremo questa volta
al getto d’acqua del rubinetto. Vedremo allora come il
getto si curva seguendo il movimento del palloncino. Infine
strofineremo ancora una volta con il panno il palloncino
e lo avvicineremo ai nostri capelli che, noteremo, si
solleveranno. Questo accade perché, quando strofiniamo il
palloncino con il panno, alcuni elettroni degli atomi della
lana si trasferiscono sul palloncino elettrizzandolo.
2. Elettrostatica: incantatore di serpenti
Materiale occorrente: penna, panno di lana, pezzo di carta
velina.
Si distribuirà ad ogni bambino un quadratino di carta
velina da cui ciascuno ritaglierà un serpente. Si strofinerà
poi la penna al panno di lana (o a sciarpe e vestiti) e la
si avvicinerà al serpente senza toccarlo. Osserveremo
che il serpente si solleva verso la penna. Questo accade
perché, quando strofiniamo la penna con il panno, alcuni
elettroni degli atomi della lana si trasferiscono sulla penna
elettrizzandola per questo essa attirerà la carta.
3. Elettrostatica: la bottiglia magica
Materiale occorrente: bacchetta di plastica, bottiglia di
plastica o vetro, spago.
Legheremo un pezzo di spago alla bottiglia in modo da
sorreggerla senza toccarla con le mani e lasciarla libera
di girare. Si strofinerà poi energicamente la bacchetta
di plastica con un panno di lana e la si avvicinerà alla
bottiglia senza toccarla. Osserveremo come la bacchetta
determini il movimento di rotazione della bottiglia
facendogli anche cambiare direzione. Questo accade
perché, quando strofiniamo la bacchetta con il panno,
alcuni elettroni degli atomi della lana si trasferiscono
sulla bacchetta elettrizzandola così essa respingerà la
bottiglia.
4. Elettrostatica: palloncini ribelli
Materiale occorrente: due palloncini, spago, panno di lana,
foglio di carta.
Si gonfieranno i due palloncini e si legheranno alle due
estremità dello spago. Si strofineranno poi entrambi i
palloncini con il panno di lana e si solleverà lo spago al
centro. Noteremo che i due palloncini si allontanano.
Metteremo allora il foglio di carta in mezzo e vedremo i
due palloncini avvicinarsi attaccandosi al foglio di carta.
Questo accade perché gli oggetti dello stesso materiale
acquistano la stessa carica elettrica. Poiché le cariche
dello stesso tipo si respingono, i palloncini, che hanno
entrambi carica negativa, si allontanano. La carta, che
non è elettrizzata possiede lo stesso numero di cariche
negative e positive e queste ultime attirano le cariche
negative in eccesso dei palloncini.
5. Elettrostatica: cannucce mobili
Materiale occorrente: quattro cannucce da bibita, una
bacchetta di vetro, un panno di lana.
Posizioneremo sul tavolo due delle cannucce, parallele fra
loro, a 5 cm di distanza. Strofineremo le altre due cannucce
con il panno di lana e ne sistemeremo una di traverso alla
prime due e l’altra la avvicineremo alternativamente
alla sua destra e alla sua sinistra, facendo attenzione a
non toccarla. La cannuccia appoggiata rotolerà avanti
e indietro come se fosse spinta da quella elettrizzata.
Potremmo rifare poi la stessa prova usando la bacchetta
di vetro e vedremo che la cannuccia di traverso rotolerà
seguendo la bacchetta di vetro. Questo accade perché la
plastica si carica negativamente, mentre il vetro acquista
carica positiva. Le due cannucce di plastica, avendo la
stessa carica, si respingono, mentre il vetro e la plastica,
con cariche opposte, si attraggono.
6. Elettrostatica: rivelatori di cariche
Materiale occorrente: oggetti di vari materiali (plastica,
legno, carta,…), penna di plastica, bacchetta di vetro,
spago, panno di cotone, panno di seta, panno di lana.
Appenderemo con lo spago sia la penna di plastica che
la bacchetta di vetro ad un supporto, tenendole distanti
fra loro. Strofineremo poi le bacchette con il panno di
lana. Sceglieremo allora uno degli oggetti di materiali
diversi (righello, matita, temperino, spilla per capelli,…)
e lo strofineremo con una delle stoffe a disposizione
dopodiché lo avvicineremo prima alla penna di plastica
e poi alla bacchetta di vetro facendo attenzione a non
toccarle. Ripeteremo poi l’operazione con ogni oggetto
notando che ciascuno degli oggetti elettrizzati provocherà
l’allontanamento di uno dei rivelatori e l’avvicinamento
dell’altro. Questo accade perché la plastica si carica
negativamente, mentre il vetro si carica positivamente.
Partendo da questo dato si può stabilire che gli oggetti
che attraggono la penna di plastica e respingono il vetro
hanno carica positiva, quelli che provocano l’effetto
contrario hanno carica negativa.
7. Corrente elettrica:un percorso chiamato circuito
Materiale occorrente: pila da 4.5 volt, cavetti, lampadine
piccole, portalampada.
