Esperimenti del giorno 20 gennaio 2005

1. Plesso Le Grazie. Classe 4�. Interazione tra aria e BTB                             

I bambini avevano gi� sperimentato le interazioni del BTB con diversi liquidi: l�aceto (vedendo che anche una minima quantit� lo faceva diventare giallo), l�acqua minerale che,  differenza della Levissima con cui lo stesso BTB era stato preparato, lo faceva diventare blu pi� intenso�

Oggi invece dei liquidi dovrete vedere se e come il BTB interagisce con due gas: uno � l�aria che voi espirate, l�altro � l�aria normale. Interagiranno i due gas? Lo faranno nello stesso modo?

 Ogni coppia ha una cannuccia, un ampio vassoio, due bicchieri trasparenti con un po� di BTB azzurro, un palloncino, una siringa senza ago n� pistone, per adattarvi il palloncino e gorgogliare nel bicchiere. Due pompe per gonfiare palloncini sono a disposizione della classe.

 Chiediamo: �Come fate per provare se c�� interazione del respiro con il BTB?

I bambini rispondono che intendono usare la cannuccia.

E come farete per l�aria normale?

Rispondono che useranno i palloncini.

Con che cosa li gonfierete? Non certo col vostro fiato! Dovete usare l�aria normale, non quella respirata. E allora come facciamo? Potrete usare queste (mostrando le pompe adatte a gonfiare i palloncini).

Mi raccomando, avete due bicchieri; usatene uno per ciascun tipo di aria!

Nonostante la precauzione sopradetta e il fatto che ogni coppia aveva una sola cannuccia, praticamente tutti vogliono provare a soffiare nelle cannucce e gorgogliare nei bicchieri, cosicch� il BTB di tutti i bicchieri diviene giallo.

� perci� necessario razionare l�altro BTB, che sta per finire.

Una volta gonfiati i palloncini con l�aria della pompa, i bambini tengono tappata l�estremit� della siringa e la rilasciano immergendola nel liquido. Poich� il livello del liquido � basso, alcuni bambini non arrivano a immergere la siringa e soffiano l�aria sulla superficie in pochi secondi, anzich� gorgogliarla lentamente entro il liquido, per cui si rende necessario gonfiare di nuovo il palloncino e immergere il tubo una seconda volta.

Tutti mostrano segni di delusione: si aspettavano un�interazione anche con l�aria della pompa.

Siete degli scienziati o no? � allora perch� non registrate quanto accaduto? Non potete obbligare l�aria normale a interagire col BTB se non �vuole� farlo. Perch� vi aspettate che lo faccia?

I bambini rispondono che, siccome il respiro aveva interagito, dovesse farlo anche l�aria normale.

Ma l�aria del respiro � uguale a quella normale? No!, dicono in coro. Allora per questo non � detto che siano ugualmente capaci di interagire.

Per essere sicuri della differenza dei due tipi di aria abbiamo effettuato un esperimento in �parallelo�, i cui sia l�aria normale, sia quella del respiro sono state usate per riempire due palloncini e quindi gorgogliate in due quantit� uguali di BTB di identico colore. Il risultato, visibile dal filmato, conferma l�incapacit� dell�aria normale di interagire col BTB.

Perch� l�aria respirata � diversa da quella normale? Alcuni bambini dicono perch� l�aria respirata viene dai polmoni. Ma prima di entrare nei polmoni era normale o no? Dicono di s�.

Dunque l�aria normale si modifica quando? I bambini rispondono che si modifica quando sta nei polmoni. E come fa? Cosa accade tra i polmoni e l�aria? Alcuni bambini dicono che c�� interazione tra polmoni e aria.

Ma allora l�aria di questa stanza non � per niente normale se tutti noi la respiriamo. La maestra dice che per questo motivo le finestre vengono aperte spesso.

Potremmo tenere nell�aula un bicchiere con un po� di BTB per sapere quando � ora di cambiare l�aria?

2. Plesso Castelnuovo. Classe Terza Interazione Aria � BTB; aceto e BTB, bicarbonato e aceto.

I bambini avevano gi� provato che soffiandovi con le cannucce, il BTB cambiava colore, mentre gorgogliando l�aria con le siringhe non accadeva nulla. I bambini dicono che l�aria respirata � diversa perch� � �usata�. Se tutti noi respiriamo l�aria dell�aula si modifica, perci� ogni tanto si apre la finestra per fare entrare l�aria non �usata�.

