Everest - Classe 4 - Area scientifica by Gruppo Editoriale Raffaello

M Ev . A. e IS re Fala G. C BN st p o 97 4 pa - rti 8- - M R. 88 a M -4 t. or 72 Sc ge -2 ie se 56 n 4- t. 0

Genny Corti, M. Agnese Falappa, Roberto Morgese

Questo volume, sprovvisto del talloncino a fronte (o opportunamente punzonato o altrimenti contrassegnato), è da considerarsi copia di SAGGIO-CAMPIONE G RATUITO, fuori commercio (vendita e altri atti di disposizione vietati: art. 17, c. 2 L. 633/1941). Esente da I.V.A. (D.P.R. 26-10-1972, n° 633, art. 2 lett. d). Esente da bolla di accompagnamento (D.P.R. 6-10-1978, n° 627, art.4. n° 6).

4 e inoltre... Le regole di matematica 4-5

Classe 4

Storia, Geografia, Scienze, Tecnologia, Matematica, Cittadinanza e Costituzione

Un fascicolo con le regole base per aiutare gli alunni a svolgere i compiti in autonomia

Quaderno operativo 4 Storia, Geografia

Sussidiario delle discipline

(con la versione unica e matematico-scientifica)

Quaderno operativo 4

Scienze, Tecnologia, Matematica

Il mio Atlante 4-5

Un utile strumento di approfondimento e rinforzo di Geografia, Storia, Scienze e Tecnologia, con cartografia e tavole illustrate Storia, Geografia, Scienze, Tecnologia, Matematica, Cittadinanza e Costituzione

(con la versione unica e antropologica)

Quaderno operativo 5 Storia, Geografia

Quaderno operativo 5

Scienze, Tecnologia, Matematica

Io imparo facile

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PER L’INSEGNANTE E LA CLAS

• Guida al testo con programmazione, schede operative, suggerimenti ecc. •V ademecum BES con consigli, normative, schede operative ecc. • 3 linee del tempo attive • 3 poster di Scienze • 2 poster di Matematica • 2 geomemory

A richiesta i volumi con i percorsi semplificati di 4a e 5a per alunni con BES e DSA, anche in versione audio scaricabile on-line

I volumi sono in versione digitale M.I.O. BO OK, scaricabil i on-line e archivia bili su USB

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Sussidiario delle discipline Ambito matematico - scientifico

Classe 5

Scienze Tecnologia Matematica

I S B N 978-88-472-2561-9

I S B N 978-88-472-2564-0

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È “aperto” perché personalizzabile e integrabile con: • l’inserimento di appunti e segnalibri; • la possibilità di allegare documenti, immagini, file audio e video; • la possibilità di creare documenti (presentazioni, linee del tempo e mappe mentali). Inoltre è possibile condividere tutto il materiale con la classe.

Ogni testo è stato letto, in tutte le sue parti, da speaker professionisti.

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3 Coordinamento redazionale: Emilia Agostini Redazione: Corrado Cartuccia, Francesca Rimondi Grafica e impaginazione: Giacomo Paolini, ABC zone Illustrazioni e colore: Daniele Festa Liborio, Maurizia Rubino, Ivan Stalio, Elena Patrone, Michele Bizzi Copertina: Mauro Aquilanti Coordinamento M.I.O. BOOK: Paolo Giuliani Ufficio multimedia: Enrico Campodonico, Claudio Marchegiani, Luca Pirani Referenze fotografiche: Archivio fotografico Gruppo Ed. Raffaello, Fotolia, Thinkstock, iStockphoto, Scala Archives, Corbis, Marka Stampa: Gruppo Editoriale Raffaello

Le civiltà dei fiumi CIRCA 5000 ANNI FA, IN DIVERSE ZONE DELLA TERRA LONTANISSIME TRA LORO, MA TUTTE ATTRAVERSATE DA GRANDI FIUMI, SI STABILIRONO ALCUNI POPOLI FORTI E BEN ORGANIZZATI. AVEVANO ABITUDINI, LINGUA, LEGGI, RELIGIONI COMPLETAMENTE DIVERSE, MA TUTTI IMPARARONO A SFRUTTARE AL MEGLIO IL TERRENO PER PRATICARE L’AGRICOLTURA, A CONTROLLARE E INCANALARE LE ACQUE DEI FIUMI, A COSTRUIRE CITTÀ. LE PRIME CIVILTÀ SI SVILUPPARONO IN UNA VASTA ZONA CHIAMATA DAGLI STORICI “MEZZALUNA FERTILE” CHE COMPRENDEVA

