Podem trencar (esmicolar) l’aigua, l’aire, una galeta, un metall, un cabell…?

<strong>Podem trencar (esmicolar) l’aigua, l’aire, una galeta, un metall, un cabell…?</strong>
Teresa Pigrau, Neus Sanmartí. 
Quin podria ser el tros de galeta més petit que podríem aconseguir?

Els infants, des de ben petits, tenen l’experiència de trencar (esmicolar, separar…), en parts molt petites, objectes sòlids. Pensen en una galeta i poden comprovar com d’un tros en poden fer d’altres més petits, i d’un d’aquests trossos encara en poden fer molts més. El repte que els plantejarem és fer servir la imaginació i pensar quin podria ser el tros de galeta més petit que podrien aconseguir, i arribar a concloure que seria tan petit que no el podríem veure.

Font: Victòria Carbó. Escola Coves d’en Cimany. 1r
Es pot trencar igual la fusta? i el ferro?

També es pot pensar en trencar la fusta (i obtenir serradures i, fins i tot, pols). Més difícil és imaginar el ferro format per petites parts. Tot i així, podem obtenir llimadures de ferro o ferro en pols i fer-nos preguntes similars a les plantejades amb la galeta. I en conseqüència, començar a imaginar que en el cas del ferro, com costa trencar-lo, les parts han d’estar fortament unides.

Pots imaginar l'aigua formada per parts molt petites?

En el cas dels líquids, per exemple l’aigua, quan plantegem a l’alumnat si també la podem imaginar formada per parts molt petites tot i que la veiem contínua, a vegades proposen trencar-la en petites gotes i en impulsar amb la boca un glop d’aigua. El repte torna a ser plantejar que els infants s’imaginin fins com de petites poden ser les parts d’aigua.

Font: Escola Coves d’en Cimany, CI
Els alumnes es representen les parts dins d’una gota d’aigua, unes grans formades per moltes parts i unes més petites. Font: Andres Acher 2nP
Com és que l'aigua travessa un paper de filtre?

Una pregunta que promou que els infants pensin en que l’aigua ha d’estar formada per partícules molt petites és la de: “Com és que l’aigua travessa un paper de filtre?” i observar amb un microscopi o imaginar que el paper té uns forats molt petits per tal que les parts d’aigua puguin passar a través d’ells.  

Què passarà si posem una petita gota d'oli damunt d'un paper de filtre?

Una altra experiència consisteix en posar una petita gota d’oli damunt d’un paper de filtre i observar que pot arribar a ocupar una superfície força gran, fet que es pot explicar si imaginem que les partícules d’oli s’expandeixen sobre la superfície del paper (que no vol dir que es facin més grans).

Qui passarà si posem una gota de colorant a l'aigua i l'anem diluint?

I encara una altra experiència pot ser la de posar una gota de colorant a l’aigua, i anar-la diluint tot comprovant que es percep el color cada vegada menys intens, és a dir, que les partícules de la gota s’han anat separant, i que tot i disminuir-ne la quantitat, es pot reconèixer que n’hi ha. 

Com podem trencar l'aire?

I pel que fa a l’aire (o els gasos en general) la pregunta és “com podem ‘trencar l’aire?” Sovint els mateixos infants fan propostes i una d’habitual és la de fer-ho utilitzant un globus. 

Font: Victòria Carbó. Escola Coves d’en Cimany, CI; David Vilalta. Escola Dovella, CM
Com és que notem l'olor d'una petita gota de perfum des de molt lluny?

També amb la boca podem expulsar petits glops d’aire, o plantejar com és que notem l’olor d’una petita gota de perfum des de molt lluny. 

Alumnes intentant trobar d’on prové l’olor que perceben (Teresa Pigrau, Escola Coves d’en Cimany, CS)

Els materials estan formats per partícules

Els materials estan formats per partícules

Teresa Pigrau i Neus Sanmartí

Idees per construir

Les idees bàsiques per treballar juntament amb les idees habituals de l'alumnat per revisar

Bones preguntes i activitats per avançar
Idees per construir

La matèria la percebem com contínua i per explicar les seves propietats i canvis ens l’hem d’imaginar discontínua, formada per ‘parts’ o partícules. Ens cal pensar en com són aquestes partícules, quantes n’hi ha, com s’ordenen i es reparteixen, com s’uneixen entre elles, com es mouen… No cal que en les primeres etapes els infants sàpiguen la diferència entre un àtom, una molècula o un ió, ja que n’hi ha prou que es representin que allò que veuen com a continu, està format per partícules (i els més petits poden parlar de ‘parts’).