Ora facciamo un gioco. Io e Daniele usciamo con due palloncini di gomma vuoti e una pompa. Quando rientriamo i due palloncini sono pieni allo stesso modo, uno con aria normale e uno con l�aria respirata. Qual � quello gonfiato con il fiato di Daniele ?

Un bambino dice che il palloncino con l�aria espirata doveva cadere verso il basso e l�altro andare in alto. Questo � un ottima idea! L�aria usata deve pesare di pi�. Per fare la prova occorre chiudere bene i palloncini e poi lasciarli andare insieme. Chiudiamo i palloncini con due laccetti leggeri, togliendo con le forbici le estremit� eccedenti. Sollevo i due palloncini e li lascio liberi. Vediamo che entrambi cadono verso il basso, ma uno dei due arriva sempre prima dell�altro, nonostante nel frattempo si sia un po� rimpicciolito. Daniele ammette che quello � il palloncino che aveva gonfiato col suo fiato.

 I bambini dovrebbero provare a invertire i palloncini, a gonfiarli esattamente allo stesso modo, per vedere se tale differenza di peso � sufficientemente elevata da rendere riproducibile la prova in ulteriori esperimenti, o se si � trattato solo di un caso.

 Altri bambini hanno detto che si poteva riconoscere il palloncino con l�aria �usata� anche provando a mandarla nel BTB. Abbiamo cos� inserito all�uscita di ogni palloncino una siringa di plastica senza pistone e prolungato la punta di questa con la cannuccia del succo di frutta. Siccome Niccol� sosteneva che fosse la saliva a causare sia il maggior peso (nonostante Daniele sostenesse di non aver sputato nel palloncino) sia il cambiamento di colore del BTB quando si soffia nella cannuccia, ho inserito dei batuffoli di cotone ben pressato dentro le cannucce, impedendo cos� qualsiasi passaggio di piccole goccioline di liquido. Abbiamo quindi tolto i laccetti e iniziato a far gorgogliare le �due arie� in due bicchieri contenenti la stessa quantit� di BTB blu.

Il gorgoglio avveniva lentamente, perch� il cotone rallentava il passaggio dell�aria. Dopo un po� il BTB del palloncino col fiato, quello che cadeva pi� in fretta, � diventato giallo, confermando che l� c�era aria respirata da Daniele e anche che la saliva non poteva essere la causa del cambiamento di colore. Proseguendo con l�interazione, una bambina ha notato che anche nel bicchiere dell�aria normale sembrava esserci un piccolo cambiamento: il colore diventava pi� blu. Alla fine abbiamo fatto gorgogliare l�aria normale nel bicchiere con il BTB giallo-verde e abbiamo visto che il colore tendeva a ridiventare azzurro! Abbiamo ipotizzato che l�aria �usata� potrebbe contenere un gas che la rende pi� pesante e che interagisce col BTB; questo gas sarebbe scacciato in fretta gorgogliando l�aria normale. Anche lasciando semplicemente all�aria il BTB giallo �verde, questo gas potrebbe uscirsene da solo e, in tal caso, il BTB ritornerebbe blu da solo. Perci� abbiamo lasciato il bicchiere col BTB giallo nell�angolo della stanza, per osservarlo il giorno dopo.