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Scienze 170 - Le Scienze 171 - Perché si studiano le Scienze? 172 - Il metodo scientifico 173 - Tecnologia - Gli strumenti dello scienziato 174 - Viventi e non viventi... 175 - ...in relazione tra loro 176 - La materia 177 - Molecole e atomi 178 - Gli stati di aggregazione 179 - I passaggi di stato 180 - Miscugli e soluzioni 181 - C ittadini oggi - La raccolta differenziata 182 - L’aria 183 - Le proprietà dell’aria 184 - I fenomeni atmosferici 185 - L’acqua 186 - Le proprietà dell’acqua 187 - V ivi le Scienze - Impara a utilizzare l’acqua 188 - Il suolo 189 - La formazione del suolo 190 - CONOSCENZE IN SINTESI 191 - COMPETENZE IN ATTO 192 - Gli esseri viventi 193 - Le funzioni vitali 194 - Le cellule 195 - I regni della natura 196 - Le monere - I protisti 197 - I funghi 198 - I vegetali

199 - Organi e funzioni nelle piante 200 - La fotosintesi clorofilliana 201 - La respirazione - La reazione agli stimoli 202 - La riproduzione 203 - Le fasi della riproduzione 205 - V ivi le Scienze - Conoscere le piante 206 - C ittadini oggi - L’uomo utilizza le piante... ma non sempre le rispetta 208 - CONOSCENZE IN SINTESI 209 - COMPETENZE IN ATTO 210 - Il regno animale 212 - I vertebrati 215 - Gli invertebrati 218 - Le funzioni vitali degli animali 222 - V ivi le Scienze - Conoscere gli animali 223 - C ittadini oggi - Gli animali e l’uomo 224 - CONOSCENZE IN SINTESI 225 - COMPETENZE IN ATTO 226 - Gli ecosistemi 227 - Un esempio di ecosistema: il fiume 228 - La rete alimentare 230 - La piramide ecologica 231 - Le relazioni tra gli esseri viventi 232 - CONOSCENZE IN SINTESI Pagine di Tecnologia nell’Atlante 104 - Visto da dentro 106 - La centrale idroelettrica 108 - L’energia eolica 109 - L’energia solare 110 - La centrale geotermica

Le Scienze Che cosa sono? Le Scienze studiano il mondo naturale, ne osservano i diversi fenomeni fino a scoprire le leggi che li regolano. Si basano sulla ricerca, sull’osservazione e sull’esperienza; inoltre ci forniscono moltissime conoscenze su ogni aspetto della realtà. La parola Scienza deriva dal latino “scientia” che significa conoscenza.

Chi studia le Scienze? Lo studioso che si occupa di scienza è lo scienziato. Lo scienziato è prima di tutto un buon osservatore, capace di comprendere le relazioni tra i vari elementi e di descrivere i fenomeni con un linguaggio molto specifico. Mentre gli antichi studiosi si occupavano di ogni tipo di fenomeno, nei tempi moderni gli scienziati hanno iniziato a specializzarsi in campi di ricerca ben definiti, perciò oggi ci sono tante scienze e tanti scienziati specifici.

La chimica studia di che cosa è fatta la materia e come si trasforma. Se ne occupa il chimico.

L a fisica studia la materia, le forze e l’energia. Se ne occupa il fisico.

La biologia studia la varietà degli esseri viventi. Se ne occupa il biologo.

L’astronomia studia l’Universo e i corpi celesti. Se ne occupa l’astronomo.

170

Scienze

La geologia studia la Terra: come è fatta e come si è trasformata in miliardi di anni. Se ne occupa il geologo.

Il lavoro dello scienziato

Perché si studiano le Scienze? Lo studio delle Scienze ci aiuta a: • “aprire gli occhi” e a sviluppare la nostra curiosità verso il mondo naturale, a porci delle domande e a cercare le risposte. Le foglie dell’albero che fino a pochi giorni fa erano verdi e lucenti, ora sono diventate rosso fuoco. Sono molto belle. Lucia le ammira e si chiede: perché sono diventate così? Perché tra poco dovranno cadere?

• riconoscere le caratteristiche delle sostanze e dei materiali e i modi di vivere di organismi animali e vegetali. La chiocciola striscia lentamente tra le foglie lasciando una scia. Ha delle specie di antenne tese, ma appena vengono sfiorate si ritraggono immediatamente. A che cosa servono? Che funzione ha la conchiglia? Conosci altri animali simili alla chiocciola?

• conoscere i fenomeni naturali e scoprire come e perché si formano. Questa mattina l’erba del prato è ricoperta di minutissimi granellini di ghiaccio, eppure durante la notte non è né piovuto né nevicato. Come si chiama questo fenomeno atmosferico? Come si è potuto verificare?

• capire che tutti gli elementi della natura, viventi e non viventi, sono in relazione fra loro, formando un delicato equilibrio.

Quaderno

Scienze

pagg. 2-3

171

Il lavoro dello scienziato

Il metodo scientifico Per studiare il mondo naturale, lo scienziato applica il metodo scientifico sperimentale e segue un percorso ben preciso. 1. Osserva attentamente un fenomeno. Spesso effettua le osservazioni sul campo, cioè sul luogo in cui si trova il fenomeno. 2. Si pone una domanda. 3. Formula un’ipotesi, cioè immagina una risposta alla sua domanda o una spiegazione del fenomeno. 4. Verifica se la sua ipotesi è corretta o no: esegue esperimenti in laboratorio, chiede informazioni ad altri esperti, consulta testi sul fenomeno studiato, annota tutti i dati trovati.

