L. Allevi • M. Cappelletti • A. De Gianni
e d n a r g a L
A R U T N E V V A E IN L IP C IS D e l l e d IO SUSSIDIAR
LIBRO LIBRO A NORMA
DIGITALE
MULTIMEDIA
INTEGRAZIONI DIGITALI
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SCIENZE MATEMATICA
Per l , acquisizione delle
COMPETENZE DISCIPLINARI 002_004_intro scienze-mate4_b5.indd 1
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MI PRESENTO!
Sono il tuo SUSSIDIARIO e insieme trascorreremo un intero anno scolastico. Contengo due discipline, scienze e matematica. Osserva come le ho organizzate e leggi con attenzione, perché troverai anche qualche suggerimento utile per lo studio. Cominciamo con SCIENZE…
Questo è il titolo: è la prima cosa da leggere per capire quale argomento sto per presentarti.
Alcune parole sono scritte con un carattere più spesso: sono le parole chiave, importanti per comprendere il testo. Se di qualcuna non conosci il significato, consulta il vocabolario.
Questo è il testo di studio vero e proprio: leggilo una prima volta con attenzione, poi leggilo di nuovo e sottolinea le informazioni principali. Oltre al testo, le mie pagine contengono molte immagini, sia foto sia disegni: osservale con attenzione perché da esse puoi ricavare nuove informazioni.
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Troverai questo box molto spesso: dopo aver letto più volte il testo e sottolineato le informazioni principali, mettiti alla prova con le attività proposte.
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Questo bollo rimanda al tuo Atlante multidisciplinare. Tienilo vicino a te quando studi: potrà esserti molto utile.
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Nelle pagine di scienze ho pensato di fornirti anche alcuni esperimenti, così potrai diventare tu stesso uno scienziato in erba! Ma fai attenzione e segui sempre le semplici regole che ti elenco.
• S e devi usare il coltello, le forbici o altri utensili taglienti oppure appuntiti, fatti aiutare da un adulto. • N on accendere mai il fornello da solo. • S egui con precisione le indicazioni fornite.
Ogni tanto troverai anche una o due pagine intere di attività per verificare quanto hai imparato.
Questo bollo segnala la pagina, o le pagine, del quaderno operativo in cui troverai delle attività inerenti l’argomento trattato.
Vai a pagina 50! Scoprirai una GRANDE AVVENTURA delle scienze.
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Questa, invece, è una pagina di MATEMATICA.
Per affrontare nel migliore dei modi la matematica e per capirla è necessario leggere con attenzione il testo ed eseguire tutte le attività proposte.
Nei box come questo ti propongo un esercizio che ti aiuterò a svolgere.
Quando vedrai un simbolino verde come questo vorrà dire che potrai svolgere gli esercizi anche sul tuo libro digitale.
Nella matematica è importante esercitarsi molto: per questo troverai numerose attività in pagina. Se hai delle difficoltà nello svolgere gli esercizi, ritorna a consultare e a rileggere la spiegazione e gli esempi presenti nel testo. Alla fine di ogni argomento troverai una o due pagine di attività per verificare quanto hai imparato.
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Indice • Molte scienze, molti scienziati • Il metodo scientifico
LA MATERIA Gli stati della materia e il calore
• Il calore e la temperatura • La trasmissione del calore • I passaggi di stato della materia • Miscugli e soluzioni • Sospensioni e reazioni Verifico Le mie conoscenze Le mie competenze
L’aria, l’acqua, il suolo
• L’aria • Le proprietà dell’aria • L’acqua TECNOLOGIA L’acquedotto • Il suolo e i vari tipi di terreno Verifico Le mie conoscenze Le mie competenze
GLI ESSERI VIVENTI Le piante
• Le piante complesse • Le parti della pianta • La fotosintesi clorofilliana • La respirazione • La riproduzione • Le piante semplici • Funghi, lieviti e muffe Verifico Le mie conoscenze Le mie competenze
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Gli animali
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• Gli invertebrati • I vertebrati
Un’avventura delle scienze IL VIAGGIO DEL BEAGLE
• Come si nutrono • Come respirano • Come si muovono • Come si riproducono • Le strategie degli animali • L’uomo Verifico Le mie conoscenze Le mie competenze
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Gli ecosistemi
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• Le catene alimentari • La piramide • Le reti alimentari Verifico Le mie conoscenze Le mie competenze
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Molte scienze, molti scienziati La scienza è la disciplina che cerca di comprendere, descrivere e spiegare i fenomeni, cioè ogni evento naturale o artificiale che si verifica intorno a noi. Poiché i fenomeni sono relativi a diversi campi d’indagine, ciascuno dei quali richiede conoscenze e competenze specifiche, è più corretto parlare di scienze al plurale. Gli studiosi delle scienze sono gli scienziati, che a seconda del campo d’indagine sono definiti con un nome specifico.
