ISTITUTO COMPRENSIVO STATALE
DI
ZERO BRANCO
SCUOLA
DELL’INFANZIA
SCUOLA
PRIMARIA
SCUOLA
SECONDARIA
DI I° GRADO
ESPERIENZE DI ATTIVITA’ DI LABORATORIO
SU AMBIENTE ED ENERGIA
Ogni anno nella nostra scuola
viene organizzata la mostra degli
esperimenti scientifici: gli alunni
illustrano ai genitori e ai
compagni le esperienze di
laboratorio che alternano alle
tradizionali lezioni di scienze. Il
tema trattato quest’anno dalle
nostre classi è l’energia in alcune
forme.
Il Curricolo dell’energia
•
Scuola dell’infanzia:
1.
La luce aiuta le piante a crescere
•
Scuola primaria :
1.
In assenza di luce alcuni organismi compiono trasformazioni
importanti (lombricaio)
2.
L’energia magnetica aziona un’altalena
3.
L’energia chimica fa gonfiare un palloncino
4.
Risparmiamo energia depurando l’acqua
•
Scuola secondaria:
1.
La corrente e i suoi effetti
2.
Risparmiamo l’energia analizzando le lampadine
3.
Pensiamo al futuro: l’auto ad idrogeno
4.
Proteggiamo l’ambiente: le piogge acide
Energia luminosa
Gli esperimenti
scientifici sono collegati
al tema che annualmente
fa da sfondo integratore a
tutte le esperienze che il
bambino vive in questa
fascia d’età.
Dall’emozione della
paura, legata al buio, alla
scoperta della luce come
fonte di vita.
Mancanza di luce
Al buio preziosi
animali
compiono
trasformazioni
che
arricchiscono il
suolo.
Varie forme
di energia
Energia magnetica
Energia chimica
Energia bene prezioso da
risparmiare… la depurazione
dell’acqua
GLI EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA
LA DIFFERENZA DI
POTENZIALE
Come avviene la produzione di
corrente elettrica in un filo?
Serve una “spintarella” agli
elettroni che si muovono dal
punto a potenziale maggiore a
quello a potenziale minore.
Succede come tra queste due
bottiglie: il liquido si sposta dal
recipiente che contiene più
acqua a quello che ne contiene
meno. La spinta agli elettroni
viene data dalla batteria.
L’EFFETTO TERMICO
Quando un filo di rame è attraversato
da corrente elettrica la sua temperatura
aumenta. Se il materiale esercita una
resistenza elevata il filo diventa
incandescente. Questo effetto viene
usato per produrre calore e luce.
LE LAMPADINE
LAMPADINE A
INCANDESCENZA
LE ALOGENE
LAMPADE A LED
LAMPADINE A SCARICA
NEI GAS
LAMPADE SOLARI
LA CAMPAGNA : M’ILLUMINO DI MENO
Qualcuno ricorderà una poesia simile…
Questa è invece l’iniziativa di due conduttori radiofonici
del programma Caterpillar che da qualche anno vogliono
sensibilizzare al risparmio energetico enti pubblici, privati e
le persone che hanno a cuore il futuro del nostro pianeta.
Cinque minuti di “silenzio energetico”: l'invito rivolto a
tutti è stato quello di spegnere le luci e tutti i dispositivi
elettrici non indispensabili il 15 febbraio 2008 dalle ore 18.
Anche noi abbiamo aderito.
Alle 12, per cinque minuti, abbiamo spento lampadine,
computer, videoregistratori, abbiamo consegnato il logo
dell’iniziativa in ogni classe dell’istituto, spiegando alcune
semplici regole per risparmiare energia. Sopra
all’interruttore della luce è stata incollata una targhetta che
ricorda di spegnere sempre la luce quando si abbandona
l’aula.
E’ stata scelta la data del 15 febbraio, perché è la vigilia
dell’anniversario dell’entrata in vigore del Protocollo di
Kyoto (16/ 02/ 2005), trattato che prevede l'obbligo per i
paesi industrializzati di ridurre le emissioni di elementi
inquinanti nell’atmosfera.
L’EFFETTO MAGNETICO
Quando la corrente circola in un filo si
produce tutt’attorno un campo magnetico,
quindi il chiodo che vedi nella diapositiva
diventa una calamita e attrae gli spilli.
