PROF.SSA CIPOLLONE CARMELITA LICEO SCIENTIFICO C. DASCANIO – MONTESILVANO ATRI 1 FEBBRAIO 2012 IL...

PROF.SSA CIPOLLONE CARMELITA

LICEO SCIENTIFICO “C. D’ASCANIO” – MONTESILVANOATRI 1 FEBBRAIO 2012

IL LABORATORIO COME LUOGO DI

INDAGINE

ESPERIENZE SULLE PROPRIETA’

TERMICHE DELLA MATERIA



Percorso didattico progettato durante gli incontri del Piano ISS nel Presidio di Pescara nel corso dell’anno scolastico 2009-2010

Realizzato nella classe III C di sperimentazione autonoma del Liceo Scientifico “C. D’Ascanio” di Montesilvano, in collaborazione tra le insegnanti di fisica e scienze.



Progettare attività laboratoriali che accendano curiosità e interesse negli

studenti

Mettere in atto un metodo didattico non trasmissivo ma collaborativo:

coordinare in modo da coinvolgere gli studenti nelle scelte di

realizzazione

Intervistare gli studenti per richiamare e analizzare le conoscenze che

fanno parte del loro bagaglio personale

RUOLO DELL’INSEGNANTE



Stimolare alla rielaborazione personale per capire se le loro

conoscenze dopo l’esperienza sono modificate

Controllare, rettificare, orientare il percorso se necessario

Utilizzare il più possibile contesti di senso ed esempi tratti dal

quotidiano, evidenziando i collegamenti con altre discipline




Mettere il laboratorio al centro della didattica, dove

per laboratorio non va intesa solo l’aula in cui

svolgere degli esperimenti, ma anche l’insieme di

attività esperienziali, di ricerca/azione e di dibattiti

argomentativi che permettono di giungere a

conclusioni e generalizzazioni




Il traguardo è favorire l’acquisizione del metodo di indagine scientifico e

di un insieme di abilità e competenze che rendano gli studenti consapevoli

di ciò che sanno e sanno fare.

TRAGUARDO

osservare un fenomeno

riconoscere le grandezze fisiche che vi

intervengono

formulare una ipotesi

progettare e realizzare un procedimento

sperimentale che permetta di verificarla



I principali argomenti affrontati durante il percorso:

•scale termometriche e termometro

•calore e temperatura

•equilibrio termico

•propagazione del calore ed effetti sulla materia

•relazione fondamentale della calorimetria

PERCORSO



Le attività laboratoriali svolte, e di seguito documentate, sono state

differenziate per raggiungere competenze diverse:

esperienziali qualitative e tratte dal quotidiano oppure di

ragionamento – laboratorio mentale – , attraverso le quali gli studenti

sono stati

guidati nella ricerca di questioni di carattere scientifico in ciò che

osservano

stimolati a dare spiegazioni basate su dati scientifici

PERCORSO



esperienze qualitative-semiquantitative, per portare gli alunni

verso

una consapevole selezione delle informazioni scientificamente

significative

la successiva formulazione di un’ipotesi di indagine

la raccolta di dati e la lettura del loro significato in relazione al

fenomeno osservato

la formulazione di un progetto di indagine specifico attraverso il

quale dare risposte quantitative

PERCORSO



esperimenti quantitativi, nei quali l’osservazione del fenomeno è

finalizzato alla

raccolta

organizzazione

elaborazione di dati

estrapolazione della legge che regola il fenomeno

comunicazione del risultato trovato esprimendosi in modo chiaro

e utilizzando la terminologia specifica.

PERCORSO



Alla richiesta di definire cosa sono calore e temperatura, quasi in coro

gli studenti hanno detto

il calore è una forma di energia.

Alla temperatura hanno invece associato definizioni tipo:

è una misura del calore di un corpo.

Sono state allora proposte le indagini di seguito descritte: le frasi scritte

in corsivo corrispondono agli interventi degli studenti.