Collegheremo la pila e la lampadina mediante i cavetti
e, terminato il collegamento, sarà possibile osservare la
lampadina che si accende. Questo accade perché l’energia
luminosa della lampadina è generata dal flusso di cariche
condotto dalla pila attraverso i fili fino ad essa grazie ad
un percorso chiamato circuito.
8. Corrente elettrica: conduce o non conduce?
Materiale occorrente: pila da 4,5 volt, cavetti, lampadine
piccole, oggetti di diversi materiali.
Collegheremo la pila e la lampadina mediante i cavetti,
lasciando scollegato uno dei morsetti dal portalampada.
Collegheremo poi il morsetto e la vite del portalampada
attraverso vari oggetti osservando con quali il circuito
si chiude e porta all’accensione della lampadina. Questo
accade perché la lampadina si accende solo quando viene
utilizzato come collegamento un materiale che permette il
passaggio della corrente. I metalli sono buoni conduttori,
mentre vetro, plastica, legno e cuoio sono isolanti e non
lasciano scorrere le cariche.
9. Corrente elettrica: l’acqua non conduce l’elettricità
Materiale occorrente: pila da 4,5 volt, cavetti, lampadine
piccole, recipiente, acqua distillata, sale.
Collegheremo la pila e la lampadina mediante i cavetti,
inserendo nel circuito un nuovo componente: metteremo
dell’acqua nel recipiente e collegheremo i cavetti al
recipiente in modo che siano toccati dall’acqua. Si
potrà osservare che la lampadina non si accende. Allora
scollegheremo tutto e aggiungeremo del sale in acqua.
Ricollegando il circuito potremo osservare che questa
volta la lampadina si accende. Questo accade perché
l’acqua distillata è un’isolante, se si aggiunge sale diventa
un conduttore. Infatti quando il sale si scioglie le particelle
che lo compongono elettricamente si separano e vengono
attirate dai morsetti collegati alla pila, creando un ponte
che chiude il circuito.
10. Corrente elettrica: attenzione ai segni
Materiale occorrente: 2 pile da 1,5 volt, cavetti, lampadine
piccole, righello, nastro adesivo.
Prendiamo le due pile da 1,5 volt e le uniamo mettendo
a contatto il polo positivo di una con quello negativo
dell’altra, le leghiamo ad un supporto rigido come un
righello utilizzando del nastro adesivo. Otteniamo così
un’unica pila lunga. Fissiamo quindi due cavetti, uno sulla
cima ed uno sul fondo della pila e li collegheremo ad una
lampadina. La lampadina si accende. Stacchiamo poi
il tutto e colleghiamo le lampadine in modo da mettere
a contatto i poli dello stesso segno. Ricolleghiamo la
lampadina e vediamo che questa volta non si accende.
Questo accade perché nel generare corrente elettrica gli
elettroni scorrono dal polo negativo a quello positivo,
quindi se le pile non sono posizionate correttamente non ci
sarà passaggio di corrente.
11. Corrente elettrica: la pila al limone
Materiale occorrente: limone, cavetti, zinco, rame, tester.
Introdurremo i ragazzi al tester e gli faremo vedere,
collegandolo alla pila, come esso rilevi il potenziale.
Prenderemo allora un limone, infileremo nella buccia una
barra di zinco ed una di rame e collegheremo le due barre
al tester. Vedremo sullo schermo comparire il numero
dei Volt che il limone produce. Per spiegare perché ciò
accade racconteremo l’esperimento di Volta che ottenne
un passaggio continuo di corrente elettrica dovuto alle
reazioni chimiche tra rame, zinco ed una soluzione acida.
COMPITO A CASA:
Obiettivo:
far riflettere i ragazzi su alcune delle esperienze vissute in
classe
Svolgimento:
chiederemo ai ragazzi di fare una relazione, se sono
ragazzi di scuola secondaria, oppure un disegno, se sono
ragazzi di scuola primaria, sull’esperimento che li ha
colpiti di più.
III INCONTRO:
ATTIVITÀ PROPOSTE
CONSUMO IN CASA
Obiettivo:
sviluppare nei ragazzi un senso critico sull’utilizzo delle
risorse che hanno a disposizione.
Svolgimento:
si riprenderà ed approfondirà il tema del consumo
di energia elettrica aiutandoci con delle tabelle che
illustreranno i dati relativi agli Stati Uniti, alla Cina,
all’Unione Europea e all’Italia. Faremo poi un esercizio,
divisi in gruppi, in cui ogni squadra sarà una stanza
della casa e dovrà calcolare quanta anidride carbonica si
emette nell’ambiente al giorno, alla settimana, al mese e
all’anno, a seconda di quanto tempo si pensa di utilizzare
determinati elettrodomestici. Utilizzeremo una tabella
simile alla seguente:
Lo sapevi che…
?
Negli ultimi anni si
è diffuso l’utilizzo
dei condizionatori.
L’alimentazione di un
condizionatore di media
potenza per una sola ora
equivale al consumo di
un frigorifero da 300 litri
per 24 ore. È necessario
dunque utilizzare i
condizionatori con
buon senso lasciando la
temperatura fissa ad un
valore abbastanza alto
d’estate, fra i 24 e i 28
gradi. Altrimenti usiamo il
buon vecchio ventilatore
che in media consuma
quanto una lampadina.
