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1 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua 1. L’acqua e la vita 2. Il ciclo dell’acqua 3. L’umidità relativa dell’aria.

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1 1 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua 1. L’acqua e la vita 2. Il ciclo dell’acqua 3. L’umidità relativa dell’aria 4. L’umidità dell’aria e i fenomeni atmosferici 5. La pressione nell’acqua 6. La tensione superficiale 7. La capillarità

2 2 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua L’acqua è essenziale per la nostra vita Prima di nascere passiamo nove mesi immersi in un liquido a base d’acqua. Anche il nostro corpo è fatto per lo più di acqua. Non possiamo sopravvivere a lungo senza bere acqua. Indice

3 3 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua L’idrosfera è l’insieme di tutte le acque e i ghiacci presenti sulla Terra Indice

4 4 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua Il ghiaccio galleggia sull’acqua: perché? Normalmente le sostanze liquide, quando solidificano, diventano più dense. L’acqua invece ha un comportamento speciale: quando diventa ghiaccio occupa più volume, e dunque la sua densità diminuisce. Per questa ragione il ghiaccio galleggia sull’acqua,anziché andare a fondo. Indice

5 5 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua Il ghiaccio galleggia sull’acqua: è importante per la vita! Grazie al fatto che il ghiaccio galleggia, lo strato superficiale di ghiaccio isola l’acqua sottostante, evitando che la sua temperatura scenda sotto zero. Così, anche quando fa molto freddo, gli organismi acquatici non congelano. Indice

6 6 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua Il ciclo dell’acqua precipitazioni condensazione scorrimento superficiale e infiltrazioni traspirazione evaporazione Indice

7 7 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua Il ciclo dell’acqua: una semplice esperienza per vederlo in azione Coprite con la pellicola una teglia di vetro contenente un po’ d’acqua; poi lasciatela al sole o su un termosifone. Parte dell’acqua evapora e si accumula come vapore acqueo sotto la pellicola. Ora raffreddate il centro della pellicola mettendoci sopra un po’ di ghiaccio. Si condenseranno gocce d’acqua che cadranno come pioggia. Indice

8 8 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua L’aria può saturarsi di vapore acqueo Riempite un recipiente graduato per un terzo con acqua bollente, poi ricopritelo in modo ermetico. Si è raggiunto un equilibrio tra l’acqua e il vapore acqueo presente nell’aria: se una parte dell’acqua evapora, altrettanto vapore condensa e torna liquido. Allora una parte dell’acqua evapora: il suo livello scende, poi si stabilizza. L’aria imprigionata sopra l’acqua è diventata satura, cioè contiene la massima quantità di vapore acqueo che può contenere. Indice

9 9 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua L’aria può saturarsi di vapore acqueo Dunque c’è un limite massimo alla densità del vapore acqueo contenuto nell’aria. Oltre quel limite, l’aria è satura e il vapore inizia a condensare. Il valore del limite dipende dalla temperatura dell’aria. Esempio: a 30 ºC l’aria diventa satura quando ogni metro cubo di aria contiene 32 g di vapore acqueo. Quindi a 30 ºC la massima densità possibile del vapore acqueo è 32 g/m 3. Indice

10 10 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua L’umidità relativa dell’aria si esprime come valore percentuale: lo si ottiene dividendo la densità del vapore acqueo presente nell’aria per la sua densità massima possibile, che renderebbe l’aria satura. densità del vapore acqueo nell’aria = 24 g/m 3 valore massimo possibile a 30 ºC = 32 g/m 3 umidità relativa = 75% il clima è molto umido e afoso densità del vapore acqueo nell’aria = 10 g/m 3 valore massimo possibile a 30 ºC = 32 g/m 3 umidità relativa = 31% il clima è secco e gradevole Indice

11 11 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua L’umidità dell’aria e i fenomeni atmosferici L’aria fredda e secca tende a scendere: si formano aree di alta pressione chiamate anche anticicloni. L’aria umida è meno densa dell’aria secca (pesa meno, a parità di volume). L’aria calda e umida tende a salire: si formano aree di bassa pressione chiamate anche cicloni. Indice