Si desitgeu ampliar informació podeu consultar la web Petits Talents Científics, de la Fundació catalana per a la recerca i la innovació

Clica per accedir a la web Petits Talents Científics.

Aquestes partícules (o parts) es caracteritzen perquè:

No es poden veure

Són moltíssimes i molt, molt petites. No es poden veure i per tant, les imaginem i a partir d’elles podem explicar les propietats i canvis que observem en els materials.

Estan unides per forces

Estan unides entre elles per forces que poden ser més o menys fortes. Si són fortes, serà més difícil ratllar el material (i per tant, serà més dur).

Canvis físics o febles

En un canvi feble o físic el nombre de partícules és el mateix abans i després del canvi.

Es distribueixen de forma ordenada o desordenada

Estan distribuïdes a l’espai, bé de forma ordenada formant cristalls o bé de forma desordenada més o menys a l’atzar en el cas dels sòlids amorfs, dels líquids i dels gasos. En el cas del plàstics i les fibres dels teixits formen llargues cadenes i, per tant, es poden doblegar i fer fils, però costa trencar aquestes cadenes.

Es mouen

Com més calent està un material (més temperatura), més es mouen les seves partícules. Per tant, en un sòlid es mouen poc i les partícules estaran més juntes que en un líquid. I en un gas, com es mouen molt ràpidament, la unió entre elles és més dèbil i ocupen tot l’espai del lloc o recipient on estan.

Canvis químics

En un canvi químic els àtoms (les partícules que formen les substàncies) es conserven, però es reordenen (quan interaccionen entre elles), donant lloc a noves partícules (molècules...). En aquest cas, el nombre de molècules inicials i finals no sempre és el mateix.

Un material és, doncs, un sistema format per ‘parts’ -partícules, àtoms, molècules, ions…- que interaccionen entre elles de forma que les propietats no són de les partícules sinó del conjunt (l’àtom no és ‘dur’, sinó que el material és dur com a resultat de la manera com interaccionen les seves ‘parts’). Unes propietats i canvis es poden explicar només imaginant ‘partícules’ però en d’altres es necessita pensar en parts més petites (subnivells): àtoms, electrons, quarks… Per exemple, el canvi d’estat es pot explicar amb la idea de partícula, però per entendre la combustió del carbó necessitem parlar dels àtoms i per explicar la conductivitat elèctrica d’un material, imaginar els electrons que és una part de l’àtom. 

Una idea important a construir en l’etapa de primària és la de que un mateix material el podem trobar en diferents estats (per ex. gel, aigua líquida i vapor d’aigua) en funció de com estan distribuïdes a l’espai les seves partícules, com interaccionen entre elles i com es mouen. Tradicionalment es parla només dels estats sòlid, líquid i gas, però n’hi ha també un quart, el plasma, quan el material està a molt alta temperatura.

Materials no classificables en els estats de sòlid, líquid o gas (carn, gelatina, LCD).

Alguns materials diem que estan entre l’ordre i el desordre i, per exemple, tot i que la carn ens sembla que és un sòlid, la podem pessigar, i parlem de ‘cristalls líquids’ –utilitzats a les pantalles de televisors LCD (Liquid Cristal Display)-. En aquests casos no podem identificar els materials ni com a sòlids ni com a líquids. 

Carbó i diamant: una mateixa substància, el carboni, amb les partícules desordenades (amorf) i ordenades (cristall).

 Tot i així, la majoria dels materials que utilitzem diàriament són difícilment classificables segons aquests estats. Per exemple, utilitzem molts gels (flams, gelatina, detergents…), que no es poden identificar ni com a sòlids ni com a líquids. Sense deixar de banda aquesta classificació, segurament interessa ‘jugar’ també amb la idea de materials formats per partícules ordenades o desordenades. Els materials que en diem ordenats, que donen lloc a cristalls, els podem imaginar formats per partícules situades en un cert ordre -sal, sucre, diamant…-, mentre que en els que en diem desordenats –sòlids amorfs, líquids i gasos-, les partícules es distribueixen més a l’atzar. És el cas del vidre, del carbó o de l’aire. 

