Acqua

1. Ipertesto realizzato da: Giorgia Aprea Andrea Benecchi Rea Cirjak Francesca Cossa Loris Fiore Amine Laghlid Paolo Lamattina Lorenzo Lippolis John Pincay Bravo Jessica Regazzoli Daniele Saldigloria Francesca Sologni Barbalonga Fiorenzo Tozzo Chiara Viglione Consulenza didattica Prof.Mariarosaria Pianese Prof.Elisa Paradisi Wasser Water Eau H2O Acqua Acua Acqua

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4. Questo ipertesto è stato realizzato dalla classe 3a sez. B della Scuola Media IX di via Monte Amiata Istituto Comprensivo Completo Monte Bisbino - Monza (MI). “ Progettare e realizzare un ipertesto stimola nell’ alunno il desiderio di ricerca e di comunicazione; l’ obiettivo dichiarato del lavoro è quello di essere visionato da un pubblico che non è necessariamente l’ insegnante o la classe, come potrebbe accadere per una ricerca, ma una collettività più ampia di utenti a volte sconosciuti. Il prodotto finale dovrà avere quindi un valore non solo per chi lo ha fatto ma dovrà anche essere compreso ed apprezzato da più persone e quindi avrà caratteristiche oggettivamente comunicative: chiarezza sinteticità ed organicità.” Le Docenti Prof. Pianese e Prof. Paradisi

5. Organigramma operativo

6. Costituzione molecolare e passaggi di stato

7. La maggior parte delle proprietà dell’acqua dipendono dalla particolare struttura della sua MOLECOLA. L’acqua è una sostanza composta costituita da due atomi di idrogeno (H) e da un atomo di ossigeno(O) La formula chimica dell’acqua per tanto è H2O. Nelle molecole dell’acqua, ciascuno degli atomi di idrogeno è legato all’atomo di O2 per mezzo di un forte legame chimico. I molti milioni di molecole contenuti in una goccia d’acqua sono poi legati tra di loro da FORZE DI ATTRAZIONE di tipo elettrico. Anche se queste forze sono piuttosto deboli costituiscono un certo impedimento per l’evaporazione dell’acqua. Per tanto, se esse non esercitassero la loro azione sulla Terra non esisterebbe acqua allo stato liquido e non ci sarebbe vita.

8. L’acqua è presente sul nostro pianeta nei tre stati di aggregazione della materia. Essa si presenta allo stato liquido ma in condizioni particolari di temperatura e di pressione può passare da uno stato fisico ad un altro in particolare: L’acqua passa dallo stato liquido allo stato solido, si trasforma cioè in ghiaccio. Si ha la SOLIDIFICAZIONE; Il passaggio inverso è detto FUSIONE All’ aumentare della temperatura ambiente l’ acqua evapora trasformandosi in vapore acqueo. Si ha l’ EVAPORAZIONE; Il passaggio inverso è detto CONDENSAZIONE

9. Densità e proprietà dell’acqua

10. Gli atomi di idrogeno e di ossigeno rendono la molecola dell’ acqua un po’ speciale dal punto di vista chimico . Gli atomi di ossigeno attirano elettroni e quindi risultano elettricamente negativi, mentre gli atomi di idrogeno sono elettricamente positivi ,ragione per cui si legano tra loro creando una specie di reticolo con dei legami, detti legami idrogeno, da questi legami derivano alcune propietà dell’ acqua:

11. L’ ACQUA, ALLO STATO LIQUIDO Ha un volume proprio e quindi non è comprimibile; Assume la forma del recipiente che la contiene; Presenta deboli forze di coesione fra le molecole. • HA UN ELEVATO CALORE SPECIFICO E UN’ ALTA CAPACITÁ TERMICA: Si scalda e si raffredda lentamente, proprio per la presenza dei legami idrogeno che influiscono anche sui cambiamenti di stato. Per portare l’ acqua ad ebollizione è necessario rompere questi legami, e quindi bisogna fornire un’elvata quantità di calore. • HA UN COMPORTAMENTO ANOMALO QUANDO SOLIDIFICA: Tutte le sostanze sottoposte a riscaldamento subiscono il fenomeno della dilatazione cubica ( aumento volume).Osserviamo che per l’acqua è vero il contrario: quando ghiaccia il suo volume aumenta. • L’ACQUA HA UN SUO PESO ED ESERCITA QUINDI ANCH’ESSA UNA PRESSIONE, LA PRESSIONE IDROSTATICA: È un fenomeno importante se pensiamo alle pressioni che l’ acqua può esercitare negli abissi oceanici. Un uomo resiste a questa pressione fino a qualche decina di metri di profondità. Per profondità maggiori sono necessari sottomarini estremamente robusti. • COME UN QUALSIASI LIQUIDIO, ANCHE L’ ACQUA, SE Ĕ IN RIPOSO, MANTIENE LA SUA SUPERFICIE LIBERA SEMPRE PIANA ED ORIZZONTALE: Basti pensare alla superficie piana e orizzontale di un lago o del mare calmo.

12. Tensione superficiale e capillarità

13. Principio dei vasi comunicanti: un liquido versato in uno dei vasi si distribuisce anche negli altri raggiungendo in tutti lo stesso livello. Se in una vaschetta piena di acqua immergiamo tubi di vetro con diverso diametro ci accorgiamo che nei tubi più sottili l’acqua raggiunge un’ altezza maggiore e l’ altezza raggiunta è tanto maggiore quanto più il diametro del tubo è minore . Si tratta di un’ eccezione al principio dei vasi comunicanti ed è detto fenomeno della capillarità. Un esempio e quello del rubinetto : spesso le gocce d’ acqua sembrano restare attaccate al rubinetto stesso. Questo accade perché c’ e una forza che fa in modo che, le molecole dell’ acqua e quelle della superficie con cui l’ acqua è a contatto, si attraggono. Questa forza è chiamata forza di adesione .

14. LA FORZA DI ADESIONE • Possiamo verificare la forza di adesione con un’ altra semplice osservazione. • Riempi di acqua colorata un tubo trasparente e osserva con una lente di ingrandimento. L’ acqua , come vedi, si dispone nel tubo con un livello incurvato e più alto vicino alle pareti dove, appunto, aderisce di più per la forza di adesione delle sue molecole alle pareti del tubo. Questa incurvatura del livello dell’ acqua si chiama menisco concavo e si verifica per tutti i liquidi che, come l’acqua,bagnano il recipiente. • Si osserva un menisco diverso, menisco convesso , con le sostanze che non bagnano le pareti, ad esempio il mercurio . La forza di adesione ti spiega perché svuotando un bicchiere, vedrai che alcune gocce rimarranno attaccate al vetro. • Allo stesso modo, questo fenomeno ti spiega perché quando esci dall’ acqua dopo una bella nuotata , sul tuo corpo rimangono tante gocce d’ acqua.

15. Le leggi

16. La pressione viene definita matematicamente come rapporto fra la forza esercitata perpendicolarmente e uniformemente su una superficie e la superficie stessa. Essa può essere calcolata applicando la formula: p = f / s P= pressione F= intensità della forza tot. sulla S S= superficie I liquidi, come i solidi, hanno un loro peso e perciò esercitano una pressione sia sulle pareti dei contenitori in cui sono posti, sia sui corpi in essi immersi. La pressione esercitata dall’acqua in quiete si chiama pressione idrostatica. Nell’acqua la pressione aumenta con la profondità. Se vogliamo conoscere esattamente il valore della pressione esercitata da un liquido a una determinata profondità, ci viene in soccorso una legge fisica nota come legge di Stevin, dal nome del matematico belga che la formulò alla fine del 1500: la pressione idrostatica in un liquido, a una data profondità, è direttamente proporzionale alla profondità stessa e al peso specifico del liquido. p = ps • h P= pressione da calcolare Ps= peso specifico del liquido H= profondità

17. Nei liquidi la pressione si trasmette in tutte le direzioni . La sfera di Pascal è una boccia di metallo dotata di numerosi forellini posti in diverse posizioni. Sulla boccia è innestato uno stantuffo nel quale può scorrere un pistone. Se riempiamo la sfera d’acqua e premiamo il pistone, possiamo vedere l’acqua uscire da tutti i fori uniformemente e con una velocità tanto maggiore tanto è alta la pressione esercitata sul pistone. Quindi la pressione esercitata dal pistone si trasmette uniformemente in tutti i punti del liquido e sulle pareti del recipiente, come si dice nel principio di Pascal : la pressione che si esercita in un punto di un liquido si trasmette con uguale intensità in tutte le direzioni..

