Come ve la racconto questa esperienza? Nel modo più semplice e veloce (anche perché sono rientrata poco fa da una giornata di lavoro di 6 ore, reduce dagli scrutini di martedì e con due ore di laboratorio sull’acqua alle spalle) in modo da non dimenticare tutti i passaggi.
Cosa ho preparato da tenere sulla cattedra:
- contenitore grande con acqua del rubinetto
- contenitore vuoto per contenere i cubetti di ghiaccio
- vari contenitori trasparenti di dimensioni varie, misurini e imbuti
- termometro
- pentolino e coperchio in metallo
- fornello da campeggio
- carta assorbente
- oggetti vari: tappi di sughero, pigne, moneta da 2 centesimi originale, moneta da 2 centesimi in plastica, tappo di plastica, conchiglie, pallina di polistirolo, molletta in legno e molletta in plastica
- una patata e del sale
- per ultimo… portare i cubetti di ghiaccio dal freezer della scuola
La prima aiutante porta una brocca di acqua del rubinetto e insieme passiamo tra i banchi per farne sentire la temperatura: è fresca. Osserviamo il liquido all’interno, ragioniamo su colore, forma e odore ricordando quanto discusso la settimana precedente durante l’attività di presentazione sull’acqua. Faccio notare che l’acqua si sistema sempre formando una linea orizzontale: al mare lo possiamo osservare bene con quello che viene definito orizzonte, la linea in cui acqua e cielo sembrano toccarsi. Anche in aula proviamo ad osservare la linea orizzontare che definisce il livello dell’acqua dentro il contenitore: “Se sposto il contenitore cosa accadrà?“. Qualcuno risponde che l’acqua verrà versata per terra ma mentre lo faccio notano subito che le mie intenzioni non sono quelle. Osserviamo la linea, è sempre orizzontale? In effetti è proprio così. Se volessimo tracciare alla lavagna una linea orizzontale… l’acqua ci aiuterebbe: avvicino il contenitore alla lavagna e segno il punto iniziale e quello finale che unisce la linea orizzontale definita dall’acqua. Sposto il contenitore, unisco i punti ed ecco che salta fuori una bella linea orizzontale. Esiste uno strumento, la livella a bocca, che aiuta i muratori a costruire muri belli dritti. Cerco di spiegar loro come funziona.
Ma torniamo alla temperatura dell’acqua: era fresca. Prendo il termometro. Spiego che possiamo misurare la temperatura dell’aria, la temperatura corporea e anche dell’acqua con questo strumento. Tenendo il termometro in mano constatiamo che la linea blu segna 20 C° quindi nella nostra aula la temperatura è di 20 gradi circa. “Secondo voi l’acqua nel contenitore è più fredda dalla temperatura presente nell’aula?” Ne discutiamo e dopo aver intuito che è più fredda chiedo cosa si aspettano accada nel termometro. Qualcuno azzarda un “la linea va verso il basso”. Cerchiamo di capire perché e nel frattempo immergo il termometro nell’acqua. Mentre si discute inizio a passare tra i banchi e notiamo che la linea blu sta scendendo sempre di più. In effetti l’acqua è più fredda: la sua temperatura è di 12 C°. Ragioniamo sul fatto che 12 è minore di 20 e quindi è più freddo. Mando due aiutanti a prendere il ghiaccio e quando ritornano non vedono l’ora di poterci mettere le mani. Prima depositiamo il ghiaccio in un altro contenitore e facendo il giro tra i banchi ognuno prende un cubetto, prova a sentire la sensazione di freddo e nota che il ghiaccio, nelle loro mani, si scioglie velocemente. “Perché?” Le mani sono calde e il ghiaccio si scioglie, precisa qualcuno. “Per avere il ghiaccio, stamattina ho riempito questa vaschetta d’acqua e l’ho messa nel congelatore“. Discutiamo sul perché di questo fenomeno: l’acqua diventa ghiaccio (quindi dallo stato liquido passa a quello solido) con il cambiamento della temperatura… che dev’essere molto bassa! “Affinché l’acqua diventi ghiaccio la temperatura deve scendere allo 0 e oltre. Il congelatore del frigorifero ha questa caratteristica ma quando il ghiaccio viene portato fuori deve avere a che fare con la temperatura esterna… che, nel nostro caso, è decisamente più alta. Figuriamoci le vostre mani!” – “E se mettessi questi cubetti di ghiaccio nell’acqua che avete toccato prima?“. Alcuni sono sicuri: il ghiaccio si scioglierà… e poi, sollecitati nel riflettere sulla temperatura, farà diventare l’acqua più fredda. “E i cubetti affonderanno depositandosi sul fondo del contenitore oppure galleggeranno?” Il dibattito si anima e la classe si spacca in due: galleggia e non galleggia. Come lo dimostriamo? Lo facciamo, osserviamo e poi rimisuriamo anche la temperatura. Rovesciati i cubetti di ghiaccio dentro il contenitore scopriamo che galleggiano, iniziano a sciogliersi e, toccando prima con mano il fondo (che diventa subito più fresco) e poi con il termometro, sfreddano l’acqua che arriva a 5C°.
