Expert 1.- Física i química

L'expert de física i química té un paper molt important, s'encarregarà de fer mesures al projecte que donin suport a les propostes que fem a l'auditoria de la classe i centre.


En aquest cas ens especialitzarem als següents paràmetres fisicoquímics (3):

  1. El CO2,

  2. Altres contaminants gasosos (partícules en suspensió PM2,5 i PM10, Compostos Orgànics Volàtils (COVs) i formaldehid)

  3. i la temperatura.


L'organització és la següent:

  1. Primer cal fer els apartats de la fase RECERCA PRÈVIA (familiaritzar-nos) de cadascun dels paràmetres assenyalats a partir d'unes activitats que hi trobareu.

  2. A continuació, un cop llegit i entès bé el que cal fer, farem la fase de PRESA DE DADES per al projecte dins de l'aula. Hi ha un total de 5 experiments relacionats amb els paràmetres d'estudi.

  3. Un cap acabat això, farem la FITXA D'EXPERT FIQ que trobareu a la vostra carpeta del projecte. També ho teniu enllaçat aquí. Hi ha una sortida que s'acordarà amb el professorat per fer distintes mesures que necessiteu.

  4. Tornarem al grup base i compartirem els resultats, és a dir, explicarem a la resta dels integrants els resultats que hem obtingut de la mateixa manera que ells us explicaran vosaltres. (Apartat del site d'anàlisi i propostes del projecte)

És MOLT IMPORTANT que llegiu bé el que es demana.

Esteu preparats? Anem per feina!

Fase recerca prèvia (CO2)

MESURADOR DE CO2

Als termiters hi ha un sistema de ventilació molt eficient. Aquest els serveix a les termites per diverses coses: per mantenir la temperatura constant, per mantenir una mica d'humitat a casa seva i també perquè surti el diòxid de carboni cap a l'exterior i entri l'oxigen a l'interior. Tot plegat ho fan amb un sistema sofisticat de galeries i passadissos amb una xemeneia central i amb els materials adequats.

En aquest apartat ens centrarem a entendre la part de l'oxigen i diòxid de carboni (CO2) Recordeu que tenim a la motxilla un mesurador de diòxid de carboni esperant-nos.

I tu? Alliberes diòxid de carboni? I nosaltres? Anem a investigar-ho.

Activitat 8.1.

Al parlar de qualitat ambiental si ens fixem amb els efectes del CO2 si la concentració de diòxid de carboni augmenta a la classe pot passar que no ens trobem bé, que tinguem mal de cap (clica a l'enllaç per més info)... però:

  • Què podem aprendre del disseny dels termiters? D'on ve el diòxid de carboni que hi ha a la classe?

  • Què penses que pot fer que augmenti la concentració del gas?

  • De quina manera es relaciona el diòxid de carboni amb la respiració? Si no ho tens gaire clar fer una cerca d'informació a Internet, però igualment respon amb les teves paraules! No facis un copiar i enganxar!

  • De quina manera penses que podríem fer disminuir la concentració de diòxid de carboni de la classe?

  • Apliquem el mètode científic per dissenyar un petit experiment a l'aula: Pensa en com faries un experiment per observar els nivells de CO2 a l'aula.

Activitat 8.2.

Observeu el següent gràfic de CO2 a l'aula i contesteu les següents preguntes:

  • Què variables utilitzem al gràfic? Que significa ppm?

  • Què ocorre si tenim les finestres tancades?

  • I si tenim la porta oberta? I la porta i finestra oberta?

  • Que passa quan hi ha moviment a l'aula?

  • I quan no hi ha pràcticament alumnes?

Fase recerca prèvia (Temperatura)

TERMÒMETRE D'INFRAROIG/ TERMÒMETRE DE 4 CANALS

La temperatura és un concepte vital. Sabem que la distància que estem del Sol fa que a la Terra no hi hagi una temperatura molt alta, com a Mercuri. També hem vist que els gasos hivernacles de l'atmosfera ens permeten que aquesta sigui més o menys constant. En 1r d'ESO es va veure que l'eix d'inclinació de la terra i l'òrbita de translació terrestre fa que les temperatures variïn en funció del lloc on vivim i de l'època de l'any.

  • Hi ha llocs del planeta on fa més calor i d'altres menys i tots els éssers vius ens hi hem d'adaptar per sobreviure.

  • La calor del Sol la sentim perquè ens arriba en forma d'infrarojos, un tipus de raig del Sol. Recordeu que la podem mesurar amb el termòmetre d'infrarojos que tenim a la maleta !

