CAPITOLO1: LO STUDIO DELLA NATURA E DELLA MATERIA

Classi 1CL e 1EL

Libro - Le scienze naturali: osservare la terra e la materiaCAPITOLO 1- Da pagina 2 a 26A.Gentileschi anno 2016/2017

Email docente: borchetta.simone@gmail.com

1. La Terra è il pianeta dell’acqua e della vita La Terra è l’unico pianeta del Sistema solare che ospita la vita, grazie alla sua

distanza ideale dal Sole e alla presenza di acqua liquida.

La Terra è un pianeta quasi sferico, geoide, in movimento intorno al sole. Ha uno strato superficiale detto LITOSFERA e un tenue strato di gas detto ATMOSFERA. E’ presente anche l’IDROSFERA che rappresentano le acque.

Due caratteristiche principali :

- Acqua nei tre stati ( Liquido – Gassoso - Aeriforme)

- Ospita la vita che si distribuisce in varie forme in tutti gli ambienti (BIOSFERA)

Perché è importante l’acqua ?

2. La Terra cambia nel tempo Oltre alla presenza di acqua e vita, c’è una straordinaria varietà di paesaggi,

ambienti e situazioni climatiche. I paesaggi CAMBIANO e si MODIFICANO con il tempo. Sia a livello di struttura che di BIODIVERSITA’ ospitata.

Le cause sono due:

- litosfera, idrosfera, atmosfera e biosfera sono sistemi dinamici che interagiscono

- l’equilibrio che si realizza tra questi sistemi può modificarsi nel tempo

3. L’indagine scientifica e la natura Le scienze che studiano la terra sono dette scienze

naturali e comprendono diverse discipline. (Es. Botanica, scienze della Terra, biologia, ecc..)

E’ richiesta la conoscenza di CHIMICA e FISICA. Aspetti in comune:

- studiano la materia e le sue trasformazioni considerandone proprietà e relazioni da diversi punti di vista

- sono scienze sperimentali, cioè ricercano le cause naturali dei fenomeni osservati utilizzando il metodo sperimentale o metodo scientifico. Basato sugli esperimenti e l’osservazione quantitativa.

Poiché litosfera, idrosfera, atmosfera e biosfera sono corpi materiali, il punto di partenza è quello di comprendere cos’è la MATERIA e come si studia.

Galileo Galilei1564 - 1642

4. Che cos’è la materia ?

Tutti i corpi nel tempo subiscono trasformazioni fisiche e chimiche.

MATERIA : «La materia è tutto ciò che possiede massa e volume»

MASSA: «consiste nella quantità di materia che contiene» Kg

VOLUME: « è lo spazio occupato dal corpo» m3

CORPO: « è una porzione delimitata di materia che ha una propria massa »

Esempi Aria e Calore

Un corpo può essere formato da uno o diversi materiali. I corpi possono trasformarsi a causa di eventi spontanei o artificiali. Gli eventi che modificano in modo temporaneo o permanente le qualità dei corpi e lo stato in cui si presentano sono detti fenomeni.

Che cos’è la materia ?

Non sono fenomeni solo quelli violenti, tipo eruzioni vulcaniche, ma anche tutti i cambiamenti che osserviamo nella nostra quotidianità.

Le scienze che studiano i corpi, materiali e fenomeni sono la FISICA e la CHIMICA.

La FISICA si occupa dei fenomeni e delle proprietà dei corpi, come il movimento, il peso e il magnetismo, ma non prende in considerazione la loro composizione.

La CHIMICA invece studia a livello macroscopico e microscopico le proprietà dei materiali e i fenomeni che portano a cambiamenti nella composizione dei corpi.

In generale, quindi, le conoscenze chimiche sono frutto di un’indagine a due livelli : MACROSCOPICO, cioè studiano i fenomeni percepibili attraverso i sensi e MICROSCOPICO, cioè studiano la struttura intima della materia per capire come sono fatte le particelle di cui è costituita.

Queste due scienze non vanno mai separate, ma interagiscono tra di loro. Pensiamo all’effetto che provocano le onde su una scogliera.

5. Ogni materiale ha specifiche proprietà fisiche e chimiche.

I materiali si distinguono uno dall’altro perché hanno proprietà specifiche.