Ma perché galleggia? Perché l’acqua, diventando solida, diventa meno densa. Cerco di farglielo capire in maniera semplice perché nello specifico lo affronteremo l’anno prossimo: “L’acqua subisce una vera e propria trasformazione. Con il freddo le sue particelle si uniscono in maniera diversa… creando come degli spazietti al loro interno… pensate a dei palloncini che lasciano una spazietto tra l’uno e l’altro una volta messi dentro un contenitore. Beh, questi spazietti fanno si che il ghiacci sia più leggero dell’acqua e quindi galleggia. Ma la trasformazione non è finita. E se adesso mettessi quest’acqua ghiacciata nel pentolino in metallo e poi nel fornello?” Qualcuno dice che sicuramente il ghiaccio si scioglierà tutto. “E ci fermiamo così? Pensate a quando a casa si deve preparare la pasta: mettete l’acqua nella pentola, si accende il fornello, la temperatura come diventa o cosa accade?” – “Maestra, il fuoco fa scaldare l’acqua e poi escono delle bolle dentro che si muovono“. Ecco, lì sta accadendo qualcosa: un’altra trasformazione! E l’acqua si agita a tal punto che si muove e piano piano, lo vediamo tra poco, si trasformerà diventando molto leggera… Qualcuno urla IL VAPORE! Mettiamo il ghiaccio nel pentolino in metallo e faccio notar loro come, appena l’acqua ghiacciata tocca il fondo del pentolino questo diventa subito freddissimo (cosa che non è accaduta con il contenitore di plastica. “Il metallo è un buon conduttore di calore mentre la plastica è un isolante“. Anche qui mi soffermo con alcuni esempi e riflettiamo insieme in maniera molto semplice e basata sull’esperienza quotidiana. Ci sarà tempo per approfondire in futuro ma nel frattempo seminiamo bene. Sistemato il pentolino sul fuoco mostro loro anche il coperchio che vi sistemeremo sopra: è asciutto. Lo teniamo bene a mente.
Proseguiamo con altri esperimenti. Siamo rimasti al ghiaccio che galleggia. Riempiamo un altro contenitore d’acqua e riflettiamo: il galleggiare o meno di un oggetto… da cosa dipende? Qualcuno dice “dalla dimensione: le cose piccole galleggiano e quelle grandi affondano” Ma non tutti sono convinti: non ci resta che sperimentare. Prendo una vera monetina da un centesimo e una monetina identica ma in plastica. Hanno la stessa dimensione ma in cosa sono diverse? Sentiamo il rumore che fanno se le facciamo cadere sulla cattedra: suoni diversi, materiali diversi. Dimensione uguale. Adele prende la monetina in metallo e la mette in acqua: va a picco velocissimamente. Molto piccola ma affonda in un lampo. Prende quindi quella del modellino: piano piano affonda anche lei. Intanto però abbiamo notato una differenza: il metallo affonda più velocemente. Ma anche la plastica. Allora prendo un grosso tappo di plastica: come si comporterà? Tutti son convinti che, essendo plastica affonderà, ma appena uno di loro sistema il tappo a pelo d’acqua quello inizia a galleggiare! Può essere la forma? “E se metto sopra la monetina in metallo?” Qualcuno dice che affonderà tutto e altri che galleggeranno insieme. In effetti questo accade. Allora in certi cadi la forma può contare qualcosa. Ma se io riempio il tappo d’acqua sopra? Quello allora affonda. Riflettiamo anche sulle navi… che sono pesantissime e in ferro eppure galleggiano. Continuiamo così con molti esempi che non sto ad elencarvi ma che stimola molte curiosità su materiali, forme, rapporti e relazioni.