Le parole della Scienza Fenomeno: un fatto o una catena di fatti che possono essere osservati e studiati. Ipotesi: l’idea iniziale per spiegare un fenomeno, che deve essere verificata.

5. Organizza ordinatamente le informazioni trovate, spiega il fenomeno e stabilisce la regola, cioè la risposta alla domanda che si era posto. 6. Alla fine lo scienziato comunica agli altri la sua scoperta, in modo che le nuove conoscenze possano essere utilizzate da tutti. Le conoscenze scientifiche non sono mai definitive perché da ogni esperimento o scoperta possono nascere altre domande e quindi nuove ricerche e nuove conoscenze.

Ecco come dall’osservazione di un fenomeno si può giungere alla regola. Fenomeno osservato: la corrente elettrica passa attraverso le cose. Domanda: tutte le cose fanno passare la corrente elettrica? Ipotesi: non tutti gli oggetti sono conduttori, ovvero fanno passare la corrente. Procedimento: mettiamo oggetti di diversi materiali a contatto con la corrente della pila per far accendere una piccola lampadina e osserviamo il loro comportamento. Regola: esistono materiali che fanno passare la corrente e altri che non la fanno passare.

Metallo

Plastica

Quaderno

METODO DI STUDIO

Organizzo le conoscenze

Ordina le fasi del metodo scientifico sperimentale, numerandole. Ipotesi

172

Domanda

Scienze

Osservazione

Regola

Esperimento

pagg. 4-5

Tecnologia

Gli strumenti dello scienziato Da sempre l’uomo, per conoscere il mondo, ha utilizzato i sensi e soprattutto la vista. Ma per gli scienziati, osservare “a occhio nudo” non basta. Molti fenomeni, piccolissimi o lontani, sfuggono ai sensi. Per questo, fin dall’antichità sono stati inventati strumenti che potenziano le capacità visive. La lente di ingrandimento è uno

Il microscopio è costituito

strumento semplicissimo formato da un vetro trasparente curvo che dà un’immagine ingrandita di un oggetto. La sua invenzione sembra risalire all’VIII secolo a.C.

da un sistema di lenti che restituiscono immagini ingrandite e permettono di vedere oggetti invisibili all’occhio umano. In Italia il primo microscopio fu costruito da Galileo Galilei nel XVII secolo. Oggi i microscopi elettronici possono ingrandire l’immagine anche un milione di volte.

Il radiotelescopio è un moderno telescopio che riesce

Il telescopio viene usato dagli astro-

a “vedere” oggetti lontanissimi dell’Universo attraverso le onde radio che essi emettono.

nomi per scrutare i lontanissimi astri del cielo. Fu perfezionato sempre da Galileo Galilei nel 1609.

Oggi gli scienziati dispongono di una grande varietà di strumenti, alcuni semplici altri sofisticati e potenti che raccolgono un’infinità di dati, che poi vengono studiati e analizzati anche con l’aiuto dei computer.

Scienze

173

Scopriamo le scienze

Viventi e non viventi…... Le parole della Scienza Materia: sostanza di cui è fatto un oggetto, un corpo; ciò che occupa uno spazio intorno a noi e ha un peso.

Come hai già studiato in classe terza, una delle prime distinzioni che uno scienziato può compiere osservando il mondo è tra viventi e non viventi. Intorno a noi esistono anche i manufatti, oggetti fabbricati dall’uomo anche attraverso l’utilizzo di materia non più vivente, come il legno degli alberi o i tessuti ricavati dalle piante. Osserva il disegno e completa.

Non viventi ........................................................................................................ ........................................................................................................

Manufatti

Viventi

........................................................................................................ ........................................................................................................

174

Scienze

Scopriamo le scienze

...in relazione tra loro

METODO DI STUDIO

Tra viventi e non viventi esistono delle relazioni, cioè dei legami reciproci. Te ne accorgi soprattutto quando in un ambiente avvengono delle reazioni a catena, cioè quando il cambiamento di un elemento provoca altri cambiamenti dopo di sé.

Osserva l’immagine e completa lo schema con le frasi riportate sotto:

Stabilisco relazioni

La relazione più comune tra fenomeni è quella di perciò CAUSA CONSEGUENZA In una catena di relazioni, ogni conseguenza diventa la causa o una delle cause di ciò che succede dopo. Osserva il disegno e leggi l’esempio di reazione a catena. Per comprendere meglio, sottolinea in verde gli elementi viventi e in blu i non viventi. • L’innalzamento della temperatura e la scarsità d’acqua fanno aumentare le alghe del laghetto. • C’è più nutrimento per molti animali che mangiano le alghe. • Le quantità eccessive di alghe appassite e di animali che consumano ossigeno portano alla trasformazione del laghetto in uno stagno.