• PRIME ESPERIENZE: CONTESTI DI SENSO

• EFFETTI DEL CALORE SULLA MATERIA

• LABORATORIO MENTALE: RELAZIONE TRA CALORE

E TEMPERATURA

• RELAZIONE TRA CALORE E TEMPERATURA

• LABORATORIO MENTALE - SISTEMI ISOLATI: IL CAL

ORIMETRO

• UNA RIFLESSIONE

Carmelita Cipollone



PRIME ESPERIENZE: CONTESTI DI SENSO

ESPERIENZA 1

Immersione delle

mani in acqua calda

(destra) e in acqua

fredda (sinistra)

contemporaneamente.

Successivamente

entrambe in acqua

tiepida.




ESPERIENZA 2

Come capire cosa comporta la diversa temperatura nei corpi?

Cosa accade se verso una goccia di colorante in acqua a

diversa temperatura?

•……

Mettiamo a scaldare dell’acqua.




Viene versata una goccia di colorante in una bacinella

di acqua fredda (rubinetto), e una goccia in un’altra di

acqua calda (portata quasi a ebollizione). Si osserva

cosa accade.




• Il colorante si diffonde più

rapidamente nell’acqua calda.

• In acqua fredda dopo poco

sembra fermarsi.

Perché?

• La temperatura maggiore

aiuta il colorante a diffondersi dopo 2-3 minuti




ESPERIENZA 3Sempre per capire cosa comporta la diversa temperatura nei corpi:

in una bacinella contenente acqua fredda (rubinetto)

viene immerso un vasetto chiuso ermeticamente

e colmo di acqua calda (portata quasi ad ebollizione) colorata.

In un'altra bacinella di acqua calda si immerge un vasetto chiuso

ermeticamente e pieno di acqua fredda colorata.

Si aprono i vasetti contemporaneamente.




Bacinella con acqua calda

Vasetto con acqua fredda colorata

Bacinella con acqua fredda

Vasetto con acqua calda colorata




ESPERIENZA 4

Immersione in un becker riempito di acqua calda (quasi ad

ebollizione) di una boccetta sigillata contenente acqua colorata a

temperatura ambiente e munita di una cannuccia.

Dopo vari tentativi:




Cosa accade?

• L’acqua colorata sale lungo la cannuccia

Perché?

• Esce l’aria della cannuccia spinta dall’acqua colorata che

sale, questa a sua volta è stata spinta dall’aria posta sulla superficie

del liquido che si è dilatata con il riscaldamento.

C’è uno strumento che usiamo nel quotidiano e che si comporta allo

stesso modo?

• Il termometro




Nel prendere la bottiglietta

con una pinza, il coperchio

si è tolto e abbiamo potuto

di nuovo osservare che

l’acqua calda contenuta nel

becker ha impedito

all’acqua fredda colorata di

fuoriuscire .



EFFETTI DEL CALORE SULLA MATERIA

Avendo osservato la dilatazione termica in relazione

ad un riscaldamento di aria e acqua colorata

contenute nella boccetta, si decide di analizzare la

relazione tra la quantità di calore ed l’aumento di

volume unidirezionale di un liquido (→concetto di

dilatazione termica → termometro)




ESPERIENZA 5

Una beuta viene riempita di acqua colorata fino all’orlo e chiusa

con un tappo di gomma nel quale è stato inserito un capillare. La

beuta viene posta su una piastra elettrica preriscaldata (per

assicurare una quantità di calore costante al passare del tempo).




Durante la predisposizione del liquido nella beuta dobbiamo

risolvere…

Sul capillare viene segnato il livello del

liquido, quindi gli studenti rilevano il

tempo (che esprime la quantità di calore

fornito) e la variazione di altezza del

liquido nel capillare al passare del tempo .




Prese le misure di tempi e di livelli raggiunti dal liquido lungo il capillare, segue l’elaborazione dei dati.

La conclusione collettiva è che variano secondo una proporzione lineare:

La temperatura e il livello di liquido nel tubicino

Il tempo (ovvero il calore scambiato) e il livello di liquido nel tubicino

Il tempo (ovvero il calore scambiato) e la temperatura



RELAZIONE TRA CALORE E TEMPERATURA

ESPERIENZA 6:Da cosa dipende l’ assorbimento di calore?