Esempi ce ne sono tanti: materiali che assorbono quindi prima galleggiano e poi, una volta intrisi d’acqua diventano pesanti e affondano, oggetti della stessa forma ma di materiali diversi (la molletta in plastica affonda mentre quella in legno galleggia) e oggetti che prima affondavano e poi, per magia, galleggiano! Siamo pronti per l’esperimento della patata ma il pentolino sulla piastra elettrica ci richiama all’ordine: c’è una grande agitazione. Facciamo silenzio e ascoltiamo: sembra proprio che l’acqua stia bollendo. Alzo il coperchio e sembra proprio bagnato: ha iniziato a trattenere le goccioline di vapore. Ognuno di loro si avvicina e, come se non avessero mai visto dell’acqua bollire, vanno in un brodo di giuggiole! Mettono la mano per sentire il vapore, sbirciano dentro il pentolino, provano a sentire il calore emanato. Inseriamo il termometro che, ovviamente, non è in grado di misurare tutto quel calore: l’acqua bolle a 100 C° e il nostro termometro arriva a 50. Infatti va al limite e “impazzisce!”. Stacco tutto e poggio il coperchio sul vetro della finestra scorrevole… per farlo sfreddare. Dopo un po’, uno dei più attenti mi farà notare che vicino al coperchio, sul vetro, si è creata una nuvoletta: “sta uscendo il fumo!“. Poco prima avevamo parlato del vapore che si forma nei vetri del bagno quando usciamo dalla doccia… così quando dico: “Non è fumo, è capitato dell’altro. Di che si tratta e perché“… una bambina risponde che siccome il coperchio era caldo e il vetro freddo… questa differenza di temperatura ha fatto uscire quel vapore sul vetro. Sono molto soddisfatta. Abbiamo anche compreso come si crea la condensa.
Proseguiamo e concludiamo con il classico esperimento della patata.
- Riempiamo un contenitore d’acqua e ci immergiamo una patata… che immediatamente affonda. Anche qui le ipotesi erano diverse: qualcuno era per il galleggiamento della patata e altri no.
- Iniziamo a mettere cucchiai di sale nell’acqua con la patata e mescoliamo. Nel frattempo loro osservano “che succede”: “L’acqua sta diventando bianca!” meravigliati! E io “quello e il sale che sembra colori l’acqua ma se aspettiamo che accadrà al sale?” – “Forse si sta depositando nel fondo … maestra?” – “Gaia, prova a mescolare” e Gaia mescola e l’acqua diventa più limpida. “Il sale si sta sciogliendo e…” MERAVIGLIA DELLE MERAVIGLIE il primo bambino ulra:
- “MA LA PATATA ORA STA GALLEGGIANDOOOO!!!!” E questo era l’esperimento. “Cosa è cambiato da prima a dopo?” – “Abbiamo messo il sale e ora la patata galleggia“. E infatti l’acqua salata è più “pesante” di quella dolce e quindi per i corpi è più facile galleggiare. Pensiamo a quanto sia più facile nuotare e galleggiare la mare che in piscina o al lago in effetti. Non racconto la mia esperienza alle terme nella piscina ad alta salinità… esperienza unica in cui io e la mia amica siamo rimaste per tutto il tempo a ridere per la facilità con cui venivamo riportate a pelo d’acqua. Impossibile stare con i piedi ancora al pavimento!
Una volta risistemato tutto quanto ci siamo tenuti l’ultima mezz’ora per ripercorrere i passaggi più salienti dell’esperienza: passaggi di stato; rapporto tra oggetti, materiali e acqua. Infine, dopo aver scritto alla lavagna e sul quaderno quanto emerso, ho chiesto di raccontare in tre semplici sequenze un esperimento tra quelli effettuati.
Domani si continuerà ad approfondire l’argomento anche perché con l’acqua non abbiamo ancora finito!