Diferents accions ajuden a construir  els conceptes associats als diferents estats i a imaginar la seva estructura. Per exemple, en relació a l’estat sòlid: agafar, trencar, esmicolar, trossejarVessar i transferir per als líquids. Els gasos són els més difícils de conceptualitzar pels infants atès que, com no es veuen, creuen que no hi són o que no tenen massa (no pesen) i no són ‘matèria’. Bufar i aspirar són les accions que més ajuden a la construcció del concepte de gas. També la idea que s’expandeixen (un perfum el notem des d’una part de l’habitació a una altra) i que es poden comprimir. 

Bones preguntes i activitats per avançar

Altres preguntes per aprofundir en les propietats dels materials

Altres preguntes per aprofundir en les propietats dels materials
Teresa Pigrau. Neus Sanmartí. 
Per descriure materials

Com és?

Quines sensacions tens (què es nota) al fer una acció?

Quina propietat identifiquem quan fem sevir un determinat instrument?

Què passa quan apropem un imant al ferro? I a la fusta?

Com notem que hi ha aire al nostre voltant?

La llum és matèria, ‘pesa’ (té massa)?. I la calor? I l’aire? I l’aigua? ….

Quina diferència hi ha entre un cristall i un vidre?

El ferro és gris o està pintat de gris?

Per identificar materials

Com saber si és ferro o alumini?

Si té un determinat olor, gust, color…, podem saber quin material és?

Si té una determinada forma, grandària…, podem saber quin material és?

Com podem comprovar si l’aigua té la mateixa densitat que l’oli?

Com expliquem que un material s’enfonsi i, en canvi, suri un objecte fet del mateix material?

Com podem diferenciar la sal i el sucre, sense provar-los?

Quines propietats de l’aigua la fan tan útil per rentar i per què?

 Per què utilitzem cables de coure perquè circuli el corrent elèctric i no fils de plàstic?

Com podríem comprovar si tots els sòls són igualment permeables (filtren l’aigua)?

Per agrupar/classificar materials

Tal i tal material tenen el mateix … (propietat)? Com ho podem saber?

Entre diferents materials, quin és el que és més… (propietat)? Com ho poden comprovar?

En què s’assemblen el ferro i la fusta, l’aigua i l’oli, els diferents tipus de plàstic…? En què es diferencien? 

L’aigua, el gel i el vapor són el mateix material (substància) o són diferents? Com ho podem saber?

Per usos dels materials

Tal i tal material tenen el mateix … (propietat)? Com ho podem saber?

Per què utilitzem vidres per les finestres?

Quins objectes diferents es poden fer amb fusta, ferro, plàstic, ‘goma’…? 

Quines propietats té la fusta, el ferro, el plàstic, la ‘goma’… que les fa tan útils per fabricar aquest objecte? Ens podem imaginar un ganivet de plastilina, una sabata de ‘pedra’… ?

Per què els plàstics són uns materials tan útils? Quines propietats els fan útils i quines no? 

Què pesa més, 1kg de palla o 1kg de ferro?

<strong>Què pesa més, 1kg de palla o 1kg de ferro?</strong>
Teresa Pigrau. Neus Sanmartí. 

Una altra propietat que és important experimentar és la densitat. La massa i el volum són propietats generals, però la densitat, que és la relació entre massa i volum, és característica de cada substància pura. Com per explicar-la es necessita relacionar dues variables i, a més, tenir present que el valor és directament proporcional a la massa (a igualtat de volum, a més massa, més densitat) i, en canvi, inversament proporcional al volum (a igualtat de massa, a més volum, menys densitat), és un concepte difícil d’aprendre. 

A més, hi ha un problema relacionat amb com se’n parla en el llenguatge quotidià. D’una banda, utilitzem com a sinònim de massa la paraula pes, i de l’altra, associem l’expressió ‘més dens’ a la de ‘pesar més’. Com sovint es comença a aprendre sobre la densitat directament a nivell abstracte -aplicant la fórmula- sense ajudar a construir el concepte, la majoria de nois i noies no l’acaben d’entendre, ni saber utilitzar-lo per interpretar fets de la vida quotidiana. 

