Istituto Comprensivo “A. De Filis” Che strana atmosfera... A.S. 05/06 Classe 1°G Istituto Comprensivo “A. De Filis”

MENU L’aria L’inquinamento dell’aria Che si può fare Gli autori

IL METODO SPERIMENTALE L’inventore Le fasi

Fin dall'antichità; l'uomo ha sempre cercato di interpretare le leggi che regolano la Natura. Uno fra i più illustri filosofi greci, Aristotele (384 - 322 a.C.), cercò di spiegare il compiersi di alcuni fenomeni naturali basandosi sull'osservazione diretta e sulla deduzione logica, tralasciando la via sperimentale. Le teorie aristoteliche si radicarono talmente nel pensiero degli uomini da divenire quasi inconfutabili. Molti secoli dopo Galileo Galilei (1564 - 1642), al quale è stato attribuito l'appellativo di padre della scienza moderna, introdusse per primo il Metodo Sperimentale.

OSSERVAZIONE DI UN FENOMENO IL LAVORO DELLO SCIENZIATO COMINCIA CON L’ANALISI DEL FENOMENO CHE HA COLPITO LA SUA CURIOSITÀ. EGLI VUOLE PER ESEMPIO CAPIRE COME ESSO AVVIENE O CONOSCERNE LE CAUSE .

EGLI FORMULA UNA IPOTESI. SARÀ VERA LA MIA IPOTESI? Dopo un’attenta osservazione del fenomeno, lo scienziato tenta di trovare una spiegazione: EGLI FORMULA UNA IPOTESI. OSSERVAZIONE DI UN FENOMENO FORMULAZIONE DI UNA IPOTESI ? Lo scienziato si pone in una posizione di dubbio rispetto alla sua risposta al perché del fenomeno: SARÀ VERA LA MIA IPOTESI?

OSSERVAZIONE DI UN FENOMENO FORMULAZIONE DI UNA IPOTESI LO SCIENZIATO SA CHE SOLO UNA PROVA OTTENUTA CON L’ESPERIENZA PUÒ CONFERMARE LA SUA IPOTESI VERIFICA CON L’ESPERIMENTO DEVE QUINDI INVENTARE UN ESPERIMENTO ADATTO A VERIFICARE LA CORRETEZZA DELL’IPOTESI FORMULATA

Come tale essa può essere divulgata e diventa patrimonio di tutti SE L’IPOTESI PROPOSTA SI È RIVELATA VERA, ESSA PUÒ ESSERE CONSIDERATA UNA LEGGE SCIENTIFICA OSSERVAZIONE DI UN FENOMENO FORMULAZIONE DI UNA IPOTESI VERIFICA CON L’ESPERIMENTO IPOTESI VERIFICATA Come tale essa può essere divulgata e diventa patrimonio di tutti LEGGE SCIENTIFICA SI

IN CASO CONTRARIO… OSSERVAZIONE DI UN FENOMENO FORMULAZIONE DI UNA IPOTESI VERIFICA CON L’ESPERIMENTO IPOTESI VERIFICATA …IL LAVORO DEVE RIPARTIRE DA UNA MIGLIORE OSSERVAZIONE E DALLA FORMULAZIONE DI UNA NUOVA IPOTESI CHE VERRÀ SOTTOPOSTA ALLA VERIFICA SPERIMENTALE… NO

L'ARIA Che cos’e’ l’ARIA Proprietà dell’aria (metodo sperimentale) L’atmosfera

L’aria è un miscuglio di gas. CHE COS'E' L'ARIA ? Gli esseri viventi sono completamente immersi nell’aria, una sostanza indispensabile per la loro sopravvivenza. L’aria è un miscuglio di gas. Non si vede né si sente. Ti accorgi della sua esistenza quando il vento fa ondeggiare le cime degli alberi o fa sventolare le bandiere.

L’ aria non e’ una sostanza semplice ma un miscuglio formato da gas diversi. AZOTO 78% In prevalenza : OSSIGENO 21% ANIDR.CARBONICA 0,04% Ci sono inoltre per il restante 1% : GAS RARI 0,96% ELIO, ARGO, NEON, CRIPTO, XENO, RADO.