Un meteorite cadde sulla Terra. perciò

.................................................................... .................................................................... perciò

.................................................................... .................................................................... • Si estinsero i grandi carnivori. • Si estinsero i grandi erbivori. • Non crebbero più abbastanza vegetali. • Si formò una grande nube che coprì la Terra. • Non arrivava più la luce del Sole.

Scienze

175

La materia Tutto ciò che esiste in natura, vivente o non vivente, e anche tutti i manufatti che usiamo ogni giorno, da quelli più semplici, come la matita, a quelli più complessi, come il televisore o l’automobile, sono fatti di materia. Gli scienziati ci dicono che la materia è qualcosa che: • occupa uno spazio; • ha una forma e un peso. La materia si presenta in tanti modi perché è formata da sostanze diverse. Per questo possiamo distinguere il legno dal ferro, l’acqua dall’aria e così via. Esistono sostanze naturali, cioè formate dalla natura, e artificiali, cioè costruite dall’uomo.

In questo percorso... ...conoscerai • di che cosa è fatta la materia; • in quali forme si presenta la materia; • l’aria e le sue proprietà; • l’acqua e le sue proprietà; • la relazione dell’uomo con aria e acqua.

...capirai che • la materia si presenta in forme e modi diversi; • molti materiali possono essere recuperati e riciclati; • l’aria e l’acqua sono indispensabili per la vita; • il mondo naturale è un bene prezioso e va mantenuto con cura.

176

Scienze

La composizione della materia

Molecole e atomi La materia è fatta di molecole, particelle così piccole che alcune di esse si possono vedere solamente con dei potenti microscopi elettronici. Le molecole sono composte a loro volta da particelle ancora più minuscole: gli atomi. Molecole e atomi sono legati da una forza che li tiene uniti. In natura esistono diversi tipi di molecole; alcune più semplici e con meno atomi, altre più complesse e con più atomi. Ci sono molecole fatte di un solo tipo di atomi ed altre formate da atomi differenti. Le sostanze formate da molecole composte da atomi differenti tra loro, che possono essere separati in laboratorio, si chiamano composti. Per esempio, una molecola d’acqua è fatta da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. I chimici, infatti, scrivono la composizione dell’acqua con la formula abbreviata: H2O. Quando gli scienziati vogliono riprodurre il modellino di una molecola, usano pallini di varie grandezze per rappresentare gli atomi e bastoncini per i legami, oppure soltanto pallini attaccati fra loro.

ossigeno idrogeno Molecole semplici di idrogeno e ossigeno, composte da atomi uguali

La molecola dell’acqua

METODO DI STUDIO

Arricchisco le conoscenze

Sperimento

Il bosone Gli scienziati si sono domandati a lungo quali siano le particelle più piccole che costituiscono la materia. Solo nel 2012 sono riusciti a vedere la più piccola particella di “materia” oggi conosciuta, il bosone di Higgs (dal cognome dello scienziato che lo ha ipotizzato prima di poterlo osservare). Per “fotografare” il bosone, sono stati necessari difficili e costosi esperimenti, che si sono svolti per anni in Svizzera, in un laboratorio scientifico a forma di anello lungo 27 chilometri: il CERN.

Molecole piccolissime Prendi dei gessetti colorati e schiacciali fino a polverizzarli. Otterrai dei granelli finissimi, ma ancora visibili a occhio nudo: le molecole sono molto più piccole.

I laboratori del CERN dove si compiono esperimenti sulla materia.

Scienze

177

La materia

Gli stati di aggregazione

Le parole della Scienza

Il modo in cui stanno insieme le molecole di un corpo si chiama stato di aggregazione della materia. I principali stati di aggregazione della materia sono: solido, liquido, aeriforme.

Corpo: quantità di materia limitata e definita da una o più proprietà che la caratterizzano.

Nei solidi le particelle di materia sono vicine e ordinate; hanno legami forti e rigidi.

Nei liquidi le particelle sono vicine, ma hanno legami deboli e mobili.

Nella materia aeriforme, come i gas, le molecole sono libere e distanti una dall’altra.

La materia può avere caratteristiche diverse a seconda del proprio stato. L’aria non occupa uno spazio ben definito ed è comprimibile, cioè le sue particelle si possono avvicinare tra loro se vengono schiacciate. I sassi e l’acqua invece occupano un proprio spazio e non sono comprimibili. I sassi però hanno una forma propria, mentre l’acqua si adatta a quella del contenitore in cui viene posta.