•Dalla massa•Anche dal tipo di sostanza

Come si può verificare?

•Per verificare come varia la temperatura al passare del tempo al variare della massa dobbiamo riscaldare quantità crescenti di una stessa sostanza

•Per verificare come varia la temperatura al passare del tempo al variare della sostanza dobbiamo riscaldare uguali quantità di sostanze diverse




Si prosegue l’indagine per riuscire ad esprimere attraverso una legge

matematica la relazione tra calore e temperatura.

Si decide di analizzare gli effetti del riscaldamento per uguali quantità

di acqua, olio di semi e alcool denaturato nel modo seguente: per 100

ml di ciascuna sostanza rilevare la temperatura iniziale, posizionarla su

una piastra elettrica e leggere le temperature raggiunte ogni 30 secondi.




Gli studenti vengono divisi in tre gruppi e a ciascuno viene assegnata

una diversa sostanza da analizzare.

Decidiamo anche di ripetere l’indagine per 200 ml della stessa

sostanza.




Nella fase di esecuzione e raccolta dei dati ciascuno studente ha

assunto un ruolo all’interno del gruppo: compito dell’insegnante è

aiutarli in una esecuzione accurata delle misurazioni.

Si è molto insistito perché ciascuno prendesse i suoi appunti su cosa

si decidesse di fare e perché: è importante che imparino a scrivere

tutte le osservazioni, in modo da riuscire ad arrivare a delle giuste ed

approfondite conclusioni.



LABORATORIO MENTALE: RELAZIONE TRA CALORE E TEMPERATURA

Effetti della relazione tre calore e temperatura in natura.

Nella realtà, in natura, dove possiamo riconoscere queste grandezze?

C’è qualche fenomeno in cui è visibile la relazione tre calore e

temperatura e in cui è importante il calore?

L’evaporazione.

Di cosa?

Dell’acqua, dei liquidi.




Nella natura dove vediamo l’evaporazione?

• Nelle gocce di rugiada

• Nel mare

Quando l’acqua del mare evapora?

• Quando un elemento da liquido passa allo stato aeriforme




E a livello microscopico?

• Si rompono i legami perché l’acqua assorbe calore dal sole

ed entra in bilancio termico con il sole.

Prima di parlare di bilancio termico analizziamo il fenomeno. Questo

calore dunque cosa produce?

• Fa scaldare l’acqua




Come fa a muovere le particelle, dove lo abbiamo visto?

• Nell’esperienza con le gocce di colorante diffuse

nell’acqua.

Allora il sole riscalda l’acqua del mare e trasmette energia, l’acqua si

scalda, alcuni legami si rompono, alcune particelle salgono

nell’atmosfera e poi?

• Le particelle si raffreddano.




Perché?

• Incontrano masse di aria fredda

Le masse di aria fredda sono fredde rispetto a cosa?

• Alle particelle che arrivano dal suolo.

Come facciamo a sapere che le particelle sono più calde dell’aria che

incontrano?

• Dal loro movimento




Quindi cosa succede quando il vapore acqueo caldo viene a contatto

con l’aria più fredda ?

• La massa d’aria acquista calore e il vapore si raffredda: ora si

può parlare di bilancio termico

Dove abbiamo visto come si muove il calore?

• Nell’esperienza con le boccette piene di colorante a

temperature diverse.




Come viene trasmesso il calore?

• Tramite il movimento delle particelle: con gli urti viene

trasmesso il movimento e quindi le particelle di vapore contenute

nell’aria si avvicinano, si formano i legami, diminuisce la loro

temperatura e tornano allo stato liquido: vediamo le goccioline




Cos’è la nebbia? E la foschia? Ai primi caldi il pomeriggio c’è foschia:

come si è formata e perché si forma soprattutto a giugno e a luglio e di

meno ad aprile e ad agosto?

• Perché ci sia foschia l’acqua deve essere calda e l’aria in

alto più fredda: in questo modo c’è il fenomeno della

condensa. Avviene che il vapore rimane sospeso e si forma la foschia.