18. Il principio di Archimede e il galleggiamento I corpi immersi nell’acqua vengono spinti verso l’alto da una forza. Questa spinta, esercitata dall’acqua, si chiama spinta idrostatica. Il principio di Archimede dice: un corpo immerso in un liquido riceve da questo una spinta verso l’alto pari al peso del liquido spostato.

19. Inoltre se un corpo galleggia, la sola parte immersa sposta un volume d’acqua il cui peso è uguale al peso dell’intero corpo. In questo modo la spinta idrostatica uguaglia il peso del corpo. Il principio di Archimede vale anche per i corpi che si trovano nell’aria: i palloni sonda, utilizzati per le osservazioni meteorologiche, sono pieni di elio, un gas che ha un peso specifico minore di quello dell’aria in cui essi sono immersi. Poiché il peso complessivo del pallone è inferiore a quello dell’aria spostata, esso riceve una spinta verso l’alto superiore al suo peso e perciò s’innalza.

20. Acqua dolce e Acqua salata

22. L’acqua per essere consumata dall’ uomo deve essere potabile cioè non deve contenere microrganismi e parassiti o altre sostanze in quantità o concentrazioni tali da mettere in pericolo la salute umana e non deve superare determinati valori massimi di sostanze nocive sempre per essa. La legge impone una valutazione rimessa alle autorità sanitarie(ASL).

23. L’acqua nell’alimentazione Noi, ogni giorno, consumiamo litri e litri d’acqua per recuperare la parte di essa che perdiamo dal nostro corpo. Di essa ce ne sono molti tipi(potabilie non): - l’acqua di rubinetto - l’acqua imbottigliata - l’acqua di sorgente - l’acqua minerale naturale

24. L’acqua di rubinetto L’acqua potabile che esce dai rubinetti può essere prelevata anche da un lago, fiume o qualsiasi altro bacino a patto che venga potabilizzata, ovvero resa bevibile attraverso il trattamento di depurazione(aggiunta di composti di cloro che impediscono la proliferazione dei microbi). L’acqua imbottigliata Il contenitore massimo permesso dalla legge era di 2L. Dal 1998 si può commercializzare in bottiglie di qualsiasi capacità, con o senza trattamento. Se l’acqua non è trattata viene venduta con la denominazione di “naturale” altrimenti se subisce aggiunte di anidride carbonica è detta “frizzante”. Per poter stabilire le proprietà dell’ acqua è necessario leggere le etichette dove sono riportate le seguenti informazioni: Anidride carbonica: più il valore è alto e più l’ acqua è frizzante. pH:è un parametro che misura l’acidità dell’ acqua (>7:acqua alcalina;<7:acqua acidula; 7:acqua neutra) Residuo fisso: È il peso di tutti i minerali presenti nell’acqua. Risultati analitici : È l’elenco dei minerali espressi in ioni(dettaglio del residuo fisso). Durezza: Indicazione non obbligatoria, essa è il valore del calcare sciolto nell’acqua espresso in “gradi francesi”, più è alto più l’acqua è calcarea. Conducibilità elettrica : (o conduttività) è una controprova del residuo fisso.

25. Consumi e produzione di acque minerali

26. Acqua minerale e salute Dalla quantità e dal tipo dei minerali presenti, scritti sull’etichetta con autorizzazione del M.d.Salute, essa può avere: • Effetti diuretici; • Effetti lassativi; • Essere utile nell’alimentazione dei neonati; • Stimolare la digestione(o simili); • Altri vantaggi(purché non dicano di guarire una malattia umana).