METODO DI STUDIO

Sperimento

Le polveri - Osserva della farina con una lente di ingrandimento: è formata da tanti minuscoli granelli solidi. I granelli sono materia solida e, presi insieme, formano una polvere che si comporta in modo strano. Come un liquido 1 Versa della farina in un bicchiere: assume la forma del contenitore. Versa la farina sul tavolo: i suoi granelli scivolano l’uno sull’altro. La polvere, presa nel suo insieme, non ha forma propria: in questo

Come la materia aeriforme 2 Versa della farina in un contenitore graduato e segna il livello con un pennarello. Poi schiacciala con un oggetto piatto: il livello si abbassa! La polvere è comprimibile: in questo

assomiglia ai .............................. .

............................................................ .

178

Scienze

assomiglia alla .............................

I passaggi di stato La materia può passare da uno stato all’altro, se sottoposta ad aumento o diminuzione di calore. L’acqua si trasforma presentandosi in tutti gli stati e passando d a liquida a solida: solidificazione o cristallizzazione; d a solida a liquida: fusione; d a liquida ad aeriforme: evaporazione; d a aeriforme a liquida: condensazione. Alcuni cambiamenti di stato saltano i passaggi intermedi. Il brinamento si verifica quando il vapore, acqua allo stato aeriforme, diventa solido senza passare dallo stato liquido: quando vedi la brina ghiacciata sui prati in inverno, osservi questo fenomeno. I fumi usati nei concerti rock sono invece ghiaccio che evapora senza trasformarsi in liquido. Questo passaggio di stato si chiama sublimazione.

Il plasma

Il plasma è lo stato a cui si trova un gas quando viene scaldato in modo che gli atomi di cui è composto si trasformano, diventando capaci di far passare l’elettricità. In natura non si trova facilmente materia allo stato plasmatico, ma gli scienziati pensano che sia la componente principale di cui sono fatte le stelle. Il plasma può essere prodotto anche artificialmente. Le insegne luminose al neon sono tubi chiusi pieni di un gas allo stato plasmatico: quando la corrente passa nel tubo, il gas si illumina. È lo stesso fenomeno che permette il funzionamento degli schermi di alcuni televisori. Luce al plasma

METODO DI STUDIO

Cerco le parole chiave

Trova e sottolinea nel testo i nomi dei passaggi di stato della materia e scrivili nei puntini.

...................................

................................... ........................

Scienze

179

La materia

Miscugli e soluzioni

Le parole della Scienza S ottolinea nel testo il significato di omogeneo ed eterogeneo. L a parola “soluzione” ha diversi significati. Cercala sul dizionario e scrivi quello più adatto al testo. ........................................................................................ ........................................................................................

Un’altra caratteristica della materia è la sua composizione. Esistono sostanze pure, fatte di un solo componente, e miscugli formati da sostanze diverse. Un anello completamente d’oro o d’argento è costituito di una sostanza pura. Il terreno è un buon esempio di miscuglio, perché in esso troviamo sabbia, sassi e altro ancora. Nella maggior parte dei casi la materia non si trova come sostanza pura, ma come miscuglio.

In alcuni miscugli è possibile distinguere i diversi componenti: si dicono miscugli eterogenei. In alcune rocce si vedono chiaramente le diverse sostanze. Il minestrone è un miscuglio alimentare.

In altri miscugli i componenti sono sciolti e fusi insieme, quindi non si distinguono l’uno dall’altro: sono miscugli omogenei. Se invece sono liquidi, si chiamano soluzioni. L’acqua frizzante è una soluzione di un liquido, l’acqua, e un gas, l’anidride carbonica.

METODO DI STUDIO

Sperimento

Le soluzioni Prendi due bicchieri d’acqua: in uno aggiungi un cucchiaino di zucchero; nell’altro un cucchiaino d’olio. Mescola entrambi. Quale dei due miscugli è omogeneo? Quello con ................................................................................................. .

180

Scienze

Il caffè dolce è una soluzione di caffè e zucchero.

Cittadini oggi

La raccolta differenziata Nella vita di tutti i giorni dobbiamo spesso separare sostanze pure o miscugli omogenei ed eterogenei. È ciò che succede quando differenziamo i rifiuti. In alcune città d’Italia, materiali diversi come il vetro e il ferro sono gettati nello stesso bidone. In quel caso i rifiuti vengono separati nel centro di raccolta, dove potenti calamite separano il ferro dal vetro. I rifiuti, raccolti e ben divisi, vengono poi smaltiti o riciclati attraverso speciali trattamenti. In questo modo si spreca meno materia. 1 Getta ogni rifiuto nel contenitore adatto.

2 Scrivi il nome del trattamento di fianco alla spiegazione corrispondente. stoccaggio - compostaggio - incenerimento - riciclo

..................................................

I rifiuti, soprattutto quelli indifferenziati, vengono bruciati in speciali inceneritori, per ricavare calore.

..................................................

I rifiuti alimentari vengono ammassati, schiacciati e coperti. Così si trasformano in una sostanza fertilizzante (compost) e producono un gas di decomposizione, che viene poi utilizzato per riscaldare le case.

..................................................