CONSUMO
UTENZA ACCESA
(W)
CONSUMO
UTENZA
IN STAND-BY (W)
Stufa elettrica
2000
0
Scaldabagno
elettrico
1000
0
Condizionatore
1000
0
Frigorifero
200
-
Congelatore
200
-
60 – 100
0
20
0
Lavatrice
2000
15
Lavastoviglie
2000
15
Televisore
100
10
Forno a
microonde
300
5
Forno elettrico
1000
0
Videoregistratore
80
5
Computer
450
3
Radio - Hi-Fi
30
15
Asciugacapelli
elettrico
1500
0
Caffettiera
elettrica
800
-
UTENZA
Lampade ad
incandescenza
Lampade a basso
consumo
Dopo questo esercizio riprenderemo i dati raccolti
nell’incontro precedente sul tipo di elettrodomestico che
i ragazzi hanno casa e si farà un confronto dei consumi
a seconda delle etichettature energetiche. Facendo
l’equivalenza fra Kwh e grammi di anidride carbonica si
vedrà quanta incidenza si ha sull’ambiente e si spiegherà
l’effetto serra.
L’EFFETTO SERRA
Obiettivo:
mostrare l’effetto serra attraverso un semplice
esperimento.
Svolgimento:
si prende una scatola di plastica trasparente (di piccole/
medie dimensioni), si pone sul fondo della scatola un
cartoncino nero, si fa un forellino di larghezza necessaria
per infilare un termometro. Si guardi la temperatura che
segna il termometro e poi si ponga la scatola sotto un
raggio di sole (se l’esperimento si fa in inverno o in una
giornata nuvolosa, la si ponga sotto una lampada). Si
guardi cosa succede alla temperatura all’interno della
scatola con il trascorrere del tempo.
Si spiega ai bambini/ragazzi che il dispositivo creato è
come una serra in miniatura, da qui il nome dell’effetto.
DIVERSE LUMINOSITÀ
Obiettivo:
si prende un portalampada e si inserisce una lampadina
ad incandescenza, da 100W. Utilizzando un luxometro
si misura l’intensità luminosa della luce emessa dalla
lampadina. Si spegne l’interruttore, si svita la lampadina,
facendo molta attenzione, e si avvita una lampadina a
fluorescenza da 20 W, utilizzando il luxometro si misura
l’intensità luminosa di questa lampadina. Si osserverà che
la lampadina a fluorescenza pur consumando molto meno,
è perfino più luminosa di quella ad incandescenza.
Lo sapevi che…
?
Fai attenzione
all’etichetta sugli
elettrodomestici che usi.
Se l’elettrodemestico
è indicato con una
A significa che è un
apparecchio virtuoso con
bassi consumi di energia.
Potresti trovare anche
l’Ecolabel, un’etichetta
su cui appare una
margherita i cui petali
sono formati dalle stelle
della bandiera dell’Unione
Europea. Questa
etichetta certifica che
l’elettrodomestico è stato
costruito con materiali
dal ridotto impatto
ambientale (l’Ecolabel
non si trova solo sugli
elettrodomestici ma
anche su altri prodotti
che puoi trovare al
supermercato come
i detersivi).
IV INCONTRO:
ATTIVITÀ PROPOSTE
LA CASA SOLARE
Obiettivo:
attraverso dei kit appositi (es: casa solare, kit solare)
far scoprire come funzionano i pannelli fotovoltaici.
Svolgimento:
la casa solare è un kit composto da una casa di polistirolo
montabile con pannelli fotovoltaici, serbatoio per il
riscaldamento dell’acqua, ventola per l’eolico, termometro
per verificare l’effetto serra. Dopo il montaggio di questa
casetta è possibile verificare il funzionamento di queste
tecnologie rinnovabili. Un altro kit è composto da pannelli
fotovoltaici che si collegano a motorini. Mettendoli al
sole è possibile verificare come i motorini facciano girare
ventole, specchietti, ecc…
Altri dispositivi sono dei giochi (aereo ed elicottero) che
muovono l’elica grazie al pannello fotovoltaico.
DECALOGO DEL RISPARMIO ENERGETICO
Obiettivo:
spronare i ragazzi a riflettere sulle nozioni acquisite e a
tradurle in comportamenti concreti da tenersi nella vita di
tutti i giorni.
Svolgimento:
si produrrà insieme ai ragazzi un decalogo di buone norme
da seguire ed un decalogo dei comportamenti dannosi per
noi e per l’ambiente facendo tesoro di tutte le informazioni
che si sono acquisite nel corso del laboratorio.
LA MEDAGLIA DI ARCHIMEDE
Obiettivo:
far sentire i ragazzi parte di un progetto importante che
riguarda ogni cittadino della terra.
Svolgimento:
con i bambini delle scuole primarie faremo come attività
finale la costruzione di medaglie raffiguranti Archimede ed
uno slogan da attaccare al grembiule.