27. Ogni minerale ha una funzione ben precisa nell’ organismo: Calcio: Serve per la formazione delle ossa e dei denti, per la coagulazione del sangue e per il buon funzionamento del cuore. Se il calcio supera i 150ml per litro si dice che è un acqua calcica. Magnesio: Aiuta a prevenire l’arteriosclerosi e favorisce un funzionamento corretto del sistema nervoso. Se il magnesio supera i 50ml per litro si dice che è un acqua magnesiaca. Zolfo: Le acque solfate sono lievemente lassative e indicate per chi soffre di colite spastica. Ferro: Serve per trasportare l’ossigeno nei tessuti. Potassio: È necessario per il buon funzionamento delle cellule. Iodio: Permette il buon funzionamento della tiroide ed il normale accrescimento corporeo. Manganese: Protegge le cellule dall’ invecchiamento ed aiuta le difese immunitarie

28. Vivere bene

29. Il ciclo dell’acqua

30. Il ciclo dell’ acqua: è il percorso che le molecole dell’ acqua compiono tra la superficie terreste e l’atmosfera.

31. Prima fase: L’evaporazione. • L’ acqua presente allo stato liquido nei fiumi, nei laghi, negli oceani e nel suolo, per effetto dell’ energia termica del sole subisce costantemente un primo cambiamento di stato: l’ evaporazione. • Quindi, parte dell’ acqua viene continuamente trasformata in vapor acqueo che va a mescolarsi con l’ area formando l’ umidità atmosferica. • Questo continuo cambiamento di stato dell’acqua liquida in vapore acqueo, e quindi questa formazione di umidità atmosferica, dipende da alcuni fattori quali: la temperatura, l’umidità, la superficie di evaporazione, il vento. Seconda fase: la condensazione. • Il vapore acqueo è destinato a subire un altro cambiamento: formatosi per evaporazione, esso umidifica e riscalda l’aria circostante che tende a salire e ad espandersi; ma, espandendosi, il vapore acqueo si raffredda e subisce quindi il fenomeno della condensazione trasformandosi nuovamente in acqua. Così si formano le nuvole che, in base all’altezza in cui si formano, hanno colore, forma e nomi diversi ( i due gruppi fondamentali sono nubi stratiformi e nubi cumuliformi). Terza fase: le precipitazioni. • Il ciclo dell’acqua, che a questo punto troviamo in forma liquida nell’atmosfera (pioggia, neve e grandine) riportano l’acqua dalle nuvole sulla superficie terrestre. • Ecco, quindi, che la quantità d’acqua sottratta alla superficie terrestre per evaporazione, vi ritorna in continuazione, mentre altra acqua evapora e il ciclo continua senza fine. Torna all’ immagine

32. L’ idrosfera

33. L’ idrosfera è il complesso di tutte le acque presenti sul nostro pianeta

34. L’acqua sotterranea

35. Esiste una grande quantità di acqua che non vediamo:l’acqua sotterranea. Una parte dell’acqua piovana che viene assorbita dal terreno filtra attraverso i suoi strati permeabili fino a raggiungere,degli strati di roccia impermeabili sui quali forma ampi depositi, le falde acquifere o falde freatiche; esse sono costituite da un deposito sotterraneo d’acqua.

36. Nei punti in cui il terreno forma degli avvallamenti, l’acqua sgorga liberamente formando una sorgente naturale. Per raggiungere la falda acquifera basta perforare con una trivella lo strato roccioso sovrastante; questi pozzi vengono chiamati pozzi artesiani.

37. L’ acqua nell’ atmosfera

38. Le nubi Le nubi si formano quando le particelle presenti nell’aria formano tanti nuclei di condensazione di varie forme e a varie altezze.

39. La pioggia La pioggia si forma quando la quantità di vapore acqueo nell’aria è elevata e la temperatura continua a diminuire. Le minuscole goccioline che costituiscono le nuvole si ingrandiscono e, divenute più pesanti, per effetto della forza di gravità, cadono a terra sotto forma di pioggia. La neve Quando, per ulteriore abbassamento di temperatura, la nuvola diventa molto fredda, le goccioline d’acqua solidificano formando cristalli e precipitano sulla Terra sotto forma di neve. La grandine La formazione della grandine è dovuta ai colpi di vento che, durante i temporali, spingono verso l’alto le gocce d’acqua di una nube. Esse, venendosi a trovare a temperature inferiori a 0°C, solidificano, formando una prima sferetta di ghiaccio. Questa cadendo all’interno della nuvola stessa, si unisce ad altre gocce d’acqua e, poi, è di nuovo trasportata in alto da forti correnti verticali; qui subisce un ulteriore raffreddamento e, di conseguenza, solidifica, formando un guscio di ghiaccio concentrico alla sferetta preesistente e così via, finché il “chicco”, a causa del peso raggiunto, cade definitivamente al suolo.