Fenomeno deriva dal greco phainomai e significa “apparire”; indica tutto ciò che può essere osservato e analizzato.
Completa gli schemi e scrivi i nomi delle diverse scienze.
BOTANICO
ZOOLOGO
ECOLOGO
studia le piante
studia gli animali
studia le relazioni fra i viventi e gli ambienti in cui vivono
scienza
scienza
scienza
….......................................………
….......................................………
….......................................………
CHIMICO
ASTRONOMO
GEOLOGO
studia gli elementi che formano la materia e le loro trasformazioni
studia i corpi celesti e tutti i fenomeni dello spazio
studia le rocce scienza
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scienza
….......................................………
….......................................………
FISICO
BIOLOGO
studia le caratteristiche degli oggetti e le loro leggi
studia gli esseri viventi e i fenomeni della vita
….......................................………
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scienza
scienza
….......................................………
….......................................………
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Il mondo scientifico
Il metodo scientifico
Per studiare un fenomeno, lo scienziato deve cominciare dalla sua osservazione, per poi cercarne la spiegazione seguendo un metodo rigoroso: il metodo sperimentale. Esso si compone di diverse fasi. 1. Osservazione del fenomeno. Il fenomeno viene osservato attraverso i cinque sensi e/o con strumenti adatti e poi descritto.
4. Sperimentazione. Si effettuano uno o più esperimenti per verificare se l’ipotesi fatta è vera o falsa. 5. Registrazione dei dati. Si registrano i dati raccolti durante l’esperimento.
2. Formulazione di una domanda. Dall’osservazione del fenomeno si passa alla formulazione di una domanda.
6. Formulazione di una legge e/o conclusione. Quando l’esperimento conferma l’ipotesi, si passa alla formulazione di una legge. Se l’esperimento non conferma l’ipotesi, si formula una nuova ipotesi.
3. Formulazione di un’ipotesi. Si formula una possibile risposta alla domanda precedente, basata sulle proprie conoscenze e sulle osservazioni effettuate.
io s cienzia to 1. Osservazione del fenomeno Nevica e, a causa della bassa temperatura, la neve ghiaccia; un signore che cammina sul marciapiede innevato scivola e cade. 2. Formulazione di una domanda Perché si scivola sul ghiaccio? 3. Formulazione di un’ipotesi Sul ghiaccio si scivola perché le scarpe perdono aderenza. 4. Sperimentazione Prendi un cubetto di ghiaccio e con il manico di un cucchiaio premi su di esso. 5. Registrazione dei dati Che cosa noti? ..................................................................................................................................................................................................... 6. Conclusione Il ghiaccio, sottoposto a una pressione, si scioglie in superficie e forma un leggero strato d’acqua. Il signore ha fatto pressione sul ghiaccio facendolo sciogliere. Si è creato così uno strato d’acqua sul quale è scivolato.
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La materia Tutto ciò che noi possiamo percepire attraverso i nostri sensi, che forma i corpi, che ha una massa e occupa uno spazio è fatto di materia. La materia si distingue dall’energia che, pur essendo percepibile con i sensi, non ha massa e non occupa uno spazio definito. La luce e il calore, per esempio, sono forme di energia. La materia si presenta con caratteristiche diverse e può essere... era
… pesante o legg da
… dura o morbi
… calda o fredda
da
… elastica o rigi
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La materia si distingue in organica e inorganica. La materia organica è quella di cui sono costituiti gli esseri viventi, cioè piante e animali, che nascono, crescono, si riproducono e muoiono. La materia inorganica è quella di cui sono costituiti gli esseri non viventi: acqua, aria, roccia, plastica, metallo... Sia la materia organica sia quella inorganica possono essere di origine naturale, come per esempio l’acqua o il legno…
La materia di uno scoglio e quella di una stella marina sono diverse, perché sono costituite da sostanze diverse.
... oppure di origine artificiale, cioè creata dall’uomo, come per esempio il vetro o la plastica.
