Venti piccoli esperimenti con l'aria

Parlando di aria, naturalmente, ci siamo anche dedicati a diversi esperimenti scientifici.  

Esplorazioni semplici, fattibilissime in casa e con materiali di uso comune (palloncini, acqua, bottiglie di vetro e di plastica, una candela, carta-casa, cannucce, imbuto, spago, grucce appendiabiti...) adatte a bimbi di diverse età (noi copriamo per intero la fascia 4-7 anni), volti ad osservare le principali caratteristiche di questo elemento della natura.

1- Il palloncino a reazione

- Far passare una cordicina o un filo in una cannuccia. 

- Fissare il filo a due lati della stanza. Noi abbiamo usato due maniglie, per una lunghezza di circa 2 metri.  

- Gonfiare un palloncino e chiuderlo con una molletta.

- Attaccare il palloncino alla cannuccia con due pezzetti di scotch.

- Ora togliere la molletta che chiude l'imboccatura del palloncino.

- L'aria esce dal palloncino e lo spinge in avanti, portandolo lungo il filo come un razzo! 

Questo è il principio per cui anche gli aerei e i razzi sono spinti in avanti da gas compressi che all'improvviso si espandono.

L'aria ha molta forza!

2 - Il palloncino gonfiato dall'aria calda

- Infilare un palloncino sul collo di una bottiglia vuota.

- Mettere la bottiglia in una ciotola o una pentola piena di acqua calda.

- L'aria contenuta nella bottiglia si riscalda.

- L'aria riscaldata si espande ed ha quindi bisogno di più spazio, perciò sale verso l'alto, entra nel palloncino e lo gonfia.

Con il calore l’aria si dilata.

La mongolfiera funziona nello stesso modo.

3 - ...e sgonfiato dall'aria fredda 

L'esperimento precedente è reversibile:

- Se inseriamo del ghiaccio e facciamo raffreddare l'acqua, il palloncino si sgonfia.

Con il freddo l'aria diminuisce di volume.

4 - La bottiglia e lo spazio dell'aria

- Versare l'acqua in una bottiglia attraverso l'imbuto.

Questa scenderà naturalmente a velocità sostenuta.

- Ora, sigillare il meglio possibile l'imbuto sul collo della bottiglia con della plastilina.

L'acqua scenderà molto più lentamente. 

La plastilina non permette all'aria di fuoriuscire normalmente, così l'acqua ha meno spazio e scende più lentamente.

L'aria occupa uno spazio.

5 - La candela

- Porre la candela al centro di una bacinella.

- Accendere la candela.

- Coprire con un vasetto di vetro.

- Nel giro di qualche minuto, la fiamma si spegnerà. La fiamma in poco tempo consuma l'ossigeno ed il gas che rimane nella bacinella è solo l'anidride carbonica, che non consente la combustione.

In mancanza di ossigeno, la combustione non può avvenire.

6 - La candela e l'acqua

- Porre la candela al centro di una bacinella in cui sia stata versata dell'acqua (nel nostro caso, colorata, per osservare meglio l'effetto).

- Accendere la candela.

- Coprire con un vasetto di vetro.

- Nel giro di qualche minuto, la fiamma si spegnerà.  La fiamma in poco tempo consuma l'ossigeno ed il gas che rimane nella bacinella è solo l'anidride carbonica, che non consente la combustione .

- L'acqua salirà per prendere il posto dell'ossigeno che è scomparso durante la combustione.

In mancanza di ossigeno, la combustione non può avvenire.

7 - Bottigliette vuote?
- Prendere alcune bottigliette o contenitori di plastica ed una bacinella d'acqua.
- Immergere le bottigliette in acqua tenendoli dritti e con l'imboccatura rivolta verso il basso.
- Subito "faranno le bolle".
- Questo dimostra che le bottigliette, in realtà, non erano vuote, ma piene d'aria.
L'aria è ovunque, anche se non si vede.

8 - Schiaccia la bottiglietta
- Schiacciare una bottiglietta di plastica: l'aria uscirà e la bottiglia si potrà facilmente accartocciare.
- Ora, fare in modo che l'aria possa rientrare nella bottiglia: questa, piena d'aria, riacquisterà la sua forma originaria.
L'aria è ovunque, anche se non si vede.

9 - L'aria dentro di noi: le cannucce
- Dare ad ogni bambino una cannuccia e farlo soffiare in acqua.
- Produrrà tante bolle!
- E' l'aria contenuta nel nostro corpo che esce e crea questo effetto!
L'aria è anche dentro di noi.

10 - L'aria dentro di noi: i palloncini

- Distribuire un palloncino ad ogni bambino e proporgli si soffiare per gonfiarlo.

- Anche se non avrà la forza per farlo, capirà la presenza di aria nel proprio corpo e avvertirà la propria capacità polmonare.

L'aria è anche dentro di noi.

11 - Pesare l'aria

- Prendere una gruccia per abiti ed appendere ad ognuna delle due estremità un palloncino sgonfio.

- Appendere la gruccia: si osserverà un perfetto equilibrio.

- Ora gonfiare uno dei due palloncini.

- La gruccia penderà dalla parte del palloncino pieno d'aria.