Identikit dei gas dell'aria Azoto L’azoto, il cui nome significa “privo di vita”, si chiama così perché non serve per la respirazione; è importante per gli esseri viventi perché è componente degli amminoacidi e delle proteine. Ossigeno L’ossigeno viene prodotto delle piante ed è un gas essenziale per tutti gli esseri viventi, che lo utilizzano nella respirazione. Ha la proprietà di provocare e mantenere la combustione. L’anidride carbonica è un gas indispensabile per le piante, che lo utilizzano per la fotosintesi clorofilliana; viene inoltre prodotta nella respirazione. Anidride carbonica

LE PROPRIETA’ DELL’ARIA Il metodo sperimentale OCCUPA UNO SPAZIO HA UN PESO LE PROPRIETA’ DELL’ARIA E’ COMPRIMIBILE ED ELASTICA ESERCITA UNA PRESSIONE SI DILATA CON IL CALORE

L'atmosfera L’aria, intorno alla terra, forma un involucro chiamato atmosfera (dal greco “ATMOS” = vapore), che ha una massa di 5 milioni di miliardi di tonnellate con spessore di circa 1000 chilometri. L’atmosfera non si disperde nello spazio perché viene attratta dalla “forza di gravità” terrestre. L’atmosfera varia per composizione e caratteristiche e diventa via via più rarefatta fino a svanire nello spazio.

LE FUNZIONI DELL'ATMOSFERA E’ la sede dei fenomeni meteorologici Fa da scudo contro l’ingresso delle meteore Filtra i raggi ultravioletti Permette la vita grazie alla presenza dei gas ossigeno e anidride carbonica Mantiene e distribuisce sulla terra il calore

STRATI DELL’ATMOSFERA TROPOSFERA MESOSFERA ESOSFERA STRATOSFERA TERMOSFERA IMMAGINE

ESOSFERA TERMOSFERA MESOSFERA STRATOSFERA TROPOSFERA

La temperatura scende fino a 75°c. MESOSFERA La temperatura scende fino a 75°c. È compresa tra i 50 e i 95 km. Qui si incendiano e si disintegrano le Meteore, corpi solidi che provengono dallo spazio.

La Troposfera E’ lo strato a diretto contatto con la superficie terrestre dove avvengono i fenomeni meteorologici e dove volano gli aerei: la sua altezza è di 12 km. E’ riscaldata dal basso, cioè dal calore emesso dalla Terra: perciò, salendo di quota, la temperatura diminuisce di circa mezzo grado ogni 100 metri.

O La Stratosfera 3 E’ compresa tra i 12 e i 50 km. I gas sono sempre più rarefatti e anche il vapor acqueo e il pulviscolo atmosferico diminuiscono. Nella fascia compresa fra i 30 e i 40 Km dalla Terra è presente uno “strato di Ozono”, un gas la cui molecola è formata da tre atomi di Ossigeno e che svolge un’importantissima funzione: O 3 FILTRA I RAGGI ULTRAVIOLETTI (UV) CHE GIUNGONO DAL SOLE E CHE, OLTRE AD UNA CERTA QUANTITA’, SONO DANNOSI PER GLI ORGANISMI VIVENTI

termosfera È compresa tra i 95 e i 500 km. ed è estremamente rarefatta. In questo strato hanno sede le “Aurore Polari”, manifestazioni luminose talvolta visibili in prossimità dei Poli, a forma di archi e raggi di diversi colori. Questo fenomeno è dovuto all’azione di radiazioni provenienti dal Sole che colpiscono le molecole dei gas atmosferici, trasformandole in particelle cariche, che sono attratte magneticamente dai poli. GALLERIA DI FOTO

esosfera E’ lo spazio più esterno dell’atmosfera ed è assai rarefatto. La temperatura sale progressivamente superando i 2000°c.