Perché a volte poi piove?

• Perché si formano goccioline più grandi, diventano

pesanti e poi piove.

Ad aprile e settembre non c’è foschia: come si sta al mare?

• C’è vento

Cosa fa il vento?

• Distribuisce le masse d’aria.




Il vento cos’è?

• E’ uno spostamento di aria da una zona a bassa pressione

ad un’altra ad alta pressione.

Cosa vuol dire alta pressione e bassa pressione? Quando una pressione

è alta?

• Quando qualcosa preme: l’aria fredda va dall’alto al basso,

perché è più pesante, dato che le molecole sono più vicine essendoci

meno agitazione termica.




Quando la pressione è alta l’aria è fredda, le particelle sono più vicine

perché a parità di volume c’è più materia, viene attratta dalla Terra e

deve trovare posto. Allora per prendersi del posto sposta l’aria che

incontra verso una zona dove è bassa la pressione.

Allora cosa scalda l’aria?

• La Terra.




E’ la Terra che fa scaldare l’atmosfera: la troposfera è più calda

alla base e più fredda nella zona più lontana dalla Terra.

• Quindi la fonte di calore dell’atmosfera è il suolo,

perciò la parte più alta dell’atmosfera è più fredda.



LABORATORIO MENTALE - SISTEMI ISOLATI: IL CALORIMETRO

Quando due sostanza a diversa temperatura vengono a contatto, tra di

loro avviene uno scambio di calore. Ma solo tra di loro?

• No, si scalda anche l’aria circostante.

Come si può fare ad isolare gli scambi di calore?

• Abbiamo bisogno di un termos

Perchè di un termos?

• Perché isola




In che modo isola? Come è fatto un termos?

• E’ di plastica ed è formato da due strati di recipienti, uno

dentro l’altro, tra i quali c’è aria.

Perché c’è aria?

• Come per le finestre, l’aria è un isolante termico




Perché è un isolante? Toccare un becher contenente acqua

bollente, mettere una mano nell’acqua bollente, mettere una mano

sopra l’acqua bollente: producono lo stesso effetto? Perché?

• L’aria è un aeriforme ed è molto più rarefatto rispetto

ad un solido o ad un liquido

• le particelle d’aria che urtano contro la mano sono di meno

rispetto a quelle che la colpirebbero in acqua, quindi percepisco di

meno la temperatura rispetto al liquido.




L’aria è dunque un buon isolante, ma non è un isolante al

100%. Come si può fare a valutare la capacità di un sistema isolante?

Quali sono le grandezze che ci permettono di valutare la “bontà” di un

sistema isolante?

• La temperature e il calore scambiato




Se mettiamo dell’acqua calda in un termos si scalda anche il termos. Cosa possiamo fare per misurare quanto si scalda il termos?

• Possiamo scaldare dell’acqua e ne misuriamo la temperatura. Poi la mettiamo nel termos insieme ad un termometro e leggiamo la temperatura dell’equilibrio.• La temperatura dell’acqua diminuisce.

Perché ? Cosa è successo?• Il termos si è scaldato




Il nostro strumento si chiama calorimetro ed ha una sua capacità

termica. Per misurarla come possiamo fare?

•Mettiamo una certa quantità di acqua a temperatura ambiente

nel calorimetro e misuriamo la temperatura iniziale del sistema.

•Poi scaldiamo una uguale quantità di acqua, la inseriamo nel

calorimetro e leggiamo la temperatura dell’equilibrio termico.

•Supponendo che non venga disperso calore con l’ambiente

esterno, le quantità di calore sono scambiate tra calorimetro, acqua a

temperatura ambiente e acqua scaldata.




Le temperature di equilibrio sono la media aritmetica delle due temperature?

• No

Perché?

• Perché ha assorbito calore anche il calorimetro.

Si può ora guidare gli studenti in un’attività quantitativa che permette di calcolare la capacità termica del calorimetro (massa equivalente in acqua)



Nel mettere le attività laboratoriali al centro delle pratiche

didattiche, il poco tempo a disposizione obbliga ad una drastica

selezione degli argomenti da trattare: non ci si può prefiggere di

svolgere un “programma”.