Tanmateix, podem començar a construir-lo a l’escola infantil. Podem jugar a reconèixer que hi ha materials que suren a l’aigua i d’altres que s’enfonsen. La primera explicació que donen és que els que s’enfonsen pesen més, i es pot qüestionar comparant dos objectes que pesen el mateix i, en canvi, un s’enfonsa i l’altre no. Serà el moment d’introduir noves ‘maneres de parlar’, i pensar en com expressar la propietat: el ferro és més pesant o dens que la fusta o, viceversa, la fusta és més lleugera o menys densa que el ferro. 

Experimentar amb la densitat

Els infants poden experimentar amb la densitat introduint objectes construïts amb materials diversos que tinguin el mateix volum (ideals són boles), i comprovar en quins líquids s’enfonsen i en quins no. 

Per exemple, a la imatge es veu com na llauna de la beguda amb sucre s’enfonsa a l’aigua. En canvi una que no té sucre sura perquè és menys densa. La imatge prové  d’aquest vídeo. 

Barrejar líquids de diferents densitats

O es poden barrejar líquids de diferents densitats. Vegeu el vídeo Juguem amb la densitat dels líquids (Recerca en Acció). 

Font: IESEB. Cuina I ciència.
Surar en funció de la densitat del líquid

 I més complex és comprovar que segons la densitat dels líquids i de les boles, aquestes  s’enfonsen més o menys. 

Es pot observar que un mateix objecte sura o no sura depenent de la densitat del líquid on l’introduïm. Per exemple, si a l’aigua hi afegim sal, la densitat de la dissolució és més gran, i com més sal hi posem, més densa. Per tant, que un objecte s’enfonsi o no, depèn de la relació entre la densitat del líquid i de l’objecte.

Font imatge: Biblioteques de Granollers.
L'ou que sura. Experimentet amb la densitat de l'aigua salada. Foto: Carmen Bermudo.
Com influeixen les forces?
Tresor de Recursos. Aprenent a explicar amb forces.

Una altra variable que tenir en compte amb surar o enfonsar-se és la forma de l’objecte. Tots sabem que un vaixell construït amb ferro sura, mentre que si tinguéssim compactat tot el material del que està fet, aquest s’enfonsaria. En aquest cas, per explicar el fenomen necessitem pensar en les forces que actuen. 

Consulteu aquest article per més informació: 
Garrido Espeja, Anna; Couso Lagarón, Digna. «Proposta i anàlisi d’una formació inicial de mestres de primària innovadora en ciències». Revista del Congrés Internacional de Docència Universitària i Innovació (CIDUI), 2016, Núm. 3.  Disponible a la revista digital racó. cat. 

Com influeix la forma?
La Barcassa. Escola Banús. 2nP.

En aquest vídeo  de Tresor de Recursos es descriu com infants de 2n de primària (Escola Banús) avaluen l’informe de la recerca que han fet sobre els cossos que suren i els que s’enfonsen, tenint en compte la seva forma. 

L’aire, aquest desconegut

L’aire, aquest desconegut
Teresa Pigrau. Neus Sanmartí. 

Unes endevinalles poden ser un desencadenat per parlar i pensar en l’aire i les seves propietats. Font de l’enllaç: M. Cervel. Xtec.cat. 

Segur que ningú m’ha vist

Tot i que toco a tothom;

Sense boca faig xiulets,

Sense ales volo pel món.

Per més que et toqui la cara
tu no em veus ni poc ni gens.
Si m’enfado xisclo i xiulo
i no tinc ni boca ni dents
però sense saber solfa
faig sonar molts instruments.

Comprovem propietats generals que ens permeten deduir que l’aire és un material, al mateix temps que reconeixem propietats dels gasos.

L'aire pesa

Es pot comprovar comparant la massa d’un globus buit i d’un ple d’aire.

Font: Escola Les Palmeres (Santa Coloma de Gramenet), 4tP.
L'aire es pot comprimir

El volum disminueix quan s’exerceix una força en un recipient tancat (per exemple, prement l’èmbol d’una xeringa plena d’aire).

Font: Escola Coves d’en Cimany, Victòria Carbó, CI.
L'aire ocupa un espai

L’aire que hi ha dins del vas impedeix que pugi l’aigua i mulli el paper.

Font: Escola Les Palmeres. (Santa Coloma de Gramenet), 4tP.
Com és que no podem inflar el globus dins de l’ampolla?
Font: Escola Coves d'en Cimany, Victòria Carbó. 2nP.
L'aire es dilata

Quan s’escalfa l’aire augmenta de volum. Una idea alternativa a revisar és la creença que les partícules són les que es dilaten i en canvi, ens cal imaginar que degut a l’energia que es transfereix a la substància, les partícules es mouen a més velocitat i es separen. 

