Possiamo fare qualche reazione chimica? DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Possiamo fare qualche reazione chimica? Le reazioni di base del Sistema solare… non sono male Le sintesi nucleari della supergigante lasciano grande abbondanza di elementi

H C O Si Fe S Mg Na Cl Possiamo fare qualche reazione? DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Possiamo fare qualche reazione? Le reazioni di base del Sistema solare… non sono male H C O Si Fe S Mg Na Cl Idrogeno carbonio ossigeno silicio ferro zolfo magnesio sodio cloro 1° 4° 6° 4° 3° 6° 2° 1° 7° La “pace” degli OTTO elettroni Elettroni: chi ne ha meno di 4 e chi ne ha più di 4 C’è l’ossigeno o non c’è l’ossigeno (il grande ladro)? Se c’è l’O il gruppo prevede il numero di ossidazione Se non c’è l’O, il ladro di turno fa “n° del gruppo – 8” Infine, con un po’ d’aiuto, si bilanciano le cariche

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT 1° 8° 2° 3° 4° 5° 6° 7° [Viaggio tra Acqua, ossidi, acidi, ioni e inerti - Ruggine, ingiallimento, fuoco - Voce del verbo pHare! - Giocare con la tavola!]

Giocare con la Tavola periodica DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Giocare con la Tavola periodica Gli otto gruppi e i numeri di ossidazione +1 +4 -2 +4 +3 +6 -2 +2 +1 +7 -1 H C O Si Fe S Mg Na Cl Idrogeno carbonio ossigeno silicio ferro zolfo magnesio sodio cloro +1 -2 H + O H2O +4 -2 C + O CO2 +1 -1 Na + Cl NaCl

Giocare con la Tavola periodica… DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Giocare con la Tavola periodica… e l’acqua, una molecola molto diffusa +1 +4 -2 +4 +3 +6 -2 +2 +1 +7 -1 H C O Si Fe S Mg Na Cl Idrogeno carbonio ossigeno silicio ferro zolfo magnesio sodio cloro +4 -2 CO2 + H2O H2CO3 +2 -2 MgO + H2O Mg(OH)2 CH3CH3 + O2 CO2 + H2O

Le reazioni che abbiamo visto sono spontanee DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Le reazioni che abbiamo visto sono spontanee Liberano energia! Quella cosa misteriosa che permette ad una forza di sviluppare un lavoro… Va intesa come un trasferimento… Inafferrabile, ma si sposta! Da un corpo ad un altro. Quando esercito una forza, il suo trasferimento è inevitabile, è parte integrante l’esercizio di forza. Si chiama ENERGIA!

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Esiste da sempre (dal Big Bang). Può starsene nascosta in qualche angolo per tempi lunghissimi, in perfetto equilibrio… oppure saltellare da un sistema ad un altro, generando cambiamenti e movimento (effetto dòmino).

E trasformarsi in LAVORO e propagazione di energia. DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Esiste da sempre (dal Big Bang). Può starsene nascosta in qualche angolo per tempi lunghissimi, poi, improvvisamente, perdere l’equilibrio… E trasformarsi in LAVORO e propagazione di energia.

Conservata… o POTENZIALE? DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Conservata… o POTENZIALE? Dissipata… o CONVERTITA? Le pecore sono tutte uguali, le loro energie no

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘movimento’

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘movimento’

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘movimento’

E conservazione del moto DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘movimento’ E conservazione del moto

Energia ‘movimento’ diventa Energia ‘elettricità’ DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘movimento’ diventa Energia ‘elettricità’

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘calore’

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘calore’

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘luce’

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Energia ‘luce’: vibrazione di campi di forza DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘luce’: vibrazione di campi di forza

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Circa 100mila miliardi di volte DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT L’energia ‘luce’ è la sua ‘frequenza’ Circa 100mila miliardi di volte

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espressa come l ‘lunghezza d’onda’ DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT La frequenza è spesso espressa come l ‘lunghezza d’onda’

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Intensità (n° fotoni di una frequenza) DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT luce 1/Hz (1/energia) altezza suono suono luce Intensità (n° fotoni di una frequenza) Intensità (volume)

Quell’antica alchimia… di trasformare acqua, aria e luce in legno duro DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Quell’antica alchimia… di trasformare acqua, aria e luce in legno duro e farmaci officinali…

Energia ‘legame’ DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT OSSIGENO O2 PROPANO C3H8 ACQUA H2O ANIDRIDE CARBONICA CO2

Energia ‘legame’ DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT OSSIGENO O2 PROPANO C3H8

Energia ‘legame’ CO2 + H2O + hn  Amido + Cellulosa DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘legame’ CO2 + H2O + hn  Amido + Cellulosa Amido + O2  …carne + velocità Cellulosa + O2  …carne + velocità!