Bisogna scegliere, all’interno dei temi contenuti nelle indicazioni

ministeriali, pochi fenomeni significativi, mettendone in evidenza

quegli aspetti che aiutino a capire come e perché si verifichino e

utilizzando attività sperimentali che aiutino ad interpretarli e a

costruire dei modelli.

UNA RIFLESSIONE




Cosa si percepisce?

• Le due mani immerse nella vaschetta dell’acqua tiepida

percepiscono sensazioni diverse, la sinistra avverte una sensazione di

calore superiore rispetto alla destra

• Dopo un po’ la differenza diminuisce

Queste sono sensazioni.

Ognuno di noi non può sapere come la sensazione viene avvertita dall’altro




…dalla relazione di uno studente:

Osservazioni: si osserva che nell’introdurre entrambe le mani nel

contenitore con acqua tiepida le sensazioni delle due mani sono

discordanti:

Per la mano destra, che prima era venuta a contatto con l’acqua calda,

l’acqua sembra fredda;

per la mano sinistra, che era venuta a contatto con l’acqua fredda, la

stessa acqua sembra calda.

Dopo alcuni secondi la sensazione percepita da entrambe le mani è la

stessa.





Conclusione: si deduce che l’epidermide non registra la

temperatura dell’acqua, ma solo le variazioni tra le temperature

di ciò con cui viene a contatto.

Nel contenitore con l’acqua tiepida, dopo alcuni secondi, la

sensazione percepita dalle mani diviene la stessa in quanto si

ambientano alla nuova temperatura.





Con il passare del tempo l’acqua calda contenuta nella terza

bacinella si raffredda in quanto cede calore, mentre l’acqua

fredda del primo contenitore si riscalda perché acquista calore.

La sensazione provata a seguito dell’immersione delle mani nel

contenitore centrale è differente per ogni soggetto che esegue

l’esperimento e da questo si deduce che lo stato termico produce

sensazioni soggettive.




Si possono fare esempi di corpi che nel quotidiano si riscaldano?

• Tutto ciò che viene cotto

• Una stanza attraverso termosifone o caminetto.

E l’acqua nel becker?

• Ha come fonte il bunsen.

E’ visibile che la sorgente sia quella?

• Lo dimostrano le bollicine, sono più numerose in basso, vicino

alla fonte di calore e meno in alto, lontano dalla fonte di calore





Osservazioni: si osserva che nella prima bacinella, dove è contenuta

l’acqua fredda, il colorante inizia a diffondersi meno rapidamente del

colorante versato nell’acqua calda. Dopo circa tre minuti nel primo

contenitore il movimento del colorante è appena percettibile, mentre

nell’acqua calda la diffusione continua.

Conclusione: il colorante si diffonde maggiormente nell’acqua calda

in quanto le particelle sono in maggiore agitazione termica perché la

temperatura è più elevata; ciò permette una diffusione facilitata del

liquido colorato.




Si osserva come l’acqua colorata calda si diffonde nell’acqua fredda mentre il viceversa non avviene.

Anche in questo caso, come nel precedente, sembra fermarsi la diffusione. Perchè?

• Perché il volume dell’acqua calda è maggiore di quello dell’acqua fredda.

Ma anche nella bacinella piena di acqua fredda il volume dell’acqua fredda è maggiore di quello dell’acqua calda colorata




• Quello che conta è il volume dell’acqua calda, perché nell’esperienza precedente il colorante si è diffuso di più nell’acqua calda

Ma allora perchè l’acqua calda nel barattolo piccolo si è diffusa nel volume maggiore di acqua fredda?

• l’acqua fredda colorata contenuta nel barattolo va verso il basso e non riesce ad uscire dal contenitore

• nel barattolo con acqua colorata calda, l’apertura del coperchio ha creato movimento ed ha fatto uscire maggior colorante• Si può ripetere rovesciando il barattolo di acqua colorata

anziché aprirlo.• L’effetto sarebbe lo stesso della goccia di colorante




•c’è stato un movimento di acqua colorata calda verso l’acqua fredda e non viceversa





Osservazioni: si osserva che nel recipiente di acqua fredda l’acqua

calda colorata contenuto nel vasetto sale e si diffonde nell’acqua.