40. La nebbia La nebbia è un insieme di minutissime goccioline d’acqua che restano sospese a poca distanza dal suolo. La brina La brina è un insieme di cristalli di ghiaccio che ricopre i corpi e si forma nelle stagiono fredde, quando la temperatura scende al di sotto di 0°C e, pertanto, il vapore acqueo atmosferico passa direttamente allo stato solido. La rugiada La rugiada si forma se il vapore acqueo condensa vicino al suolo, per contatto con superfici fredde (sassi, erba, rami), nelle notti serene primaverili e autunnali.

41. Il mare

42. L’origine di mari e oceani In origine la terra era una nuvola di polvere e gas incandescenti. Quando cominciò a raffreddarsi la sua superficie, circondata da nuvole di vapore acqueo si solidificò. Il vapore si condensò e iniziò a piovere: nelle conche della crosta terrestre si formano così mari e oceani. Entrambi sono distese d’acqua salata. Gli oceani separano i continenti, e i mari sono spesso uniti a loro o fra se stessi.

43. Il fondo dei mari e oceani Il fondo di oceani e mari è costituito di catene montuose, vulcani, valli e abissi. La crosta continentale è collegata a quella oceanica da una piattaforma: una fascia di roccia che circonda tutti i continenti. Il fondo marino compie poi un gran salto con la scarpata continentale, molto profonda: qui comincia la piana abissale dove si trovano i vulcani, le fosse e le dorsali oceaniche, lunghe catene montuose da cui fuoriesce il magma. Ogni dorsale oceanica corrisponde ai bordi di due placche tettoniche.

44. Il moto ondoso Le onde sono provocate dal vento che soffia su mari e oceani: più il vento è intenso, più le onde sono alte . L’acqua immagazzina l’energia del vento e la trasmette all’area circostante propagando il movimento ondoso, anche senza vento. L’ altezza di un onda si misura dal suo punto più elevato alla superficie alla superficie del mare. Più le onde si allontano dalla loro origine più la loro altezza diminuisce. Sotto i 200 m dalla superficie il moto ondoso non si avverte più.

45. Le maree Sono movimenti periodici del livello del mare che si susseguono con ritmi piuttosto regolari e si regola con i cicli lunari.

46. Laghi, fiumi e ghiacciai

47. I fiumi sono acque correnti che hanno la loro origine da sorgenti sotterranee, da ghiacciai o da laghi. La quantità d’acqua trasportata, che viene definita portata del fiume, dipende da tipo di origine, dall’abbondanza e dalla regolarità delle precipitazioni, dalla quantità di torrenti e di altri fiumi che vi confluiscono.

48. I laghi sono bacini chiusi colmi di acqua dolce che proviene da sorgenti sotterranee o da depositi acqua piovana o, più frequentemente, da un fiume chiamato immissario (in molti casi esiste anche un fiume che esce dal lago, l’emissario).

49. I ghiacciai si formano oltre il limite delle nevi perenni , dove la neve, che cade al suolo nei mesi invernali e si scioglie solo in parte durante l’estate. Nei ghiacciai si possono riconoscere due parti principali: il bacino collettore e il bacino di ablazione. Il bacino collettore è una conca circolare con il fondo leggermente inclinato, dove si accumula la neve delle precipitazioni e quella proveniente sotto forma di valanga. Il bacino collettore si estende di sotto al di sotto del limite delle nevi perenni nel bacino ablatore: i ghiacci, per effetto della forza di gravità, tendono a scivolare verso valle in forma di lingue che terminano con un fronte da cui fuoriescono le acque di fusione.

50. L’ acqua non si spreca