LA COMPRIMIBILITA' DELL'ARIA MATERIALE OCCORENTE UNA SIRINGA SENZA AGO ESECUZIONE TAPPIAMO CON UN DITO IL FORO DELLA SIRINGA. PREMENDO CON FORZA LO STANTUFFO OSSERVIAMO CHE SI SPOSTA E FA DIMINUIRE IL VOLUME DELL’ARIA. LASCIANDOLO ANDARE VEDIAMO CHE RITORNA VELOCEMENTE NELLA POSIZIONE INIZIALE. CONCLUSIONE QUANDO L’ARIA VIENE COMPRESSA IL SUO VOLUME DIMINUISCE PERCHE’ LE SUE MOLECOLE SI AVVICINANO. QUANDO SI LASCIA LO STANTUFFO, ESSO RITORNA INDIETRO E L’ARIA RIPRENDE IL SUO VOLUME INIZIALE PERCHE’ LE MOLECOLE RITORNANO A DISTANZIARSI COME ALL’INIZIO. IMMAGINE

L'ARIA OCCUPA UNO SPAZIO IMMAGINE MATERIALE OCCORENTE ESECUZIONE VASCHETTA DI VETRO BICCHIERE TAPPO DI SUGHERO ACQUA ESECUZIONE RIEMPIAMO D’ACQUA LA VASCHETTA. METTIAMO SULL’ACQUA IL TAPPO DI SUGHERO. CAPOVOLGIAMO IL BICCHIERE SULLA VASCHETTA, INTRAPPOLANDO IL TAPPO, E SPINGIAMOLO VERSO IL BASSO FINO AD APPOGGIARLO SUL FONDO. CONTROLLIAMO IL LIVELLO DELL’ACQUA NEL BICCHIERE OSSERVANDO LA POSIZIONE DEL TAPPO. CONCLUSIONE IL LIVELLO DELL’ACQUA E’ PIU’ BASSO DI QUELLO NELLA VASCHETTA PERCHE’ L’ARIA PRESENTE NEL BICCHIERE NON HA PERMESSO ALL’ACQUA DI SALIRE ALLO STESSO LIVELLO

l'aria ha un peso Materiali occorrenti Esecuzione Conclusione Una bilancia di precisione Un palloncino Esecuzione Con la bilancia di precisione pesare il palloncino vuoto Successivamente gonfiare il palloncino e pesarlo di nuovo Si nota che il palloncino gonfio pesa di più Conclusione L’aria, che è fatta di materia, è pesante, poiché viene attratta dalla forza di gravità. IMMAGINE

L’ARIA OCCUPA UNO SPAZIO

LA DILATAZIONE DELL' ARIA Materiale occorrente Bottiglia, palloncino, recipiente con acqua, un fornello a gas Esecuzione Prendere una bottiglia vuota e mettere il palloncino nella apertura della bottiglia la mettiamo in un recipiente con dell’ acqua, accendiamo il fornello e aspettiamo vedremo che il palloncino si gonfia Conclusioni Abbiamo visto che il palloncino si è gonfiato, quindi significa che l’ acqua calda ha fatto muovere tutte le molecole IMMAGINE

L’ARIA HA UN PESO

L'aria esercita una pressione Materiale occorrente Un bicchiere Acqua Un cartoncino Esecuzione Riempire il bicchiere di acqua fino all’orlo e appoggiare il cartoncino sul bordo del bicchiere tenendolo premuto con una mano. Capovolgere il bicchiere e togliere la mano . Il cartoncino appoggiato sul bicchiere pieno d’acqua non cade. Conclusioni Il cartoncino non cade perché la pressione esercitata dall’aria sul cartoncino è maggiore di quella esercitata dall’acqua sullo stesso cartoncino. IMMAGINE

L’ARIA ESERCITA UNA PRESSIONE

LA DILATAZIONE DELL’ARIA

L’ARIA E’ COMPRIMIBILE ED ELASTICA

L'INQUINAMENTO Un ambiente inquinato è un ambiente degradato a causa dell’immissione, da parte dell’uomo, di sostanze che ne alterano le caratteristiche chimico-fisiche

L’aria è una miscela di gas, alcuni dei quali, come l’ossigeno e l’anidride carbonica, sono indispensabili per gli esseri viventi. Tutta via, soprattutto a partire dal secolo scorso, la composizione dell’atmosfera si è rapidamente modificata, in seguito alle numerose attività umane che producono e immettono in essa SOSTANZE di vario tipo. TALI SOSTANZE PROVOCANO “ DANNI AGLI ORGANISMI VIVENTI E CAMBIAMENTI CLIMATICI”.