Font: Conxita Márquez
Font: Escola Les Palmeres (Santa Coloma de Gramenet), 4tP
Resumim les propietats de l'aire

Les propietats observades les podem recollir a partir de les respostes dels infants a la pregunta: “Com podem dir que l’aire hi és si no el podem veure”.

Font: Escola Coves d’en Cimany. Victòria Carbó, CI.

I també resumir-les en un mapa conceptual:

Font: Escola Les Palmeres (Santa Coloma de Gramenet), 4tP

Què és allò que té una ‘pell’ dura, que pot fer ‘desaparèixer’ una muntanya de sucre, que pot mantenir freds els elefants i que pot trencar còdols gegants?

<strong><em>Què és allò que té una ‘pell’ dura, que pot fer ‘desaparèixer’ una muntanya de sucre, que pot mantenir freds els elefants i que pot trencar còdols gegants?</em></strong>
Teresa Pigrau. Neus Sanmartí

Una endevinalla com la que recull aquesta pregunta desperta l’interès de l’alumnat per trobar la resposta. A partir d’ella es pot experimentar i conversar al voltant de 4 propietats-clau de l’aigua, que fan que sigui tan diferent d’altres líquids i possibiliti la vida a la Terra: tensió superficial alta, molt bon solvent, calor específica alta i densitat anòmala entre 0ºC-4ºC.

L'aigua té una pell molt dura
L'aigua pot fer desaparèixer una muntanya de sucre
L'aigua pot mantenir freds els elefants?
L'aigua pot trencar còdols gegants?
L'aigua té una pell molt dura
Font: Museu de les Aigües. Dani Jiménez.

Una experiència prototípica per identificar la propietat de la tensió superficial, és la de posar un clip (o pólvores de talc -més fàcil-) sobre la superfície d’aigua, i comprovar que no s’enfonsa. Una vegada observat el fenomen afegim una gota de detergent i observem com el clip o clips s’enfonsen. També es pot disminuir la tensió superficial a partir d’escalfar l’aigua. En canvi, si afegim sucre, augmenta. És important que abans de fer cada pas de l’experiment els infants prediguin què creuen que passarà, i després contrastin la seva predicció amb l’observació i explicitin perquè creuen que passa.

Per explicar el fenomen necessitem imaginar la matèria formada per parts, molt petites, que s’atreuen entre elles en totes direccions. Tanmateix, les partícules de la superfície, com no n’hi ha d’altres per dalt, s’atreuen entre elles, horitzontalment, i formen com una membrana.

Algunes preguntes interessants que ens podem fer i ens ajudem a pensar en les conseqüències ambientals al contaminar l’aigua són: 

  • Quina relació podem establir entre el que mostra la fotografia del sabater sobre l’aigua i l’experiment que hem fet?
  • Si a l’aigua dels rius s’hi han abocat molts detergents i sabons, què creieu que els passarà als sabaters?
  • D’on provenen els detergents que porten molts rius?
  • Què hauríem de fer per evitar que l’aigua dels rius tingui molts detergents?

Una explicació del fenomen es pot trobar al vídeo següent de Dani Jiménez, del Museu de les aigües. 

L'aigua pot fer desaparèixer una muntanya de sucre

En aquest cas l’experiència per comprovar-ho serà dissoldre sucre (solut) en aigua (dissolvent)  i afegir-ne fins que ja no es dissolgui (quedi saturada). En aquest moment, podem escalfar la dissolució que ja tenim i comprovar que ara podem dissoldre més sucre. Una observació a destacar és que les dissolucions líquides i gasoses són transparents (encara que siguin acolorides), i podem veure objectes a través d’elles. 

Recordem la importància de preguntar-nos sempre que fem experiments: Què tenim?, Què fem?, Què creiem que passarà?, Què passa? i, Com és que passa?

Per explicar-ho, de nou ens hem d’imaginar l’aigua i el sucre formats per partícules. Al introduir cristalls de sucre, les partícules d’aigua atreuen les de sucre amb una forçà més gran que no pas la que manté unides les de sucre, i aquestes es separen i reparteixen per l’aigua. Com són tan petites, no s’observen a ull nu (ni amb un microscopi) i la dissolució és transparent, però podem notar el seu gust.