I rifiuti vengono rovesciati in grandissime buche speciali: le discariche. Quelli molto inquinanti vengono isolati, coprendo il fondo del terreno con teli impermeabili.

..................................................

I rifiuti ben differenziati vengono lavati, sminuzzati, impastati e lavorati. È quello che succede alla plastica, al vetro, alla carta, ai metalli, che vengono riciclati. Da essi, infatti, si ricava nuova plastica, vetro, carta e metallo. È un procedimento che funziona anche con gli scarti del legno.

3 Prepara delle domande per scoprire tutto sulla “vita dei rifiuti” nella tua città e chiama in classe un addetto del settore per intervistarlo. Scoprirai altre informazioni interessanti, per esempio che viaggio compiono i rifiuti e quanto costa smaltirli. Quaderno

pag. 6

Scienze

181

La materia

L’aria 78% Azoto

1% Anidride carbonica, Argon, vapore acqueo e altri gas

21% Ossigeno

L’atmosfera

L’atmosfera è un involucro d’aria che ricopre e avvolge la Terra. Si estende fino a 2 000 chilometri di altezza e viene suddivisa in diversi strati. 2 000 km Quello più vicino al suolo è la troposfera. In essa si trova l’ossigeno che respiriamo e che permette la vita degli esseri viventi. Nella troposfera si formano le nuvole e la maggior parte dei fenomeni atmosferici; è la fascia in cui volano gli aerei. 640 km Salendo si trova la stratosfera, in cui c’è meno ossigeno e più ozono. Lo strato di ozono protegge la Terra, filtrando una parte dei raggi solari, nociva ai viventi. Mano a mano che ci si allontana dal suolo, si incontrano altri strati: 85 km la mesosfera, la termosfera e l’esosfera, dove i gas sono sempre meno presenti e le temperature possono variare di molto. 50 km Quando finisce l’atmosfera si entra nello spazio cosmico.

Esosfera

Termosfera

Mesosfera

Stratosfera Troposfera

L’aria è trasparente e non si può vedere né toccare però abbiamo sempre indizi della sua presenza: in un aquilone che vola, nel fruscio del vento, in un palloncino che si gonfia. L’aria è ovunque occupa ogni spazio intorno a noi ed è indispensabile per la vita di tutti gli esseri viventi. L’aria è un miscuglio di gas, per la maggior parte azoto e ossigeno, ma anche anidride carbonica, ozono e altri gas. Inoltre vi si trovano sospesi il vapore acqueo e il pulviscolo atmosferico, formato da microscopiche e leggerissime particelle di materiale solido.

15 km

METODO DI STUDIO

Comprendo il testo

Cerchia le parole giuste.

Gli strati dell’atmosfera.

182

Scienze

L’aria è visibile/invisibile e occupa ogni spazio/solo spazi grandi. È formata da un miscuglio di gas/liquidi, per la maggior parte di azoto/ossigeno. È utile/indispensabile per la vita di tutti i viventi. L’atmosfera è uno strato di aria/ossigeno alto circa 500/2000 chilometri.

L’aria

Le proprietà dell’aria L’aria ha un peso e preme su tutte le cose esercitando una grande forza su tutto ciò con cui viene a contatto. Questa forza si chiama pressione atmosferica. L’aria esercita la sua pressione in tutte le direzioni. Si distribuisce uniformemente sulle superfici con cui viene a contatto ed è in equilibrio con quella interna dei corpi. Il nostro corpo infatti non sente il peso dell’aria perché alla pressione esterna si oppone, in perfetto equilibrio di forze, una pressione interna.

La pressione esterna e quella interna sono in perfetto equilibrio.

L’aria si comprime o si dilata, cioè si schiaccia o si espande. La dilatazione avviene anche per effetto del calore. Nell’atmosfera, quando uno strato d’aria si riscalda, si espande spostandosi verso l’alto e spingendo altri strati di aria più fredda verso il basso. Si forma così un movimento circolare che si chiama convezione e che dà origine al vento.

L’aria permette la combustione. L’ossigeno presente nell’aria rende possibile la combustione, cioè permette alla materia di bruciare, producendo luce e calore. Attraverso la combustione, l’ossigeno si consuma e nell’aria rimangono l’anidride carbonica, fumi e polveri inquinanti che possono danneggiare l’uomo e l’ambiente.

METODO DI STUDIO

Sperimento

Le proprietà dell’aria • Prendi una bottiglia di plastica vuota e asciutta. • T appala bene ed esponila al Sole. Le molecole dell’aria dentro la bottiglia si mettono in movimento, allontanandosi tra di loro per effetto del calore. L’aria si dilata e la bottiglia si gonfia. • S ubito dopo metti la stessa bottiglia nel congelatore. Le molecole d’aria all’interno rallentano il movimento o si fermano, avvicinandosi l’una all’altra per effetto del freddo. L’aria si comprime e la bottiglia si schiaccia.

L’aria calda si dilata, quella fredda si comprime.