Per analitzar les adaptacions a la temperatura dels éssers vius ens podem fixar en el seu cos, en la seva biologia, i també el seu comportament i en els llocs on viuen. Vam veure com les termites necessiten mantenir la temperatura del termiter constant, malgrat viure en llocs on fa molta calor. I ho aconsegueixen. Mireu altres estratègies:

Als matins, els lèmurs de cua anellada (Lemur catta) prenen el sol per escalfar-se, en una posició descrita com a postura d'«adoració del Sol». De nit, es formen diversos grups per dormir, els individus es posen ben a prop els uns dels altres per mantenir la calor, formant el que es coneix com una «bola de lèmurs» (Viquipèdia)La sargantana ibèrica (Podarcis hispanica) és un rèptil i com a tal, no té pèl ni plomes. Agafen i perden temperatura de l'ambient per regular la temperatura interna, movent-se entre sol i ombra. Necessiten calor per viure i per això tenen un comportament especialitzat en aconseguir-ho.El pingüí emperador (Aptenodytes forsteri) és el més gran de tots els pingüins. Per a combatre el fred de l'Antàrtida, formen compactes agrupacions amb una curiosa conducta de relleu: els que estan més a l'exterior van endinsant-se al centre del grup, on fa més calor, i els de l'interior passen a les vores per fer una barrera contra el fred i el vent. Fora de la formació les temperatures arriben als -40°C, dintre pot ser tan alta com 20 °C (Viquipèdia).

Nosaltres, els humans, com a mamífers tenim el cos recobert de pèl, però com podeu comprovar, no ens protegeix massa i en canvi ens hem adaptat a viure a pràcticament tots els llocs del planeta. Com ho hem fet? perquè enlloc de pèl tenim roba, cada cop més confortable i vivim en cases que també ens permeten viure a la temperatura que necessitem.

Estem aquí gràcies a la cultura i a la tecnologia.

Activitat 8.3.

  • Intenta definir què vol dir temperatura amb les teves paraules (ajuda't amb el gif que tens al costat) ______________

  • Ara busca a la Viquipèdia la definició de temperatura i resumeix-la molt ____________

  • Apliquem el mètode científic per dissenyar un petit experiment a l'aula: Pensa en com faries un experiment per observar la temperatura a l'aula.

Moviment de partícules d'un gas amb un volum tancat.

Activitat 8.4.

  • Cerca quina és la temperatura de confort per a l'aula. Quin interval hauria ha d'estar?

  • Què té a veure amb l'eficiència energètica?

Fase presa de dades (CO2)

Activitat 8.5.

EXPERIMENT 1: QUÈ NIVELL DE CO₂ TENIM A LA NOSTRA CLASSE?

Una forma de mesurar el volum d'aire és mitjançant el volum respiratori per minut. En repòs exhalem 5 L/min d'aire.

Si ens fixem amb la composició de l'aire que respirem és el següent:

Composició aire a l'exterior
Composició respiració

  • Calcula el volum de la teva aula. Fes-ho amb l'ús del distanciòmetre làser. (Que ningú apunti als ulls. És perillós) Recorda que per calcular el volum (m³) de la teva aula és llargada (m) x amplada (m) x altura (m).

  • Quin volum de CO₂ serà ocupat a l'aula sense alumnes? (recorda que a dalt tens el %)

  • Si tenim tot els tancaments de l'edifici (finestres i portes) tancades, quin seria el volum ocupat de CO2 amb alumnes si hi ha 25 alumnes expirant CO₂ i està l'aula tancada 1h? I si hi ha 5 alumnes 1h? Hi ha variació? Recorda que A) 1L = 0,001 m³ (es recomana fer factors de conversió) B) (en repòs exhalem 5L/min d'aire)

Afegiu els càlculs que heu fet

Activitat 8.6.

EXPERIMENT 2: QUÈ FA AUGMENTAR EL CO₂ A LA NOSTRA CLASSE?

  • En grup penseu quines coses poden fer augmentar els nivells de diòxid de carboni a la nostra classe. Anoteu-les a continuació.

  • Comproveu-ho ara a partir del mesurador de diòxid de carboni. Anoteu el valor inicial i el valor si una persona bufa just a sobre del mesurador.

      • Valor inicial:

      • Una persona bufant a sobre el mesurador:

      • Respecte al càlcul de l'experiment anterior. Com les dades són en ppm podeu comparar-les amb aquest convertidor.

  • Aquesta era només una prova experimental.. però pensem ara… creieu que en algun moment del dia augmenten els valors de diòxid de carboni.

  • Creieu que després del pati o de fer educació física augmenten els nivells de diòxid de carboni? Perquè sí o perquè no?

  • Aquest document de la Conselleria de Salut de la Comunitat de Madrid ens parla sobre la qualitat de l'aire interior en edificis públics (com el nostre institut), els contaminants químics i els seus efectes en la salut.


        • Mira la taula 11 (pàgina 60) d'aquest document i completa:

Anota quina qualitat d'aire interior ha de tenir un institut.