Algunes preguntes interessants que ens podem fer són: Com pot ser que a vegades veiem els rius nets però en canvi estan contaminats? Com hem d’actuar perquè no contaminem l’aigua? Com pot afectar l’augment de la temperatura de l’aigua del mar i dels rius pel canvi climàtic, a l’increment de la contaminació per substàncies que s’aboquen? 

Font: Chemistrytalk. 

L'aigua pot mantenir freds els elefants?

Per experimentar al voltant de la calor específica partim del que ja coneixen els infants, com és que els elefants, quan tenen calor, es refresquen amb l’aigua del riu i mouen les orelles com si fossin ventalls.

Per generar una primera explicació, poden experimentar la sensació que es nota quan amb un pinzell s’estén una capa fina d’aigua sobre la mà i es bufa al damunt. També es pot comparar si quan es posa oli és diferent, i es pot parlar de si són sensacions de fred, calor, humitat, dolor… 

L’explicació no és fàcil perquè hem de pensar que perquè l’aigua s’evapori, necessita que es transfereixi calor del cos a l’aigua (per canviar d’estat líquid a gas), i quan passa, el nostre cos envia al cervell la informació que està perdent energia (i d’aquí la sensació de frescor). 

El mateix passa quan utilitzem un ventilador per refrescar-nos: 

  • Quan suem eliminem aigua que s’evapora i l’aire dels voltants de la nostra pell es satura.
  • El ventilador mou aquest aire i fa que el que està ara en contacte amb la nostra pell admeti més vapor d’aigua.
  • Aquest vapor es forma quan es transfereix energia del cos a l’aigua de la suor i experimentem la sensació de ‘fred’ (es repeteix el fenomen que observem quan posem aigua sobre la mà). 

I com és que notem aquesta frescor en el cas de l’aigua i no de l’oli? L’explicació és per la propietat de la calor específica, és a dir la quantitat d’energia que es necessita per evaporar un gram de cada substància. L’aigua és una de les substàncies que té una calor específica més alta, i per tant, quan s’evapora absorbeix molta més energia que d’altres. Per aquest motiu s’utilitza com a refrigerant.

Entendre aquest fenomen possibilita respondre a la pregunta inicial en relació als elefants i com és que mouen les seves orelles quan tenen calor. També a la de “Com és que quan tenim calor fem servir un vano?” o “Com és que la temperatura ambient dels pobles de la costa a l’estiu és més baixa que als del interior (i a l’hivern a la inversa)? -i per respondre ens caldrà pensar en que l’aigua del mar, a l’escalfar-se, necessita absorbir energia i, viceversa, quan l’ambient es fred, transfereix la molta energia que ha acumulat i així s’escalfa l’ambient-. Altres preguntes poden ser: “Com és que necessitem molt més temps per escalfar 1 litre d’aigua que 1 litre de l’oli? “I com és que en una paella, si el mànec és de ferro, ens cremem fàcilment”

L'aigua pot trencar còdols gegants?
Font imatge: Wikipedia.

Ens podem preguntar si és perillós congelar l’aigua o, com es possible que a la muntanya es trenquin roques de grans dimensions. Pot ser que alguns infants hagin passat per l’experiència de veure com una ampolla plena d’aigua (o de cava) posada al congelador es trenca. 

Aquestes preguntes i observacions poden ser un bon punt de partida per parlar d’una altra propietat de l’aigua sorprenent, com és la de que té una dilatació anòmala entre 0ºC i 4ºC, és dir, mentre totes les substàncies, sempre que es refreden, disminueix el seu volum, en el cas de l’aigua, entre aquestes temperatures augmenta. Per això, l’aigua que penetra en l’escletxa d’una roca o que omple una ampolla, a l’augmentar de volum exerceix una força que provoca els trencaments.

Un experiment per comprovar aquest canvi de volum és el relacionat amb fer un gelat:

Necessitem: vas de precipitats, suc de fruites, tub d’assaig, termòmetre, broquetes de fusta, sal, gel, retolador.

Procediment: En un pot alt preparem una mescla de gel triturat i sal i mesurem la temperatura (la finalitat és aconseguir temperatures per sota de 0ºC, però també podem utilitzar un congelador). Després posem en el tub d’assaig aigua o un suc de fruites i marquem amb el retolador fins on arriba el líquid, i mesureu la temperatura. Finalment, posem al mig del tub un pinxo de fusta. Ho introduïm al mig del recipient entre la mescla de gel i sal. Quan es congela el líquid, comprovem els canvis en el seu volum (a partir d’aquest experiment l’alumnat pot fabricar un gelat introduint una broqueta dins del tub d’assaig).