12 12 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua Come nascono le nubi e le precipitazioni? L’aria calda e umida sale nell’atmosfera e si raffredda in alta quota: il vapore acqueo condensa in minuscole goccioline d’acqua, formando le nubi. neve pioggia Se la temperatura continua a scendere, le goccioline si uniscono in gocce più grandi che cadono verso il suolo: è la pioggia. Se le nubi si formano a quota elevata, il vapore acqueo forma cristalli di ghiaccio che cadono verso il suolo: è la neve. evaporazione Indice

13 13 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua I diversi tipi di nubi Indice

14 14 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La nebbia e la brina Quando l’aria è molto umida e fredda, il vapore acqueo si condensa formando nubi anche al suolo: è la nebbia. Nelle notti più fredde, con alta pressione, il vapore acqueo diventa direttamente solido, formando cristalli di ghiaccio: è la brina. Indice

15 15 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La pressione nell’acqua Sott’acqua la pressione aumenta con la profondità. Lo dimostra l’esperienza della fotografia: l’acqua zampilla con più forza dal foro che si trova più in basso. Vicino alla superficie dell’acqua la forza del getto è minore. Indice

16 16 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La pressione nell’acqua Bastano 10 metri d’acqua per generare una pressione uguale a quella dell’atmosfera. Così a 10 metri di profondità la pressione è doppia rispetto a quella atmosferica. A 20 metri di profondità la pressione diventa tripla di quella atmosferica; e così via. Indice

17 17 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua Il principio dei vasi comunicanti L’acqua versata in contenitori collegati tra loro scorre in modo tale da raggiungere nei vari recipienti lo stesso livello. Si può avere un dislivello soltanto se si impedisce all’acqua di scorrere. dislivello = differenza di pressione Indice

18 18 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La tensione superficiale Come gli insetti che camminano sull’acqua, anche una graffetta di metallo, se la si appoggia dolcemente sull’acqua, rimane a galla grazie alla tensione superficiale. È come se sulla superficie dell’acqua ci fosse un’invisibile pellicola: a crearla sono le forze di coesione tra le molecole dell’acqua. Indice

19 19 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La tensione superficiale Anche le gocce d’acqua si formano grazie al fenomeno della tensione superficiale. Alla superficie di separazione acqua-aria le forze di coesione tra le molecole dell’acqua danno origine a un «sacchetto» che racchiude la goccia. Indice

20 20 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La tensione superficiale La bottiglia non si svuota, anche se la garza è piena di buchi! La tensione superficiale «chiude» i buchi tra i fili del tessuto: è come se la bottiglia avesse un tappo! Se si tocca con un dito la garza bagnata, la tensione superficiale «si rompe» e un po’ d’acqua scorre via. garza Indice

21 21 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La capillarità In un tubicino molto piccolo (sottile come un capello, cioè capillare) l’acqua sale a un livello maggiore rispetto all’acqua nel bicchiere. Questo fenomeno, detto capillarità, è dovuto alle forze di adesione che attraggono le molecole dell’acqua verso quelle delle pareti del recipiente. Indice

22 22 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La capillarità Due vetrini uniti all’estremità di sinistra e distanziati da un po’ di plastilina all’estremità di destra: si vede così che l’effetto della capillarità aumenta quando le pareti sono più vicine Una zolletta di zucchero posata sul caffè in pochi secondi si imbeve tutta: il caffè risale nei pori per capillarità. Indice

23 23 Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 Tema D – Capitolo 2 – L’acqua La capillarità: un fenomeno importante per la vita! Il suolo è molto poroso: così grazie alla capillarità l’acqua risale dal sottosuolo fino alle radici delle piante. Le piante sfruttano la capillarità anche per far salire la linfa grezza lungo il fusto, dalle radici fino alle foglie. Indice


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