Energia ‘attuale’ del pianeta DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Energia ‘attuale’ del pianeta PREESISTENTE (in via di degradazione): > Calore interno del pianeta > Rotazione e rivoluzione terrestri RINNOVATA: Luce del SOLE TUTTA L’ENERGIA RIGENERABILE ATTUALMENTE DISPONIBILE SUL PIANETA VIENE DAL SOLE ACCUMULATA (in via di esaurimento): > Petrolio, gas

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Costante solare 1 366 W/m2 = 20 kcal/m2/min 47% 0.47 x 20 kcal/m2/min ≈ 1400 kcal/m2/day

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- 20% trasporto di persone sia personale che di passeggeri DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT - 37% utilizzi industriali: agricoltura, miniere, manifatture, e costruzione - 20% trasporto di persone sia personale che di passeggeri 11% riscaldamento domestico, illuminazione e utilizzo di elettrodomestici 5% usi commerciali: illuminazione, riscaldamento e condizionamento degli edifici commerciali, oltre che energia consumata dagli acquedotti, dalla purificazione e distribuzione dell'acqua potabile nonché alla depurazione delle acque nere - 27% dell'energia consumata a livello mondiale viene persa nella generazione e nella trasmissione di energia.

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT [Pattinaggio su ghiaccio – Grandi movimenti in natura - La centrale elettrica e quella eolica – I più grandi consumatori del… l’Universo! – Vivere di aria e luce: fagiolo e cotone]

Velocità spazio/tempo m/s v DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Velocità spazio/tempo m/s v _________________________________________________ Accelerazione velocità/tempo m/s2 a Acceler. Gravit. 9.8 m/s2 g v = g t s = ½ g t2 v = √¯2¯g¯h¯ Forza F = ma kg m/s2 N Peso Fp= mg kg x 9.8 m/s2 Energia forza x spazio N m J Energia pot. gravit. Ep = mgh h = altezza

[Gita a Gardaland… o nel bosco!] DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT [Gita a Gardaland… o nel bosco!]

Velocità spazio/tempo m/s v DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Velocità spazio/tempo m/s v _________________________________________________ Accelerazione velocità/tempo m/s2 a v = m/s m = v x s

Deformazione e accelerazione: effetti di una forza DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Deformazione e accelerazione: effetti di una forza

La conservazione del moto (I principio) E = 1/2m x v2 DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Deformazione e accelerazione: effetti di una forza La conservazione del moto (I principio) E = 1/2m x v2 F = m x a (II principio)

Azione e reazione (III principio) DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Azione e reazione (III principio)

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La conservazione del moto come INERZIA DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT La conservazione del moto come INERZIA [Tiro con l’arco e salto con l’asta – In morsa – Richiami al concetto di orbita e alla deformazione di placca – Sasso o piuma?]

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DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Equilibrio stabile. Il punto di sospensione si trova sopra al baricentro. Se ruotiamo un pò il foglio e poi lo lasciamo, questo tende a tornare nella posizione iniziale. E' il caso comune di un quadro appeso al muro. Equilibrio instabile. Il punto di sospensione si trova sotto al baricentro. E' il caso (non comune) di un quadro fissato al muro con un chiodo nel bordo inferiore. Appena lo si tocca inizia a ruotare fino a portarsi nella condizione di equilibrio stabile. Equilibrio indifferente. Il punto di sospensione coincide col baricentro. In altri termini abbiamo messo il chiodo esattamente nel baricentro. In qualsiasi modo ruotiamo il foglio, quando lo lasciamo rimane fermo (in equilibrio).

Basta un soffio… Riecco Il POTENZIALE DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT Basta un soffio… Riecco Il POTENZIALE

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT B1 x F1 = b2 x F2

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – TfA 2015 UNICATT B1 x F1 = b2 x F2 [Quante leve? - Datemi un punto d’appoggio… e una calcolatrice]