Scienze

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I fenomeni atmosferici La pressione dell’aria non è uguale in tutte le zone della Terra: varia in base all’altitudine e alla temperatura. Salendo in montagna si riduce lo strato di aria che sta sopra di noi e la pressione diminuisce. Come hai potuto sperimentare, l’aria calda si dilata, è più leggera e tende a salire in alto, l’aria fredda invece si condensa, è più pesante e tende a scendere. Quando si verificano cambiamenti di temperatura o di pressione, grandi masse d’aria si spostano e si scontrano creando i fenomeni atmosferici. Se l’aria molto calda si innalza velocemente dal suolo e in alto trova condizioni

instabili, si scatena il temporale, fenomeno tanto violento quanto rapido. Le nubi del temporale sono cariche di elettricità: il fulmine infatti è una potentissima scarica elettrica. I venti sono costituiti da masse d’aria che

si spostano. Questa continua circolazione atmosferica evita che alcune zone si surriscaldino troppo e che altre siano sempre più fredde. La nebbia è causata da una bassa temperatura

del suolo, la quale condensa il vapore acqueo presente nell’aria. Quando il vapore acqueo si condensa a contatto del terreno si forma la rugiada; se la temperatura è sotto gli 0 gradi, si forma la brina. I fiocchi di neve sono microscopici cristalli di ghiaccio:

si formano tra i 20 e i 40 gradi sotto zero nelle nubi stratificate. Durante i temporali estivi si forma la grandine. Le forti

correnti fanno salire le gocce d’acqua fino agli strati più alti della troposfera dove le temperature sono molto basse. Le gocce si trasformano così in cristalli di ghiaccio che, uniti ad altri, precipitano come grandine. Quaderno

È PIÙ FACILE SE...

pagg. 7-10

segui una traccia

Leggi il testo, sottolinea le risposte alle seguenti domande, poi riferisci oralmente. 1 - Quando si verificano i fenomeni atmosferici? 4 - Da che cosa è formata la nebbia? 2 - Perché ci sono i fulmini? 5 - Che cos’è la neve? 3 - Che cosa sono i venti? 6 - Perché si forma la grandine?

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Scienze

L’acqua L’acqua che si trova in natura e nell’ambiente è una soluzione di acqua pura, H2O, e di altre sostanze sciolte in essa. L’acqua di laboratorio è considerata inodore, incolore e insapore ed è trasparente. L’acqua è un elemento essenziale per tutti gli animali e i vegetali: permette la sopravvivenza, regola diverse funzioni dell’organismo ed è parte integrante dell’organismo stesso. Il nostro corpo è composto per circa il 70% di acqua.

L’acqua di casa L’acqua che arriva nelle nostre case è acqua potabile, cioè si può bere. È una soluzione di acqua e sali minerali necessari per il benessere del nostro organismo. Prima di raggiungere i rubinetti attraverso l’acquedotto, l’acqua è stata filtrata e depurata: sono state eliminate le impurità ed eventuali sostanze dannose alla salute delle persone. Quando finisce negli scarichi, l’acqua è sporca e non può essere riversata nei fiumi, nei mari o nel terreno: deve essere depurata di nuovo. Per questo esistono speciali impianti, i depuratori, che ripuliscono i liquami della fogna.

COMPITO DI REALTÀ

Competenze in atto

Impara a filtrare l’acqua Immagina di essere in una situazione di emergenza: hai sete, ma non hai a disposizione acqua pulita. Come puoi fare?

1 P rendi una bottiglia di plastica tagliata a metà (da un adulto) e capovolgila senza tappo in un contenitore. 2 M etti uno strato di cotone, uno di sabbia e uno di ghiaia nel collo della bottiglia. Versa dentro un po’ d’acqua sporca di terra. 3 L ’acqua esce da sotto più trasparente e pulita. Hai filtrato l’acqua, ma non l’hai depurata dalle sostanze che potrebbero essere dannose perciò non l’hai resa ancora potabile. Per farlo, devi farla bollire a lungo.

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Scienze

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La materia

Le proprietà dell’acqua L’acqua dell’acquedotto viene spinta tramite delle pompe in un grande serbatoio posto in cima a una torre. Da lì partono delle condutture che la portano in tutti gli edifici. L’acqua salirà da sola ai piani superiori fino a un’altezza pari a quella del livello nel serbatoio. Ciò accade per il principio dei vasi comunicanti: se l’acqua viene versata in due contenitori collegati tra loro, arriva allo stesso livello in entrambi. Versa dell’acqua in un tubo di gomma trasparente: se sollevi o abbassi una delle due estremità, l’acqua tende ad arrivare allo stesso livello in entrambe. Alcuni insetti come i gerridi camminano sulla superficie dell’acqua. Questo è possibile grazie alla tensione superficiale: le particelle di acqua in superficie si attirano reciprocamente creando una specie di pellicola. È per la tensione superficiale che le gocce d’acqua sono sferiche. I gerridi camminano sull’acqua.