Inquinamento dell’aria Sostanze inquinanti Fonti di inquinamento Inquinamento dell’aria Conseguenze per la salute umana Conseguenze per l’ ambiente

Sono i SETTE gas responsabili di inquinare l’aria che respiriamo I TERRIBILI SETTE Sono i SETTE gas responsabili di inquinare l’aria che respiriamo

Anidride Carbonica EFFETTI SULL’UOMO Asfissia per sostituzione dell’ossigeno dell’aria,morte FONTI DI EMISSIONI Combustione,industrie, respirazione,incendi, vulcani CO2 EFFETTI SU MATERIALI E AMBIENTI Incrostazioni, effetto serra. EFFETTI SULLE PIANTE Aumento della fotosintesi

Effetti sull’ambiente Irritazioni, tossicità, cancerogenicità Metano CH Fonti di emissione Effetti sull’ambiente 4 Combustione e raffinazione, decomposizione di sostanze organiche Formazione di smog Effetti sull’uomo Effetti sulle piante Irritazioni, tossicità, cancerogenicità Tossicità

SO2 Ossido di zolfo EFFETTI SULLE PIANTE EFFETTI SU MATERIALI E AMBIENTE PIOGGE ACIDE RALLENTAMENTO DELLA CRESCITA, USTIONI FOGLIARI. SO2 FONTI DI EMISSIONI PROCESSI METALLURGICI, USO DI COMBUSTIBILI FOSSILI. EFFETTI SULL’UOMO DANNI ALLE VIE RESPIRATORIE (E’ PRESENTE NELLO SMOG INVERNALE

Pm 10 particelle sospese EFFETTI SULL’AMBIENTE Diminuzione della trasparenza dell’aria Pm 10 particelle sospese FONTI D’IMMISSIONI Processi di combustione, processi industriali EFFETTI SULL’UOMO Danni alle vie respiratorie

Ossido di carbonio Co EFFETTI SULLE PIANTE Aumento dell’attività respiratoria FONTI DI EMISSIONE Combustione impianti siderurgici, raffinazione del greggio EFFETTI SULL’UOMO Asfissia, tossicità cardiovascolare, morte

Ossido di azoto NO Effetti sull’uomo Effetti sulle piante Effetti sull’ambiente: Corrosione dei metalli e della pietra, riduzione dello strato di ozono Fonti di emissione Combustioni ad alte temperature NO Effetti sull’uomo Asfissia, tossicità cardiovascolare,morte Effetti sulle piante Rallentamento della crescita

ALTRI COMPOSTI ORGANICI VOLATILI O3, C6H6, CFC SMOG FOTOCHIMICO, RIDUZIONE DELLO STRATO DI OZONO COMBUSTIONE AUTOVETTURE E IMPIANTI DI RISCALDAMENTO GAS REFRIGENTI BOMBOLETTE SPRAY. IRRITAZIONI CUTANEE, IRRITAZIONE AGLI OCCHI, MORTE ALTERAZIONI FOGLIARI, NECROSI

Le fonti principali di inquinamento dell'aria Emissioni gassose provenienti da industrie, centrali elettriche, veicoli a motore, impianti di riscaldamento Immissione di clorofluorocarburi Emissione di radiazioni dalla centrali nucleari

Conseguenze per l’ambiente EFFETTO SERRA BUCO DELL’OZONO PIOGGE ACIDE

effetto serra In una serra la copertura in vetro permette ai raggi solari di entrare e riscaldare il suolo della serra. A sua volta il suolo della serra emette raggi calorifici, detti infrarossi (IR) : questi non possono uscire rapidamente perché intrappolati dai vetri e così riscaldano l’aria della serra.

