Tensione Superficiale
Gli esperimenti che avvengono in classe suscitano la curiosità degli alunni e spingono l’insegnante a fare approfondimenti che li stupiscono ancora di più.
Ho posto una domanda: "Quando qualcosa di pieno si può dire veramente pieno?"
Abbiamo riempito un bicchiere di acqua fino all’orlo, poi con una pipetta (o un contagocce) abbiamo aggiunto tantissime gocce di acqua e con stupore ci siamo accorti che non traboccava, anzi accovacciandoci e vedendo il bicchiere dal basso si notava una piccola cupola di acqua.
La spiegazione è che a causa della forte tensione superficiale, questo liquido può ammucchiarsi al di sopra del bordo del bicchiere senza traboccare.
Questa proprietà dell’acqua è la conseguenza dell’azione della forza di coesione tra le molecole; mentre le molecole all’interno sono attratte da tutte le parti le molecole invece poste in superficie sono attratte solo dalle molecole sottostanti e vengono richiamate verso il basso.
La tensione superficiale fa sembrare i liquidi racchiusi da una membrana elastica, basta pensare alle gocce e al modo in cui si formano.
Per verificare ulteriormente la tensione superficiale dell’acqua abbiamo poggiato delicatamente sul “pelo dell’acqua” una graffetta, che essendo molto più densa dell’acqua dovrebbe affondare, ma abbiamo notato che era invece come sostenuta da una pellicola invisibile che si chiama appunto tensione, provocata dalle forze di coesione tra le molecole.
Mettendo una goccia di sapone su uno stecchino e avvicinandolo alla graffetta, questa si muove come una barchetta! Il sapone infatti è un tensioattivo significa che è attivo sulla tensione superficiale facendo sciogliere i legami tra le molecole.
A questo punto abbiamo spruzzato del borotalco, sulla superficie di una bacinella piena di acqua, ho detto ai bambini di infilare il dito che precedentemente era stato spalmato da gocce di sapone.
Infilando il dito e ritirandolo, rimaneva un evidentissimo e netto buco sulla superficie. Anche in questo caso il sapone ha separato le forze di coesione facendo precipitare il borotalco a fondo.
Nel mondo naturale si trovano molti animali che sfruttano le proprietà della tensione superficiale. Tutti i gerridi; le idrometre, le zanzare e altre specie di insetti sono molto leggeri e riescono a camminare sull’acqua sfruttando la tensione superficiale.
L’idrometra si sposta sul terreno bagnato e sulle foglie che affiorano dalle piante acquatiche, ma cammina anche sul pelo dell’acqua con notevole lentezza: da questa sua capacità deriva il nome, idrometra significa appunto “misuratore dell’acqua”.
(vedi la scheda-ricerca fatta dagli alunni)
L’argyroneta acquatica o ragno palombaro vive in acqua ma dovendo comunque respirare l’aria e non avendo lo scafandro dei palombari, per avere l’ossigeno crea la sua tela a forma di campana, sulla superficie dell’acqua e la fissa ad una pianta; poi utilizzando i peli dell’addome trasporta dalla superficie delle piccole quantità di aria che poi rilascia nella tela in modo da crearsi una tana.
Non sono frequenti aggiunte di aria perché la struttura della tela permette grazie alla pressione osmotica uno scambio di gas con l’acqua circostante. Questa riserva di aria gli permette di rimanere a lungo sott’acqua dove attende il passaggio delle prede.
Quando la preda si impiglia nella ragnatela il ragno la cattura e se la porta nella bolla per mangiarsela.
Ho mostrato agli alunni il video del ragno palombaro, che ha fatto entrare nella sua stanza da pranzo, rappresentata dalla bolla di aria, una grossa preda, per mangiarsela tranquillamente.
(vedi la scheda-ricerca fatta dagli alunni)
A questo punto dopo aver visto lo stupore dipingersi sui volti dei bambini ho proposto di uscire in cortile per fare delle bolle di sapone e provare a far entrare dentro la bolla il loro stesso dito, per cercare di imitare il ragno che faceva entrare nella bolla la sua preda senza farla scoppiare.
A questo punto penso di poter dire che la lezione è perfettamente riuscita, gli alunni si sono davvero divertiti! (... e per ricompensarli della at..ten(s)ione ho permesso di sbizzarrirsi con la tensione superficiale che permette la formazione delle bolle di sapone!).