Escriu quina categoria té un institut (Anota el codi IDA corresponent)

        • Ara anota el límit ambiental de CO2 que estableix la normativa vigent per la concentració de CO2 en locals de la categoria IDA d'un institut. (pàgina 73)

        • Llegeix i anota els efectes per la salut que té una concentració elevada de CO2 (pàgina 18)

        • Tingues en compte aquestes dades per les propostes de millora.

Calidad aire.pdf

Fase presa de dades (Altres gasos contaminants)

Activitat 8.7.

EXPERIMENT 3: QUÈ NIVELL D'ALTRES GASOS CONTAMINANTS TENIM A LA CLASSE?

  • A banda del CO2, amb el mesurador podem mesurar partícules en suspensió, compostos orgànics volàtils i formaldehid.

  • Fes a una mesura dels valors que trobem a la classe. Apunta els resultats amb les seves unitats.

  • Revisa si complim els nivells mínims permesos que trobareu a sota.

  • Per últim, fes recerca i digues almenys 1 o 2 efectes a la salut d'aquest contaminants.

PARTÍCULES EN SUSPENSIÓ DE MENYS DE 10 MICRES (PM10)Valor límit diari (24h)UE:50 µg/m3 (no es poden superar en més de 35 ocasions per any)OMS:50 µg/m3 Valor límit anualUE: 40 µg/m3 OMS: 20 µg/m3
PARTÍCULES EN SUSPENSIÓ DE MENYS DE 2,5 MICRES (PM2,5)Valor límit diari (24h)UE: ----OMS:25 µg/m3 Valor límit anualUE: 25 µg/m3 OMS: 10 µg/m3
COMPOSTOS ORGÀNICS VOLÀTILS (TVOC)UE: 2 mg/m3
FORMALDEHID (HCHO)UE: 0,37 mg/m3


Fase presa de dades (Temperatura)

Activitat 8.8.

EXPERIMENT 4: A QUIN LLOC DE LA CLASSE HI HA MÉS TEMPERATURA?

Gràcies al termòmetre podem mesurar la temperatura i ho pot fer a diferents llocs podrem respondre a la pregunta plantejada.

  • Quina és la vostra hipòtesi? És a dir a quin lloc de la classe penseu que hi ha més temperatura i a quin lloc menys? Penseu quatre llocs i ordeneu-los de menys a més temperatura.

  • Realitzeu l'experiment. Situeu el termòmetre en els quatre punts indicats anteriorment. Preneu les mesures.

  • Escriviu els resultats obtinguts.

  • Estem amb una temperatura de confort?

  • Redacteu molt breument les conclusions. Era certa o falsa la vostra hipòtesi? Com interpreteu els resultats? Podeu buscar més informació a Internet per ajudar-vos a explicar el que heu descobert.


EXPERIMENT 5: EL MATERIAL O EL COLOR DEL QUAL ESTAN FETS ELS OBJECTES AFECTA LA SEVA TEMPERATURA?

Gràcies al termòmetre podem mesurar la temperatura de diferents materials.

  • Quina és la vostra hipòtesi? Penseu que dos materials que:

        • Que es trobin a un lloc semblant diferents materials poden tenir temperatures diferents? De què dependrà? Té alguna cosa a veure amb si li toca el sol o no? (es recomana un metall respecte altre material plàstic o altre tipus)

        • Que tinguin color diferent diferents materials poden tenir temperatures diferents? De què dependrà? Té alguna cosa a veure amb si li toca el sol o no? (es recomana color fosc respecte color clar)

  • Realitzeu l'experiment. Penseu en diferents materials que es trobin a la classe, situeu-los en un mateix lloc i deixeu-los una estona per tal de que la temperatura depengui de la seva localització. Indiqueu si hi toca el sol o no, quina és la seva font de calor. Preneu les mesures necessàries per a poder dir si la vostra hipòtesi és certa o falsa.

  • Escriviu els resultats obtinguts.

  • Redacteu molt breument les conclusions. Era certa o falsa la vostra hipòtesi? Com interpreteu els resultats? Podeu buscar més informació a Internet per ajudar-vos a explicar el que heu descobert.

A sota trobareu les tasques a fer a la sortida de l'expert.

També teniu la fitxa respectiva de FIQ a la vostra carpeta del projecte.

FITXA: RECOLLIDA DE DADES FIQ

Variables: CO2i temperatura:

Instruments: mesurador de CO2 i termòmetre IR.

Fitxa_Dades Física i química

Si feu alguns dels experiments opcionals a casa, graveu-t'ho, us podrà servir per fer petits retalls a la presentació del producte final que fareu més endavant!

  • Experiments CO₂-Temperatura (OPCIONAL)

Altres proves que podeu fer a casa: instruments termòmetres. Experiència efecte hivernacle.

Alguns exemples...