L’ANIDRIDE CARBONICA AGISCE COME I VETRI DELLA SERRA, CHE MANTENGONO LA GIUSTA QUANTITA’ DI CALORE ALL’ INTERNO DI ESSA IL CALORE DEL SOLE SI TRASMETTE SULLA TERRA PER IRRAGGIAMENTO E LA TERRA SI RISCALDA IL CALORE IMMAGAZZINATO DALLA TERRA SI DISPERDE NELLO SPAZIO PER IRRAGGIAMENTO, TUTTAVIA VIENE PARZIALMENTE BLOCCATO IN USCITA DALL’ANIDRIDE CARBONICA

Infatti La vita sulla Terra non sarebbe possibile ! In condizioni normali l’effetto serra è un processo naturale e utile per l’equilibrio termico terrestre. Infatti Senza questo fenomeno la temperatura media della Terra scenderebbe a –18° e il nostro pianeta si trasformerebbe in un deserto di ghiaccio. La vita sulla Terra non sarebbe possibile !

Per milioni di anni la quantità di anidride carbonica presente nell’ atmosfera è rimasta pressoché COSTANTE . ORA GLI SCIENZIATI PENSANO CHE ANCHE LA TERRA STIA DIVENTANDO UN’ENORME SERRA Nell’ ultimo secolo l’uso crescente di combustibili fossili ( carbone e petrolio ) per ottenere energia, ha provocato un aumento sensibile nell’aria di ANIDRIDE CARBONICA e di altri gas, tra cui il metano e i clorofluorocarburi (cfc), detti “gas- serra”.

Cause SCARICHI INDUSTRIALI SCARICHI CIVILI DEFORESTAZIONE

Aumento della temperatura media della terra Conseguenze Aumento della temperatura media della terra Variazione del clima globale terrestre … è come se mettessimo la Terra in un grande forno …

IL FUTURO Se la tendenza al riscaldamento continua, la “temperatura media” della terra rischia di aumentare di 1-2 gradi. prima dopo Sarebbero accelerati alcuni fenomeni Scioglimento delle calotte polari. Espansione dei deserti Innalzamento del livello dei mari Allagamento di molte città costiere

La molecola dell’ozono è formata da 3 atomi di ossigeno È un vero e proprio scudo protettivo Lo strato di ozono Ci protegge dai raggi ultravioletti del sole La molecola dell’ozono O è formata da 3 atomi di ossigeno 3

MECCANISMO D’AZIONE DELLO STRATO DI OZONO L’ozono è l’unico gas presente nell’atmosfera capace di assorbire la maggior parte dei raggi ultravioletti emessi dal sole impedendo loro di raggiungere la superficie terrestre.

L’ ozono : uno scudo bucato dal freon. Negli ultimi 30 anni lo strato di ozono è diventato sempre più sottile e sopra l’Artide e l’Antartide si sono formati due “buchi”. Distribuzione dell’ ozono stratosferico: il valore più basso corrisponde all’ area nera, il cosiddetto “ buco dell’ ozono” .

CFC CHI SONO I COLPEVOLI ? CLORO -FLUORO -CARBURI Si trovano nelle bombolette spray, nei gas refrigeranti dei frigoriferi e condizionatori. Sono sostanze gassose a base di cloro, fluoro, carbonio Sono più conosciuti come <<gas freon>>

LE PIOGGE ACIDE Sono piogge che hanno un'acidità superiore alla norma (pH < 5,6), paragonabile a quella dell’aceto. CHE COSA SONO? I tubi di scarico delle automobili, le ciminiere delle fabbriche e i camini delle case liberano nell’atmosfera ossidi di zolfo (SO2) e di azoto(NO2). Queste sostanze si combinano con il vapore acqueo presente nell’atmosfera formando acidi molto forti (acido solforico “H2SO4” e l’acido nitrico “HNO3”), che cadono al suolo insieme alle precipitazioni. COME SI FORMANO?