Le PROPRIETA’ FISICHE sono le qualità che si possono studiare senza causare modificazioni nella composizione del materiale. [Colore, odore, volume, massa]. Esempi filo di rame, molla e diamante.

I fenomeni che modificano l’aspetto di un corpo senza cambiarne la composizione sono chiamati TRASFORMAZIONI FISICHE

Le PROPRIETA’ CHIMICHE sono invece le qualità di un materiale che si manifestano quando si modifica la sua composizione . Ad esempio il rame con l’aria umida si trasforma in carbonato di rame. Le proprietà chimiche si osservano solo quando un corpo subisce una trasformazione che non riguardano il suo aspetto o le sue dimensioni. Queste trasformazioni sono dette REAZIONI CHIMICHE.

6. Gli stati della materiaTra le proprietà fisiche dei materiali, la principale è lo stato fisico. Sulla terra si osservano tre stati fisici:

SOLIDO

LIQUIDO

AERIFORME

Possiamo distinguere i 3 stati in base al diverso comportamento per quanto riguarda il volume e la forma

7. I cambiamenti di stato

TEORIA PARTICELLARE

MATERIA MASSA (Kg) e VOLUME (m3)

RAPPRESENTATATRAMITE IL

MODELLO PARTICELLARE

SOLIDO

LIQUIDO

AERIFORME

CRISTALLINO

AMORFO

TEMPERATURA

2.1 Sistema e Ambiente Quando conduciamo un esperimento o osserviamo un fenomeno naturale, la

parte di mondo materiale che si sta esaminando è chiamata SISTEMA, mentre tutto ciò che circonda il sistema e può interagire con esso è detto AMBIENTE.

SISTEMA SISTEMA SISTEMA

CHIUSO APERTO ISOLATO

AMBIENTE

ENERGIA ENERGIA MATERIA

2.1 Misure qualitative e quantitative

Le proprietà misurabili sono dette grandezze. Quando si effettua una misura occorre sapere che cosa si sta misurando e disporre di un metodo adeguato per procedere. Misurare significa confrontare il valore di una grandezza con un unità di misura. Quando non si effettua una misura parliamo di una descrizione qualitativa. Mentre se si effettua una misurazione è detta descrizione quantitativa.

Il metodo della misura comporta due passaggi

• Scegliere un campione di riferimento come unità di misura

• Stabilire una procedura per effettuare la misura

I corpi e i materiali hanno proprietà misurabili chiamate grandezze, per ciascuna delle quali è stabilita una specifica unità di misura.

2.2 Unità di misura

7 GRANDEZZE FONDAMENTALI GRANDEZZE DERIVATE

2.3 La notazione scientifica La notazione scientifica : prodotto tra un numero decimale e una potenza di

10. Serve chiaramente per rappresentare numeri molto piccoli o molto grandi.

Esempi Il diametro del sole è di 1.390.000.000 m Si scrive in notazione scientifica. Mettere la virgola dopo il

primo numero, in questo caso 1, e contare quante cifre rimangono. 1,390000000. Rimangono 9 cifre. Quel nove sarà l’esponente della potenza di 10. Quindi 1,39 * 109 . Abbiamo quindi scritto lo stesso numero in forma abbreviata.

Un filo di ragnatela ha un diametro di 0,000007 m. In questo caso dobbiamo spostare la virgola dopo il 7. Quindi contiamo quanti salti dobbiamo fare per posizionarci davanti al 7. Sono 6 salti. Quindi possiamo scrivere 7*10-6

Eccone altri. Prova tu

Distanza Terra-Sole 150.000.000 di km

Velocità della luce 300.000 km/s

Grandezza di una cellula 40 µm

il raggio terrestre misura all'incirca 6.400.000 m

il diametro di un globulo rosso è pari a 0,0015 mm.

La troposfera è alta 15.000 metri

L’interno del sole arriva a 15.000.000 °C

Sulla terra siamo in 7.000.000.000 di persone

Un paese consuma 1.000.000.000 W in un anno

Un satellite viaggia a 27.000 km/h intorno alla terra

BUONO STUDIO RAGAZZI