Ogni sostanza è composta da molecole uguali tra loro.
Molecola dello zucchero
sserva con attenzione le immagini e O individua: 3 elementi costituiti da materia organica: ................................................................................................................................... ...................................................................................................................................
3 elementi costituiti da materia inorganica:
Queste, a loro volta, sono costituite da particelle piccolissime che si chiamano atomi.
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3 elementi che hanno origine naturale:
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quaderno operativo Atomo di ossigeno 005_064_scienze 4_b5.indd 9
3 elementi che hanno origine artificiale: ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................
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Gli stati della materia e il calore La materia può presentarsi in tre stati: solido, liquido e gassoso o aeriforme. Questi sono gli stati di aggregazione, che dipendono dalla capacità delle molecole di un corpo di restare più o meno strettamente legate fra loro.
La fonte primaria di calore è il Sole.
Nella materia allo stato gassoso le molecole non hanno legami fra loro e possono muoversi in ogni direzione, fino a occupare tutto lo spazio a loro disposizione. I gas non hanno né forma né volume proprio.
Nella materia allo stato liquido le molecole sono leggermente più distanti fra loro e possono scivolare le une sulle altre. I liquidi non hanno forma propria, ma assumono quella del contenitore in cui si trovano. Hanno un volume ben definito.
Nella materia allo stato solido le molecole si presentano molto vicine fra loro e quasi immobili. I solidi hanno una forma propria e occupano uno spazio ben definito, hanno cioè un loro volume.
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Gli stati della materia e il calore Il calore è una forma di energia di cui tutti gli esseri viventi hanno bisogno per vivere.
Il calore provoca i cambiamenti di stato della materia: una sostanza allo stato solido, per esempio la neve, passa allo stato liquido quando viene riscaldata, ossia riceve calore.
Allo stesso modo, una sostanza allo stato liquido, per esempio l’acqua, passa allo stato gassoso se riceve sufficiente calore.
io s cienzia to Materiale occorrente un cubetto di ghiaccio e un bicchiere Procedimento – Prendi un cubetto di ghiaccio dal freezer e mettilo in un bicchiere sul tavolo. Dopo circa dieci minuti osserva e registra quanto è accaduto. .............................................................................................. .................................................................................................................................................................................................
– Prendi quello stesso bicchiere con il suo contenuto e mettilo su un termosifone acceso. Alla fine della giornata osserva e registra quanto è accaduto. ......................................................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................................................
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Il calore e la temperatura Il calore è una forma di energia, chiamata energia termica, che fa muovere le molecole dei corpi. Se un corpo riceve un supplemento di calore, le molecole aumentano la propria velocità, e noi ce ne accorgiamo in quanto aumenta la sua temperatura. Superata una determinata temperatura, il corpo può cambiare il proprio stato. Il calore aggiunto, infatti, può portare alla rottura dei legami che tengono unite le molecole.
Il calore è la misura della quantità di energia termica presente in un corpo. La temperatura è la misura della velocità con cui le molecole si muovono.
A 100 °C l’acqua bolle
A 0 °C il ghiaccio inizia a sciogliersi
Le temperature intermedie si ottengono dividendo lo spazio fra 0 e 100 in cento parti. Ognuna di esse rappresenta un grado centigrado (°C)
Calore e temperatura non sono la stessa cosa, come ci dimostra questo esperimento da eseguire con il termometro, lo strumento che misura la temperatura.
io s cienzia to Materiale occorrente due pentolini uguali, due fornelli, un termometro da laboratorio Procedimento – Riempi d’acqua un pentolino e l’altro solo a metà. – In presenza di un adulto metti i pentolini su due fornelli accesi, con la stessa intensità di fiamma. – Lascia scaldare l’acqua per due minuti.
R egistra con il termometro le temperature dell’acqua nei due pentolini e scrivi i risultati. 2° pentolino: ........................................ 1° pentolino: ........................................ Conclusione La stessa quantità di calore non ha prodotto la stessa temperatura, quindi calore e temperatura NON sono la stessa cosa.
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Gli stati della materia e il calore
La trasmissione del calore
Il calore passa sempre e solo da un corpo più caldo a uno meno caldo. Raffreddare un corpo, infatti, vuole dire togliergli del calore, non dargli il freddo. Il calore si trasmette in modo diverso a seconda dello stato dei corpi. Nei corpi solidi il calore si propaga a tutto il corpo per conduzione, partendo dalla parte a contatto con la fonte di calore.