LE PIOGGE ACIDE PROVOCANO SERISSIMI DANNI AGLI AMBIENTI TERRESTRI LE FORESTE VENGONO DISTRUTTE GLI EDIFICI, I PONTI E I MONUMENTI DI MARMO VENGONO LETTERALMENTE CORROSI I LAGHI E I FIUMI VENGONO INQUINATI E A POCO A POCO DIVENTANO PRIVI DI VITA

Ecco due immagini della foresta di Gottingen, in Germania 1973 1985 Questa zona, un tempo verdeggiante, è stata devastata delle piogge acide che l’hanno resa un arido deserto

DEL SISTEMA IMMUNITARIO L'inquinamento dell' aria e la salute umana DELLE VIE RESPIRATORIE (bronchiti, allergie, polmoniti, tumori ) Nelle zone più industrializzate si assiste a un progressivo aumento di molte malattie DEL CUORE ( insufficienza cardiaca ) DELLA PELLE (invecchiamento precoce, rughe, tumori ) DEGLI OCCHI (Cataratte, offuscamento visivo ) DEL SISTEMA IMMUNITARIO ( Riduzione delle difese immunitarie)

Sono soprattutto i bambini che risentono dei veleni eliminati dai tubi di scappamento delle auto. POVERI NOI !

Data la bassa statura, essi sono costretti a respirare i gas che, essendo pesanti, ristagnano vicino al suolo.

LA PRESA DI COSCIENZA MONDIALE che cosa fanno i GRANDI della Terra? ovvero… che cosa fanno i GRANDI della Terra?

CONFERENZA DI STOCCOLMA 1972 Prima tappa verso la pianificazione internazionale delle tematiche relative all’ambiente; creazione dell’UNEP: organismo che coordina a livello mondiale le politiche ambientali 1972 ACCORDO DI MONTREAL Riduzione dei CFC dannosi per lo strato di OZONO. Risultati incoraggianti: 80% in meno di produzione di clorofluorocarburi 1987 VERTICE DI RIO DE JANEIRO Importantissimo incontro internazionale sull’ambiente. “Agenda 21”: direttive-base contro il degrado ambientale e promozione dello sviluppo sostenibile del XXI secolo 1992 PROTOCOLLO DI KYOTO Impegno di ridurre, entro il 2012, le emissioni dei gas-serra del 5% rispetto ai valori del 1990. Tale trattato è però ancora poco rispettato perché paesi come il Giappone e gli USA non hanno ancora messo in atto tale risoluzione 1997

E NOI … COSA POSSIAMO FARE? LE NOSTRE PROPOSTE: Viaggiare rispettando l’aria Differenziare e riciclare Più fresco tu, più fresca la terra Risparmia l’elettricità La carta è sempre giovane

Viaggiare rispettando l'aria Utilizzando maggiormente i mezzi pubblici e meno le auto private, si riduce l’inquinamento dell’aria della tua città. L’uso dei mezzi pubblici ( autobus, tram, metro, treno ), della bicicletta o delle proprie gambe è il miglior modo per aiutare l’ambiente

Differenziare e riciclare Lo smaltimento dei rifiuti immette nell’atmosfera una grande quantità di gas pericolosi. Per esempio, per ogni chilogrammo di rifiuto organico si producono 0,31 kg di metano, un pericoloso gas serra. Scegliamo i prodotti confezionati con imballaggi riciclabili .

Più fresco tu , più fresca la terra In inverno, se si abbassasse la temperatura media delle aule di un solo grado centigrado, si potrebbe risparmiare il 7% delle emissioni di CO2 della scuola

La carta è sempre giovane Anche riciclando la carta possiamo diminuire l’emissione di gas pericolosi. Per produrre la carta occorre energia, si abbattono gli alberi e vengono utilizzati prodotti chimici, come leganti, sbiancanti e solventi, che producono inquinamento atmosferico.

Risparmia l’elettricità Ricordati di spegnere la lampada accesa dove non hai bisogno di luce artificiale, infatti se spegni una lampada da 60W per 5 ore al giorno, in un anno ottieni il risparmio di circa 80Kg di CO2

FINE GLI AUTORI Ardit Ergis Luca Andrea Fabio Giulia William Alejandro Roberta Eduardo Martina Elisabetta Elisa Claudio Klint Antonio Maria Flaminia Felicia Marcela Michela Alice Brunilda Veronica Arizaj Beqa Borzacchini Corrado Fratticcioli Fuenmayor Giacobbi Giovannini Gronchi Marku Mazzoni Mejia Rinaldi Rosati Santini Santirosi Santucci Shyti Smelzo FINE GLI AUTORI

BUONE VACANZE