L’EFFETTO CHIMICO
Tutti sanno che la formula chimica dell’acqua è H2O, il che significa che una molecola
d’acqua è composta da due atomi di idrogeno ed uno di ossigeno. Abbiamo studiato che è
possibile scomporre l’acqua nei suoi costituenti ricorrendo alla corrente elettrica. Usiamo
l’acqua con l’aggiunta di un sale per rendere più facile il passaggio della corrente. Come
fonte di corrente si usa una comune batteria da 4,5 volt. Si riempiono d’acqua le due
provette e poi, tenendo l’apertura tappata con un dito, si capovolgono, si immergono le
estremità con l’apertura nell’acqua contenuta nel recipiente e poi si posiziona ciascuna
provetta in modo che ognuna abbia all’interno un elettrodo. Si collegano i due elettrodi alla
pila. All’interno delle provette cominceranno a formarsi delle bollicine di gas che andranno
a raccogliersi nella parte superiore spingendo giù l’acqua. Se si aspetta un po’ di tempo si
vedrà che il volume del gas che si è formato nella provetta collegata al polo negativo
(Idrogeno) è doppio di quello formatosi nell’altra provetta (Ossigeno).
LA CELLA A IDROGENO
Esiste in natura un combustibile del tutto pulito e presente in
grandissima quantità. E' l'elemento in assoluto più abbondante
nell'universo: l'idrogeno. L'idrogeno è un gas incolore e
inodore, non velenoso. Il vantaggio dell'idrogeno rispetto agli
idrocarburi consiste nel fatto che la combustione può avvenire
in
modo
elettrochimico,
cioè
senza
fiamma.
Si fa gorgogliare il gas in una cella, contenente un'opportuna
soluzione elettrochimica, in cui sono immersi due elettrodi
metallici. Ai capi degli elettrodi si genera una differenza di
potenziale, che fa scorrere nel circuito esterno collegato agli
elettrodi la corrente elettrica.
Questo dispositivo si chiama cella a combustibile. Esso permette la trasformazione
diretta dell'energia chimica contenuta nell'idrogeno in energia elettrica, capace di
alimentare un motore elettrico con cui far muovere l'automobile. Il primo a effettuare una
struttura primordiale della cella è stato William Robert Grove (1811-1896). Nato nel
Galles, fu professore di fisica nella London Institution dal 1841 al 1846.
L'intero processo di produzione e consumo è ambientalmente sostenibile, purchè sia
disponibile una corrispondente quantità di energia elettrica pulita che sia in grado di
alimentare in processo di elettrolisi. Tale quantità di energia elettrica può essere ottenuta
dagli impianti di conversione fotovoltaica.
L’AUTO A IDROGENO
Questa è stata l’attrazione principale della
mostra degli esperimenti: bambini della
primaria, ragazzi e genitori si sono
avvicinati a questo “giocattolo” che
potrebbe diventare la nostra auto tra
qualche decina d’anni. Il pannello solare
consente
l’elettrolisi
dell’acqua,
l’idrogeno prodotto riempie il serbatoio e
l’auto è pronta per partire. Non ha ancora
molta autonomia, ma ci sono buone
possibilità per il futuro. E soprattutto non
produce gas tossici e quindi non inquina.
LE PIOGGE ACIDE
Le piogge acide sono precipitazioni contaminate dalla presenza di acidi che si sono
formati nell'atmosfera come conseguenza di processi di combustione.
Centrali termoelettriche, scarichi delle auto, impianti di riscaldamento riversano
nell'atmosfera milioni di tonnellate di anidride solforosa e di ossidi di azoto. Queste
sostanze, reagendo con il vapore acqueo, presente nell'atmosfera sotto forma di nuvole,
formano acido solforico e acido nitrico.
La ricaduta, con le piogge, si ripercuote pesantemente su tutto l'ambiente.
La vegetazione si secca.
Le acque dei fiumi e dei laghi vengono
inquinate dai metalli, resi solubili,
attraverso reazioni chimiche, proprio
dall'acidità delle piogge.
Vengono colpiti anche i monumenti e
gli edifici: il marmo, per esempio, viene
trasformato in gesso e quindi si sgretola,
i metalli vengono corrosi.
Ci sono ricerche che stanno valutando
anche i danni alla salute per l’uomo.
Questo lavoro è stato
realizzato
nell’Istituto
Comprensivo di Zero Branco
durante l’anno scolastico
2007-2008.
I
materiali
prodotti sono stati esposti
alla mostra “Scienze intorno
a noi” che si è tenuta i giorni
18 e 19 aprile 2008.
FINE