Font imatge: Storyofsnow

Per explicar el fenomen hem d’imaginar de nou com és l’aigua per dins, formada per partícules o parts molt petites. Al refredar-se, les partícules es mouen a menys velocitat i s’apropen, i per això el volum disminueix. Però, en el cas de l’aigua, al congelar-se es reorganitzen deixant un espai buit al mig (recordem que si mirem un i per això, en un primer moment, entre el 4C i 0ºC, el volum augmenta. A l’augmentar el volum, com la massa és la mateixa, la densitat disminueix i per això, el gel sura damunt l’aigua líquida.

Algunes preguntes interessants que ens podem fer són: “Com és que quan es congela l’aigua d’un llac o riu, el gel queda a la superfície i a sota continua sent aigua líquida i està més calenta que el gel?” (aquest pregunta ens permet pensar en com s’explica que la vida en oceans i mars on la temperatura ambient és molt baixa).

Una altra pregunta que ens podem plantejar quan fem l’experiment de fabricar el gelat afegint sal al gel, és la de com és que afegim sal a les carreteres per aconseguir fondre el gel, si la temperatura de congelació de la dissolució és molt més baixa?

Hem de recordar que quan es té una dissolució de substàncies en aigua les temperatures a la que es produeixen els canvis d’estat varien (és més baix el punt de congelació i més alt el d’ebullició). Una explicació la podem trobar a Centpeus.

Afegim sal a la neu amb enfocament STEAM per a primària

Clica sobre la Imatge per accedir a l’article

Per saber-ne més cliqueu a: Watercourse (Organization)Western Regional Environmental Education Council. (1996). Project WET: curriculum & activity guide. Houston, Tex. : Western Regional Environmental Education Council.

Com és que l’aigua renta la roba?

Com és que l’aigua renta la roba?
Teresa Pigrau. Neus Sanmartí. 

Tots les persones sabem que utilitzem l’aigua per rentar la roba, però poques ens fem la pregunta sobre quines són les  propietats que fan que sigui un líquid idoni per a la neteja de teixits i d’altres objectes. 

Quan plantegem aquesta pregunta a criatures de 8 i 9 anys, donen moltes respostes diverses, i en bona part ja intueixen quines són les propietats significatives

Perquè l’aigua s’emporta la sorra, la terra o el fang. Per això quan hẻm acabat, l’aigua està bruta. 

Renta perquè l’aigua és neta. Perquè mulla. 

Perquè té clor. Perquè li fiquen desinfectants. 

Per què fem servir aigua per rentar? (Xarxa sistèmica)

Taula: Xarxa sistèmica: Anàlisi de les respostes de criatures (3r i 4t) a la pregunta: Per què fem servir l’aigua per rentar?

Per ampliar informació, consulteu: Pujol, R.M., & Sanmartí, N. (1992). Barcelona i l’aigua. Ajuntament de Barcelona.

Serà important que la conversa posterior, o quan observem amb més detall l’acció de ‘rentar’, recollim les propietats que ja intueixen i les ampliem donant-hi significat i parlant-ne ‘científicament’. Per exemple, relacionar “s’emporta la brutícia” amb el fet que l’aigua és un bon dissolvent, o el fet de que “mulla”, amb la de la tensió superficial. La de l’aigua és elevada i precisament, li afegim sabó perquè disminueix el seu valor i així ‘mulla més’ (veure l’experiència sobre la ‘pell dura de l’aigua’). 

Com decidir quins materials utilitzar per construir una casa?

Com decidir quins materials utilitzar per construir una casa?

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí.

 Per tal d’experimentar que per fabricar un objecte sovint necessitem materials diferents en funció de les seves propietats, es pot estimular que els infants en construeixin i que hagin de decidir quins utilitzen, aprofundint en les raons pels quals es seleccionen. Es pot pensar en instruments d’ús quotidià o lúdic, com un raspall de dents o una joguina, i plantejar-se de què estan fets, per què, i si igualment serien útils o funcionarien si estiguessin fets d’altres materials.

