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Esperienze sul concetto di sistema - classe terza

Si possono inserire le seguenti variazioni alle esperienze 1 e 2 di applicazione del concetto di sistema descritte per la classe seconda ed effettuare le nuove esperienze 3 e 4, di seguito descritte e più adatte ai bambini di terza.

1. Come si fa a far interagire una candela accesa e il BTB blu posto sul fondo di un barattolo?

I bambini possono fare varie ipotesi che devono essere descritte come altrettanti sistemi diversi.
Il BTB cambierà colore solo se la candela brucerà nel barattolo chiuso. Si distinguono sistemi aperti e sistemi chiusi. Solo i primi permettono l’entrata e l’uscita di materiali. (I sistemi chiusi possono scambiare solo energia con il loro intorno). Si possono perciò dire altri esempi di sistemi aperti e di sistemi chiusi anche senza parlare di energia. In terza classe si può chiedere di fare ipotesi su quale sia la causa del cambiamento di colore. Tali ipotesi possono essere verificate. Individuata l’ipotesi confermata  (diranno: il fumo o l’aria consumata dalla candela ecc., confermabile mettendo un bicchiere con poco BTB blu nel barattolo anche parecchio tempo dopo lo spegnimento della fiamma) i bambini potranno collegare questo fenomeno agli altri riguardanti la respirazione, cogliendone l’elemento comune.

2. Eseguire un esperimento in cui il sistema "aceto-bicarbonato" è chiuso

A disposizione ci sono un sacchetto di plastica, un bicchiere con aceto e un cucchiaio di bicarbonato. Due bambini possono mostrare alla classe come il bicarbonato interagisce con l’aceto in un bicchiere trasparente. Si descrive questo tipo di sistema aperto. Quindi i gruppi affrontano il problema di fare la stessa cosa in un sistema perfettamente chiuso. Una soluzione consiste nel mettere il bicarbonato nel sacchetto con mezzo bicchierino da caffè contenente aceto forte, e nel far interagire i due materiali solo quando il sacchetto sia stato ben sigillato con un laccio. In tal caso il sacchetto si gonfierà e diventerà duro.
Anche in questo caso, in classe terza, si potranno fare ipotesi sulla natura e sulle proprietà del “tipo di aria” che ha riempito il sacchetto. Sarà la stessa che risulta dall’interazione con i polmoni e prodotta dalla combustione della candela? Questa ipotesi può essere verificata infilando una cannuccia nell’apertura del sacchetto, stringendolo e facendo gorgogliare il gas in un bicchiere con del BTB blu, che virerà al giallo.

3. Con una pila da torcia, due fili e una mina per matita, costruire un sistema “scaldabagno”, capace di scaldare l’acqua.

Il circuito va montato come nell’analogo esperimento con la pila il filo e la lampadina, ma in questo caso l’uso di due fili semplifica l’operazione. I due fili sono attorcigliati alle estremità della mina, immersa in acqua. Quando è tutto pronto si collegano le estremità libere dei fili ai due poli della batteria e la mina diventerà calda. Occorre una batteria da torcia da 1,5 V delle più grandi o una piatta da 4,5 V, per avere un’erogazione abbastanza prolungata di calore e una mina da disegno. In tal caso l’innalzamento di temperatura sarà percepibile anche senza termometro.

L’esperimento dello scaldabagno può essere ripreso come esempio di sistema costituito da diversi sottosistemi.

4. Quanti cucchiaini di zucchero deve contenere il sistema soluzione di acqua e zucchero per far galleggiare un oggetto di plastica?

Occorre trovare un oggetto di polistirene (PS) abbastanza compatto e non troppo sottile, altrimenti la presenza delle bollicine d’aria che aderiscono a esso lo faranno salire a galla in anticipo rispetto al raggiungimento della concentrazione di zucchero necessaria.

Quest’ultimo esempio prepara al concetto di variabile.