La spugna assorbe l’acqua rovesciata; le piante “succhiano” l’acqua dal terreno e la fanno arrivare fino alle foglie. Ciò accade per la capillarità: l’acqua riesce a risalire in tubicini molto sottili, come se ci si arrampicasse sopra. Versa dell’acqua colorata in un bicchiere e collegala a un altro bicchiere vuoto con un pezzo di carta assorbente. Il liquido colorato risale attraverso la carta e passa da un bicchiere all’altro.

METODO DI STUDIO

Comprendo il testo

Rispondi alle domande. • Quale proprietà dell’acqua viene sfruttata negli acquedotti? ........................................................................................................................... • Come fanno alcuni insetti a camminare sull’acqua? ............................................................................................................................................. • Che cosa fanno tra loro le particelle d’acqua? ........................................................................................................................................................... • Quale utilità può avere per l’uomo il fenomeno della capillarità? ..................................................................................................................

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Scienze

Vi vi le Scienze

Impara a utilizzare l’acqua

Gli impianti industriali sono spesso situati vicino ai fiumi, proprio per il grande bisogno d’acqua.

L’acqua è un bene prezioso, indispensabile per la vita. Tuttavia non è inesauribile come spesso si pensa. Per questo motivo è importante che non venga sprecata a livello domestico, nelle nostre case, ma anche a livello industriale, nelle grandi fabbriche. Gli impianti industriali fanno grande consumo di acqua; per ridurlo si dovrebbero adottare sistemi di lavorazione e tecnologie più moderni e rispettosi dell’ambiente. Anche noi, nelle nostre case, possiamo usare molti sistemi per diminuire il consumo di acqua potabile, tenendo comportamenti adeguati.

1 Leggi la tabella e scopri quanta acqua si potrebbe risparmiare con un consumo attento. Consumo abituale

Consumo attento

20 litri per lavare i denti lasciando scorrere l’acqua.

2 litri per lavarsi i denti chiudendo il rubinetto.

10 litri per lavare le verdure sotto l’acqua corrente.

5 litri per lavare le verdure a mollo in un contenitore e risciacquarle.

40-50 litri per lavare le stoviglie, lasciando aperto il rubinetto.

0 litri per lavare le stoviglie mettendole in un catino 1 e chiudendo l’acqua ogni volta che si interrompe il risciacquo.

120 litri per fare un bagno nella vasca.

20 litri per fare una doccia di 5 minuti.

50 litri per ogni lavaggio della lavastoviglie. 70 litri per ogni lavaggio della lavatrice.

Far funzionare lavatrice e lavastoviglie solo a pieno carico: si riduce di un terzo la quantità d’acqua utilizzata.

Lasciar gocciolare un rubinetto: 10 litri al giorno.

0 litri chiudendo o riparando bene i rubinetti.

2 Pensa alle abitudini in casa tua e rispondi.

3 Come un vero scienziato, cerca di misurare quanta acqua del rubinetto viene utilizzata in casa tua e quanta se ne potrebbe risparmiare, con dei piccoli accorgimenti.

Q uante volte in una settimana vengono compiute le operazioni descritte? Q uanta acqua, più o meno, si usa in modo abituale? Q uanta acqua si risparmierebbe con un consumo attento?

Quaderno

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Il suolo Il suolo è lo strato superficiale della Terra, il terreno su cui camminiamo. È un miscuglio di diverse sostanze, alcune organiche, cioè formate da resti di animali e vegetali, e altre inorganiche, cioè di materia non vivente.

Gli strati del suolo Il suolo è formato da tanti strati sovrapposti. Quello che

calpestiamo si chiama lettiera. È formata da foglie, semi, frutti, rametti e altro materiale proveniente da organismi viventi non ancora decomposti. Sotto si trova uno strato scuro di humus, fatto di mate-

riale organico ormai completamente decomposto. L’humus è soffice perché contiene molta aria, e umido perché assorbe e trattiene l’acqua. Inoltre il materiale organico lo rende particolarmente fertile. Qui vivono i piccoli animali del sottosuolo. Man mano che si scende, l’humus diminuisce e si trova

uno strato più duro e più chiaro di materia inorganica: l’argilla, compatta e impermeabile, la sabbia più leggera e permeabile, e la ghiaia, più pesante, costituita da sassi di varie dimensioni. Il terreno è composto da tutti questi elementi, ma la loro quantità può variare. Un terreno si dice argilloso, se contiene soprattutto argilla, sabbioso se è formato in maggiore quantità da sabbia, ghiaioso se contiene più ghiaia. Infine si trova la roccia dura e compatta, chiamata roccia

madre.

METODO DI STUDIO

Utilizzo le informazioni

Osserva l’illustrazione, rileggi il testo poi rispondi. In quale strato del terreno vivono i lombrichi, le talpe, le formiche e altri insetti? Perché? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

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Scienze

La talpa scava cunicoli nel sottosuolo.