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Comunicare e insegnare la scienza Prof. ssa Paola Rossi 20 Novembre 2008 SEMINARIO ABBINATO AI PROGETTI DI EDUCAZIONE AMBIENTALE E-MISSION e ON-OFF REALIZZATI.

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1 Comunicare e insegnare la scienza Prof. ssa Paola Rossi 20 Novembre 2008 SEMINARIO ABBINATO AI PROGETTI DI EDUCAZIONE AMBIENTALE E-MISSION e ON-OFF REALIZZATI IN COLLABORAZIONE CON PEGASO

2 1.LE LEGGI DELLENERGIA APPLICATE AI VIVENTI 2.IN CHE MODO OTTENIAMO LENERGIA PER MUOVERCI 3.COME GLI ORGANISMI VIVENTI ACQUISISCONO E USANO LENERGIA: LEQUILIBRIO ENERGETICO 4.LENERGIA E LESERCIZIO FISICO

3 LINCREDIBILE ENERGIA DEL COLIBRI

4 Battiti di ali: 40-80/sec Frequenza cardiaca: 1260 battiti/minuto Nel colibrì le cellule bruciano zuccheri e grassi 12 volte più velocemente di uno struzzo e 25 volte più velocemente di quelle della gallina. Per analogia, se le fornaci di un essere umano lavorassero a questo ritmo di consumo energetico, si dovrebbe mangiare il doppio del proprio peso corporeo ogni 24 ore e la temperatura interna salirebbe a 400 °C. IL SEMPLICE ATTO DEL COLIBRI CHE SI LIBRA E IL LAVORO PIU DURO E COSTOSO IN TERMINI DI ENERGIA CHE PUO COMPIERE UN VERTEBRATO

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6 LENERGIA Lenergia si definisce dal punto di vista fisico come la capacità di eseguire un lavoro o di produrre un cambiamento. I due principali stati di energia delluniverso: Lenergia potenziale è lenergia disponibile per compiere un lavoro Lenergia cinetica è lenergia del movimento.

7 NON E POSSIBILE CREARE NUOVA ENERGIA E QUELLA ESISTENTE NON PUO ESSERE DISTRUTTA LA QUANTITA TOTALE DI ENERGIA NELLUNIVERSO RESTA COSTANTE E SI LIMITA A CAMBIARE DI STATO

8 LE LEGGI DELLA CONSERVAZIONE DELlENERGIA 1.PRIMA E DOPO UNA CONVERSIONE DI ENERGIA; LA QUANTITA DI ENERGIA E SEMPRE LA STESSA, MA DURANTE IL CAMBIAMENTO LA QUANTITA DISPONIBILE PER COMPIERE UN LAVORO UTILE DIMINUISCE SEMPRE. 2.LE CONVERSIONI HANNO UNA LORO EFFICIENZA CHE SI MANIFESTA CON LA PERDITA DI CALORE, CIOE CON IL MOVIMENTO CASUALE DI ATOMI E MOLECOLE. 3.IL MOVIMENTO CASUALE E IL CONTRARIO DELLORDINE. COSI LA CONVERSIONE DELLENERGIA DA UNA FORMA ALLALTRA AUMENTA SEMPRE IL DISORDINE DEL SISTEMA: LENTROPIA

9 LE LEGGI DELLENERGIA HANNO PROFONDE CONSEGUENZE PER GLI ORGANISMI E GLI ECOSISTEMI Seguiamo il flusso di energia attraverso un ecosistema di montagna che comprende i colibrì e i fiori dei quali essi si nutrono.

10 La luce che arriva dallalto colpisce i fiori dellaquilegia rossa, che eseguono la fotosintesi, una serie di fasi metaboliche che alla fine intrappolano lenergia e la conservano nei legami chimici degli zuccheri. La pianta usa parte dellenergia per costruire i delicati fiori tubulari e il nettare di essi: questi attirano i colibrì. Dopo che il colibrì sorbisce il nettare, gli zuccheri contenuti nelle goccioline lasciano lo stomaco e lintestino delluccello, entrano nella sua circolazione sanguigna e raggiungono le cellule di tutti i suoi tessuti. Milioni di cellule scompongono poi le molecole di zucchero in presenza di ossigeno ed emettono parte dellenergia nel processo della respirazione cellulare. Questa energia ora alimenta la respirazione, il battito cardiaco, il volo e le altre attività del colibrì.

11 EQUILIBRIO ENERGETICO

12 LABORATORIO 1 Ingresso=uscita: il peso non cambia Ingresso>uscita: curva di accrescimento del peso

13 LABORATORIO 6: NUTRIGENIE

14 LA TERMOREGOLAZIONE

15 VIE DI SCAMBIO TRA LORGANISMO E LAMBIENTE ESTERNO DURANTE LATTIVITA FISICA

16 SUDORAZIONE + EVAPORAZIONE SUDORAZIONE ED EVAPORAZIONE Sono due processi distinti Levaporazione è lartefice della termoregolazione, mentre la sudorazione è la prima fase del processo.

17 QUANTO CALORE PRODUCIAMO DURANTE LATTIVITA FISICA? PER OGNI LITRO DI OSSIGENO CHE CONSUMIAMO SI LIBERANO 20 KJ, pari a 4,776 Kcal (1 Kj= Kcal; 1 Kcal=4.186kJ). IL RENDIMENTO DEL NOSTRO ORGANISMO COME MACCHINA METABOLICA E TALE PER CUI DI QUESTI 20 KJ, 16 KJ SI TRASFORMANO IN CALORE, MENTRE I RIMANENTI 4 KJ VENGONO UTILIZZATI PER COMPIERE LAVORO MECCANICO. Se durante lesercizio fisico consumiamo 4 l di O 2 /minuto avremo la produzione di J/minuto pari a circa 1000 J/s, e cioè 1000 W!

18 ATTENZIONE ALLA TERMOREGOLAZIONE!! Ogni ml di sudore che evapora si ha una perdita di calore pari a 0.6 Kcal La massima velocità di sudorazione possibile è di 30 ml/minuto, pari ad una perdita di calore di 18 Kcal/minuto La massima velocità di evaporazione del sudore è di 0.58 Kcal/minuto Durante lesercizio massimale di breve durata si ha un aumento di 1°C di Temperatura corporea ogni 5- 7 minuti


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