Ho chiesto come potesse l�aria normale cambiare e divenire capace di far diventare giallo il BTB. I bambini hanno risposto che ci� avviene nei polmoni. Ho chiesto quindi cosa pu� accadere tra aria e polmoni ed essi hanno risposto che c�� un�interazione. Ottimo! Quindi facciamo una prova. Secondo voi l�aria interagisce nello modo se respiro cos� (lungo respiro sospeso) o se la faccio entrare e un attimo dopo la faccio uscire? I bambini hanno risposto che pi� tempo sta, pi� l�aria interagisce e si modifica. Bene. Allora, chi di voi ha il record di trattenimento del respiro? Una bambina, Carlotta, sostiene di aver cronometrato fino a 45 � 60 secondi come record personale. Quindi viene chiamata come respiratrice ufficiale per un esperimento capace di verificare se l�aria che rimane pi� a lungo interagisce maggiormente nei polmoni. Carlotta trattiene il respiro per 30 secondi e quando non ce la fa pi� espira tutta l�aria che ha, gonfiando il palloncino. Un�altra bambina, Sabrina � chiamata a riempire un altro palloncino facendo piccoli soffi, facendo in modo, cio�, che ogni volta l�aria resti solo un istante nei polmoni. Entrambi i palloncini sono gonfiati allo stesso volume e collegati, come prima, alle cannucce con il cotone. Mandando l�aria in due bicchieri di BTB blu uguali si nota che l�aria di Carlotta dopo pochi secondi fa diventare il BTB giallo, molto pi� giallo di come si otteneva soffiando con le cannucce. L�aria che aveva interagito poco con i polmoni, di Sabrina, invece, riusciva a malapena a far diventare verde il liquido, anche quando il palloncino si era completamente sgonfiato.

Test del fiato trattenuto (a destra) e non trattenuto (a sinistra)

�Immaginate un sub che si trovi ad aver finito l�aria delle bombole, ma ha un palloncino. L�ultima respirata di aria buona potrebbe usarla per riempire il palloncino, come ha fatto Carlotta, e poi riprendere l�aria da l� ogni volta che deve inspirare, rigonfiandolo ogni volta che espira e andare avanti cos� finch� non riesce a tornare in superficie. Ce la farebbe?� I bambini si mettono a ridere e dicono che si soffocherebbe proprio come se si trattenesse di continuo la stessa aria nei polmoni, poich� ogni volta, respirandola,  questa si consumerebbe sempre di pi�.

Sistema

L�aria e i polmoni, il fiato e il BTB, la lampadina il filo e la pila, sono tutti esempi di sistema. Qualsiasi cosa che pu� interagire con un�altra, forma un sistema. I bambini continuano dicendo che sono sistemi anche il gessetto e la lavagna, il temperino e la matita, ecc. ecc. Non deve esserci per forza un�interazione, gli scienziati chiamano sistema un�unione di oggetti tra i quali si pensa ci possa essere una qualsiasi relazione o influenza reciproca. Ogni tre bambini ricevono i componenti di un sistema: un bicchiere con del bicarbonato, un bicchiere vuoto per metterci l�aceto e un sacchetto trasparente per frigorifero, un laccio per chiudere il sacchetto, il tutto su un piatto grande di plastica.

Mentre aspettiamo che arrivi una bottiglia intera di aceto, con il poco che abbiamo proviamo a vedere cosa accade in un altro sistema, formato solo da aceto bicarbonato e due bicchieri trasparenti su un piattino. I bambini dicono di versare l�aceto sul bicarbonato. Lo faccio e il risultato � che si forma una bella schiuma come quando si versa la birra, che sale fino a uscire dal bicchiere. Qualche bambino dice che il liquido giallino che rimane con le bollicine sembra spumante, anche per l�odore. Quindi dico ai bambini che i sistemi possono essere chiusi o aperti, a seconda se pu� liberamente entrare e uscire del materiale o no. Chiedo se quello appena visto era un sistema aperto o chiuso ed essi rispondono, a ragione, che era aperto. Quindi prendo la bottiglia chiusa dell�aceto e chiedo se quello � un sistema aperto o chiuso, ed essi rispondono che � chiuso, infatti non pu� entrare n� uscire nulla. Apro la bottiglia dell�aceto, come � ora il sistema? Aperto, dicono� Ma cosa esce o entra? Secondo me nulla! Nel frattempo Melissa, che aveva la bottiglia sotto il naso dice che esce l�odore. Bene! Anche l�odore � fatto di materiale! Perci� avete ragione a dire che questo sistema � aperto, inoltre pu� entrare anche l�aria e interagire con esso, ecco perch� si rovina se rimane aperto a lungo.