1

 Establir relacions entre materials i els seus usos es pot fer des de ben petits. Per exemple, nens i nenes de P3 ja es plantegen quins materials necessiten per construir una casa per representar el conte “La Rínxol d’or i els tres óssos”  per representar-lo a l’escola

2 vermell

Escullen una capsa ben gran, que serà la ‘casa’ i a partir d’ella van incorporant elements per transformar-la en un possible habitatge pels tres óssos. Pensen que haurà de tenir finestres, cadires, llits…, i se’ls demana que portin materials que tinguin a casa seva  i puguin ser útils amb aquestes finalitats. 

 

3 vermell

Primer es pregunten quins materials poden utilitzar per fer les finestres. Es plantegen quines propietats han de tenir. Per exemple: els vidres han de ser transparents, no han de deixar passar l’aigua quan plou, i experimenten quins dels materials que tenen poden ser més idonis.

I després de conversar, n’escullen un i justifiquen perquè l’han triat 

4

A partir de processos similars, escullen materials que possibilitin tenir coixins per les cadires amb diferents graus de duresa (tous, durs). 

El procés pot continuar identificant diferents objectes per a la casa i quins materials poden ser més idonis utilitzar per fabricar-los. 

Aquest aprenentatge de les propietats i la seva relació amb els usos que fem dels materials es pot anar treballant al llarg dels cursos, experimentant propietats cada vegada més complexes o ampliant les representacions que s’han construït inicialment. Per exemple, en aquest altre projecte (adaptat a partir de les activitats aplicades a 6è Primària, a l’escola Coves d’en Cimany de Barcelona) s’han treballat propietats a partir d’aprofundir en els usos dels materials de construcció en alumnes més grans. En aquest cas es va partir de la pregunta: A tots els països i llocs s’utilitzen els mateixos materials per construir les cases? De què depèn que se n’utilitzin uns o altres? 

Font: Escola Coves d’en Cimany (Barcelona). Teresa Pigrau. 6èP.

En què es semblen i es diferencien els materials?

En què es semblen i es diferencien els materials?

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí.

Els materials poden tenir una aparença similar però ser diversos. Ho reconeixem perquè tenen diferents propietats. Poden tenir el mateix color, però uns es trenquen més fàcilment, es dissolen o no en l’aigua (o amb l’oli), tenen un gust diferent, quan s’escalfen es fonen o es cremen, reaccionen químicament amb d’altres substàncies (aigua, vinagre...) i s’observen canvis de color, deprendiment de gasos..., etc.

Una experiència per treballar semblances i diferències en els materials a infantil la podem trobar explicada a l’article de la Montserrat Pedreira , on les criatures comparen propietats de materials que tots són de color blanc (sal, sucre, guix, midó -Maizena-, bicarbonat de sodi…) i també materials d’aparença terrosa (diferents tipus de sorra, argila, marró del cafè…).

Quan comproven algunes propietats, els alumnes poden deduir de quin material es tracta. En aquest exemple els alumnes dedueixen que un material de color blanc és sucre perquè a l’escalfar-lo observen canvis en el color i l’olor que permeten deduir-ho.

Tots els metalls són atrets per un imant?

Tots els metalls són atrets per un imant?

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí.

Tots els metalls són atrets per un imant?

Molts infants (i persones adultes) assimilen el concepte de metall al ferro i els costa de reconèixer-ne la diversitat. Els metalls son un conjunt de materials que són sòlids a temperatura ambient (excepte el mercuri), dúctils i mal·leables (i, per això, és fàcil obtenir-ne fils i làmines), bons conductors de la calor i l’electricitat i tenen una lluentor metàl·lica. D’altres propietats, com la del magnetisme, només es pròpia d’alguns metalls, com és el cas del ferro.

Comparar i contrastar metalls i altres materials

En el marc d’un taller, espai, ambient o racó els infants poden comprovar la gran quantitat de metalls que existeixen i comprovar les propietats que els caracteritzen, comparant-les amb d’altres materials, com per exemple, la fusta o plàstics. És millor no començar per la propietat d’imantació (i, per tant, no introduir un imant), perquè captiva molt als infants i després ja no experimenten d’altres propietats. Tot i així, en algun moment l’introduirem perquè reconeguin que el ferro és quasi l’únic metall que és atret per un imant.

Font imatge: mestreacasa.gva.es. Clica sobre la imatge per accedir al pdf.