Nel recipiente di acqua calda invece il liquido freddo colorato del

vasetto non si diffonde ma rimane nella boccetta.





Conclusione: se ne deduce che il movimento va dal caldo verso il freddo.

Nel primo caso l’acqua calda esce dalla boccettina e sale verso l’alto

perché meno densa, ma nel contatto con l’acqua fredda circostante si

raffredda e la sua densità aumenta causandone la discesa e diffondendo

così il colore nell’acqua del recipiente grande.

Nel secondo caso l’acqua fredda colorata per uscire dovrebbe avere una

densità minore (ossia una temperatura maggiore) dell’acqua esterna alla

boccettina. Infatti rimane all’interno della boccettina.





Osservazioni: si osserva che il liquido contenuto nel vasetto sale lungo la

cannuccia.

Ciò può non essere osservato pienamente al primo tentativo se:

la boccetta non viene sigillata in modo corretto e ha quindi una perdita di

aria calda,

l’acqua non è sufficientemente calda e quindi non permette il

riscaldamento dell’aria contenuta nella boccetta,

la cannuccia tocca il fondo non permettendo il passaggio del liquido.





Conclusione: il fluido sale nella cannuccia perché l’acqua calda

del contenitore in cui è immerso il vasetto, riscalda l’aria della

boccetta che si dilata e preme sul liquido che è quindi costretto a

salire lungo la cannuccia.




… piccoli problemi pratici, che sono stati spunto per una discussione sul fenomeno studiato.

Nella discussione si è cercato di far emergere conoscenze e cognizioni intuitive tratte dal quotidiano.




Nell’inserire il tappo di gomma, alla base del tappo e nel capillare si formano bolle d’aria

Perché non devono esserci bolle d’aria?• Perché dovremmo analizzare l’effetto del calore

su due diverse sostanze che potrebbero comportarsi in modo diverso

Come risolvere il problema?• Mettendo liquido fino all’orlo, il tappo farà uscire il liquido in eccesso




Dopo aver messo il tappo, il liquido in eccesso esce ma sale troppo in alto lungo il capillare, che è quindi risultato troppo corto

Come facciamo a togliere il liquido in eccesso?• Rovesciamo la beuta

MA IL LIQUIDO COLORATO NON ESCE!!!!!!!




Perché il liquido non esce?

• Perché si crea l’aria nel tubicino

• Perché non c’era l’aria nella bottiglia

• Perché non c’era la forza di gravità sul liquido




• Perché l’aria sottostante spinge il liquido che non riesce

a scendere

• è come l’esperienza del bicchiere pieno di acqua che

viene rovesciato ricoprendolo con un semplice foglio di

carta: l’acqua non cade perché la pressione atmosferica

agisce sul foglio di carta bilanciando la forza peso

dell’acqua




Se si volesse verificare questa ipotesi cosa si potrebbe fare?• Togliere l’aria dal tubo

E’ possibile? In che modo ?• Con qualcosa che l’aspira

Ma l’aria che sta nel tubo non è chiusa! E tutta quella che si trova intornoAllora quale potrebbe essere un metodo per togliere il liquido in eccesso?• Inclinare la bottiglia per trovare uno spiraglio tra l’aria




Inclinando la bottiglia l’acqua non esce• Togliamo l’acqua con una pipetta

Non sono state trovate pipette e micro pipette della grandezza giusta• Utilizziamo una siringa con un ago abbastanza lungo

Dopo aver tolto l’acqua sono rimaste delle goccioline sulle pareti del capillare. Uno studente ha chiesto: • possono influire queste goccioline sulla nostra misurazione?• La nostra misurazione è grossolana quindi quella quantità non influisce sul volume dell’acqua nel tubicino