Ci� che dovrete fare, quando avrete l�aceto, � far avvenire l�interazione aceto � bicarbonato in un sistema chiuso. I bambini dicono che utilizzeranno il sacchetto. L�aceto ancora non arriva, perci� proviamo a vedere se c�� interazione tra aceto e BTB. Con la punta di una cannuccia tocco l�aceto e poi tocco il BTB del bicchiere, che diventa giallo oro, molto pi� intenso del giallo ottenuto col fiato trattenuto di Carlotta. Ora proviamo un altro liquido: l�acqua minerale. Dico loro che i bambini delle Grazie hanno scoperto che l�acqua Nerea interagisce col BTB. In effetti proviamo e vediamo che il BTB diventa di un bell�azzurro brillante e intenso. Un bambino dice che il BTB � un camaleonte. Un altro dice che vuole provare il bicarbonato con il BTB. Lo facciamo subito: si ottiene un colore blu china bellissimo. Un altro bambino scopre che nell�etichetta dell�acqua Nerea c�� scritto �bicarbonato� e che per questo essa fa diventare blu scuro il BTB! Wow! A questo punto faccio rilevare loro una stranezza: quando abbiamo sciolto il BTB in polvere abbiamo usato l�acqua Levissima, che � un�acqua minerale e contiene lo stesso bicarbonato, ma allora perch� diventa azzurra e non blu scura? Per la spiegazione � bastato leggere l�etichetta della Levissima, dove la quantit� di bicarbonato presente � meno della met� di quella della Nerea�

Nel frattempo arriva l�aceto e mentre il liquido viene versato nei bicchieri di tutti i sistemi dei gruppi, ricordiamo che l�interazione dovr� avvenire in un sistema chiuso. Quindi mostro loro il modo corretto di chiudere strettamente il sacchetto, attorcigliandolo prima di legarlo con il laccio. Vediamo un po�, secondo voi se il sistema � chiuso, l�interazione potr� avvenire lo stesso come nel sistema aperto? S�!! Bravi, e dove andr� a finire tutto il gas delle bollicine? Nel sacchetto! rispondono. Allora vediamo chi riuscir� a far scoppiare il sacchetto. A questo punto alcuni chiedono: �come facciamo a farli interagire se rima dobbiamo chiudere il sacchetto?� Rispondo che possono usare gli stessi bicchieri e il sacchetto per tenere separati l�aceto dal bicarbonato finch� non l�avranno chiuso bene. Alcuni mettono il bicarbonato nel sacchetto, altri versano l�aceto nel sacchetto e lasciano il bicarbonato nel bicchiere, altri ancora mettono entrambi i bicchieri in piedi nel sacchetto. Quindi sigillano il sacchetto togliendo pi� aria possibile e poi mescolano i materiali provocando l�interazione nei loro sistemi chiusi. Fortunatamente nessun sacchetto scoppia, anche se due di essi si gonfiano talmente da aprirsi lungo una saldatura e facendo uscire un po� di aceto.

Ora che abbiamo riempito i nostri sistemi di questo gas, perch� non proviamo a vedere come esso interagisce con il BTB? Per farlo si introduce un po� di bicarbonato in una bottiglia vuota, mezzo bicchiere di aceto nel palloncino sgonfio e s�infila il palloncino sul collo della bottiglia e solo quando il sistema � chiuso si versa l�aceto nella bottiglia. Il risultato � nella sequenza di foto.

Il palloncino si gonfia molto. Quindi prendiamo la siringa e la cannuccia con l�ovatta �blocca liquidi�, la applichiamo all�uscita del palloncino e gorgogliamo il gas all�interno del BTB che dopo un po� diventa giallo-verde. Ma nel palloncino ci sono ancora molte gocce di aceto. Dopo un po� una di queste supera la barriera del cotone e finisce nel bicchiere che da quasi giallo passa istantaneamente a giallo oro.

Per concludere la bella e lunga esperienza abbiamo ricostruito uno schema di tutti i colori e le interazioni del BTB, e anche lasciato il compito di provare il colore che assume interagendo con il sapone dei panni.

Ringrazio di cuore tutti i bambini che hanno giocato e realizzato con me e la maestra questi esperimenti, soprattutto facendo delle osservazioni e proposte veramente intelligenti, tanto che il titolo di scienziati non � affatto esagerato, e mi scuso con alcuni di essi di cui non ho ricordato il nome o a cui ho fatto dire cose dette da altri!

Alfredo Tifi

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( Generatore, mezzo di trasmissione  e utilizzatore di energia )

Scuola elementare Puccini, Senigallia. Tutor Prof. Luciano Mancinelli

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          * Da una vecchia idea di Valitutti

PRONTI  PER  LA  GARA!

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