- Ripetere l'esperimento con due palloncini più e meno gonfi.

L'aria ha un peso.

- N.b. Avendo usato palloncini piuttosto piccoli, il risultato da noi ottenuto non è stato visivamente molto netto. Per sperimentaree la nostra "bilancia", abbiamo allora confrontato un palloncino pieno d'aria con uno pieno d'acqua.

12 - Gonfiare un palloncino dentro ad una bottiglia
- Infilare un palloncino dentro ad una bottiglia vuota, lasciando sporgere l'apertura del palloncino fuori dalla bottiglia.
- Pur sforzandosi tantissimo, non si riuscirà a gonfiare il palloncino.
- E' l'aria contenuta nella bottiglia ad impedirlo: occupa tutto lo spazio e non ne lascia abbastanza per gonfiare il palloncino.
- Solo infilando una cannuccia nella bottiglia si permette all'aria di uscire.
- A questo punto, sarà possibile gonfiare il palloncino.
L'aria è ovunque ed occupa uno spazio.

13 - Gonfiare un palloncino con l'anidride carbonica 

- Mettere un po' di aceto e di bicarbonato in una bottiglia.

- Ora infilare rapidamente un palloncino sul collo della bottiglia.

- Il palloncino si gonfia!

- Il bicarbonato e l'aceto, mescolandosi, hanno formato anidride carbonica, che sale e gonfia il palloncino.

Per questo motivo nei dolci si usa il lievito: l'impasto si gonfia e la trta risulta più soffice.

14 - La riga ed il foglio di carta 
- Prendere una riga da disegno e appoggiarla sul tavolo in modo che sporga per metà.
- Coprire la metà riga appoggiata sul tavolo con un foglio di carta di giornale (noi abbiamo usato un foglio di carta da regalo).
- Dare un colpo netto alla riga nella sua parte sporgente.
- L'aria opporrà resistenza sull'intero foglio di carta e la riga rimarrà ferma dov'è.
L'aria ha molta forza!

14 - Il bicchiere in acqua 1

- Riempire una bacinella d'acqua.

- Mettere un bicchiere vuoto con l'apertura rivolta verso il basso nella bacinella, fino al fondo.

- L'aria imprigiuonata nel bicchiere impedisce allacqua di entrare.

- Se si inclina il bicchiere o lo si muove avantri e indietro, però l'aria può uscire dal bicchiere. Siccome è più leggera dell'acqua, l'aria sale velocissima formando grosse bolle.

- Ora l'acqua può entrare nel bicchiere e occupare lo spazio dove prima c'era l'aria.

- L'aria è invisibile, ma c'è ed occupa spazio.

15 - La spugna

- Riempire una bacinella d'acqua.

- Immergervi una spugna e strizzarla.

- Dalla spugna usciranno tante bollicine.

- La spugna era piena d'aria, che è ovunque, anche se non si vede.

14 - Il bicchiere in acqua 2

- Riempire una bacinella d'acqua.

- Prendere un bicchiere e fissare sul suo fondo un foglio di carta-casa.

- Immergere il bicchiere nella bacinella, con l'apertura rivolta verso il basso.

- Togliere il bicchiere: la carta sarà asciutta perchè l'aria l'avrà protetta, impedendo all'acqua di raggiungerla.

17 - La cartolina

- Riempire d'acqua un bicchiere di plastica fino all'orlo.

- Metterci sopra una cartolina.

- Tenere la cartolina ben ferma e capovolgere velocemente il bicchiere.

- Tirare via la mano dal di sotto.

- La cartolina rimarrà attaccata al bicchiere e l'acqua non cadrà!

Questo perchè la pressione dell'aria dal basso schiaccia la cartolina contro il bordo del bicchiere e tiene l'acqua dentro il bicchiere.

L'aria non può entrare e l'acqua non può uscire.

18 - La siringa 

- Tappare con un dito il foro di una siringa.

- Spingere il pistone

- Il pistone riesce a scendere per un certo tratto: l'aria si comprime perchè è elastica, proprio come una molla.

L'aria è elastica e comprimibile.

Se inveve facciamo la stessa prova con l'acqua, il pistone non si muoverà: l'acqua non è comprimibile.

 La stessa cosa avverrebbe con una pompa.

19 - Acqua frizzante

A metà tra esperimento e gioco, abbiamo poensato di preparare l'acqua frizzante avvalendoci delle bustine in commercio.

Si tratta di un preparato a base di bicarbonato di sodio, acido malico e acido tartarico che, a contatto con l'acqua, libera anidride carbonica e conferisce all'acqua una certa effervescenza.

Il risultato c'è stato, ma il sapore così salino non è piaciuto per niente ai bambini...

20 - Pozioni magiche

A questo punto, lasciando da parte ogni velleità scientifica, l'esperimento si è trasformato in un vero e proprio gioco.

Con qualche goccia di coloranti alimentari, infatti, l'acqua frizzante si è trasformata in pozioni magiche, piene di bollicine e coloratissime.

Da travasare, mescolare e su cui favoleggiare in piena libertà.

Però.... sorpresa!!!

Le bollicine di anidride carbonica producono un suono!

Che incanto, stare ad ascoltare l'aria rinchiusa in un barattolo!