…dalla relazione di uno studenteATTIVITA’ DI LABORATORIO: DILATAZIONE

UNIDIMENSIONALE DI UN LIQUIDORELAZIONE TEMPERATURA-DILATAZIONE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100 120

LUNGHEZZA (mm)

TE

MP

ER

AT

UR

A (

°C)

RELAZIONE TEMPO-DILATAZIONE

050

100150200250

300350400

450500

0 20 40 60 80 100 120

DILATAZIONE (mm)

TE

MP

O (

s)

RELAZIONE TEMPO-TEMPERATURA

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 5 10 15 20 25 30 35 40

TEMPEATURA (°C)

TE

MP

O (

s)




L’elaborazione di questa indagine è lasciata inizialmente ai singoli

studenti.

Viene successivamente ripresa in classe in una discussione collettiva.

Dopo la discussione collettiva, si decide di ripetere la raccolta dei dati

utilizzando olio di oliva al posto dell’olio di semi e cercando di

effettuare delle misurazioni più attente ed accurate per ottenere dei

risultati quantitativi più affidabili.




Prima conclusione collettiva:

•Assumendo che il nostro fornello ceda una quantità di calore

costante al passare del tempo, il fatto che dai dati in tabella risulti t

direttamente proporzionale a T ci permette di concludere che la

quantità di calore fornita è direttamente proporzionale alla variazione

di temperatura dell’acqua.

La costante di proporzionalità Q/T si chiama capacità termica ed è

una grandezza estensiva, cioè dipende dalla quantità di sostanza.




Seconda conclusione collettiva:

•la quantità di calore fornita è anche direttamente proporzionale alla

massa dei corpi.

Si chiede allora di calcolare il rapporto tra il tempo e la massa per la

variazione di temperatura :

gli studenti possono così verificare che questo rapporto è costante

per corpi costituiti da una stessa sostanza mentre cambia al cambiare

della sostanza di cui è costituito il corpo.




Si può così portarli a definire questa costante come calore specifico:

se si assegna valore unitario (con unità di misura cal/g°C) al calore

specifico dell’acqua, si possono calcolare i calori specifici relativi

all’acqua delle altre sostanze .

E’ interessante poi il confronto dei valori trovati con quelli reperibili sul

libro di testo, anche per dare agli studenti una riferimento

sull’attendibilità delle loro misurazioni



…dalla relazione di uno studente ATTIVITA’ DI LABORATORIO: QUALI GRANDEZZE FISICHE

SONO LEGATE AL CALORE?

RELAZIONE TEMPO-VARIAZIONE DI TEMPERATURA ACQUA

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60

VARIAZIONE TEMPERATURA (°C)

TE

MP

O (

s)

100 ml ACQUA

200 ml ACQUA

Lineare (100 mlACQUA)

Lineare (200 mlACQUA)



…dalla relazione di uno studenteATTIVITA’ DI LABORATORIO: QUALI GRANDEZZE FISICHE


RELAZIONE TEMPO-VARIAZIONE DI TEMPERATURA OLIO DI SEMI

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80


TE

MP

O (

s)

OLIO 100 ml

OLIO 200 ml

Lineare (OLIO 100ml)

Lineare (OLIO 200ml)



…dalla relazione di uno studente ATTIVITA’ DI LABORATORIO: QUALI GRANDEZZE FISICHE


RELAZIONE TEMPO-VARIAZIONE DI TEMPERATURA ALCOOL

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 20 40 60 80

VARIAZIONE DI TEMPERATURA (°C)

TE

MP

O (

s) ALCOOL 100 ml

ALCOOL 200 ml

Lineare (ALCOOL 200 ml)

Lineare (ALCOOL 100 ml)



…dalla relazione di uno studenteATTIVITA’ DI LABORATORIO: QUALI GRANDEZZE FISICHE


TEMPO-VARIAZIONE DI TEMPERATURA PER 100 ml DI ACQUA, OLIO, ALCOOL

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80


TE

MP

O (

s)

ACQUA

OLIO

ALCOOL

Lineare (ACQUA)

Lineare (OLIO)

Lineare (ALCOOL)

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