Nei corpi liquidi e nei gas, come l’aria, il calore passa per convezione: le molecole più vicine alla fonte di calore si scaldano, diventano più leggere e salgono verso l’alto. Al loro posto scendono le molecole più fredde e più pesanti che poi, a loro volta, si riscaldano e risalgono in alto.
Non tutti i materiali trasmettono il calore allo stesso modo. Quelli che lasciano passare il calore in breve tempo sono detti conduttori; sono conduttori, per esempio, i metalli. Quelli che non fanno passare il calore e si riscaldano in tempi molto lunghi sono chiamati isolanti; sono isolanti il legno, la lana, la plastica.
Nel vuoto, senza contatto tra i corpi, il calore passa per irraggiamento sotto forma di raggi o radiazioni. Il Sole, per esempio, trasmette nel vuoto calore che arriva fino alla Terra. PER STUDIARE
EDIA
MULTIM
COMPRENDO
Completa con una
.
Per riscaldare un corpo dobbiamo fornire: Quando si riscalda un corpo aumenta: Quando si riscalda un corpo le sue molecole si muovono: Con il termometro si misura: Nei corpi solidi il calore passa per: Nei corpi liquidi il calore passa per:
calore. il calore.
temperatura. la temperatura.
più velocemente. il calore. conduzione. conduzione.
più lentamente. la temperatura. convezione. convezione.
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I passaggi di stato della materia La materia si presenta allo stato solido, liquido o gassoso. Il calore può provocare un cambiamento di stato della materia. Per esempio, un ghiacciolo fuori dal frigorifero assorbe calore e si scioglie, cioè passa dallo stato solido a quello liquido. Viceversa, l’acqua in freezer perde calore fino a trasformarsi in ghiaccio, passando così allo stato solido.
Fusione Il calore causa il passaggio dallo stato solido a quello liquido.
Condensazione Togliendo calore il vapore passa dallo stato gassoso allo stato liquido.
PER STUDIARE
Completa lo schema scrivendo i nomi dei passaggi di stato della materia.
Evaporazione Il calore causa il passaggio dell’acqua dallo stato liquido a quello gassoso.
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Solidificazione Togliendo calore, l’acqua dallo stato liquido passa a quello solido e si trasforma in ghiaccio.
Sublimazione Il passaggio diretto dallo stato solido allo stato gassoso. Avviene alle palline di canfora o di naftalina messe nei cassetti.
Brinamento Il passaggio diretto dallo stato gassoso allo stato solido. Avviene al vapore acqueo della notte (quando la temperatura dell’aria è inferiore allo zero), che diventa brina.
ORGANIZZO ..........................................................
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Miscugli e soluzioni Quando si mescolano due o più sostanze ma ciascuna di esse rimane riconoscibile si ottiene un miscuglio. Avviene, per esempio, quando si mescolano zucchero e cacao in polvere. Se invece si mescola dello zucchero al latte, le due sostanze non sono più distinguibili: diventano una soluzione. In una soluzione la sostanza che si scioglie si chiama soluto, quella che scioglie si chiama solvente. Tuttavia, pur non essendo più distinguibili l’uno dall’altro, il solvente e il soluto hanno mantenuto le caratteristiche di partenza e, in determinate condizioni, è possibile separarli di nuovo.
Gli stati della materia e il calore SOLUTO
SOLVENTE
L’acqua è un ottimo solvente perché è in grado di sciogliere numerose sostanze.
io s cienzia to Materiale occorrente un pentolino con poca acqua sul fondo, un coperchio, un fornello, un pugno di sale Procedimento – Sciogli il sale nell’acqua del pentolino. – In presenza di un adulto, riscalda sul fornello a fiamma molto bassa il pentolino chiuso dal coperchio. – Dopo qualche minuto togli il coperchio e appoggialo rovesciato su un piano. – Facendo attenzione a non scottarti, con il dito prendi dal coperchio qualche gocciolina d’acqua e assaggiane il sapore. – Continua a riscaldare il pentolino senza coperchio, fino a che l’acqua non è del tutto evaporata. Rispondi. – Le goccioline d’acqua sono salate o insapori? ........................................................................................................................................... – Che cosa è rimasto sul fondo del pentolino, dopo che l’acqua è evaporata tutta? ................. ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Scrivi le tue conclusioni. .......................................................................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
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