ISTITUTO COMPRENSIVO STATALE DI ZERO BRANCO SCUOLA DELLINFANZIA

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 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 H 2 O, 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 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