ebook su temperatura e calore

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MODULI DIDATTICI E CURRICOLO

DI SCIENZE IN TERZA MEDIA

4° MACROSEZIONE

Energia e Società

MODULO D

Temperatura e Calore

AUTRICE

Annarita Ruberto


LA 4^ MACROSEZIONE: "Energia e Società"

I SEGMENTI DISCIPLINARI INERENTI:

Modulo D: " Temperatura e Calore"

1° Sottomodulo:" Il calore come forma di energia". 2° Sottomodulo: " Diversa natura delle grandezze fisiche : calore e

temperatura".

3° Sottomodulo: " Esperienze sulla dilatazione termica dei corpi solidi, liquidi

e aeriformi". 4° Sottomodulo: " Esperienze sulla propagazione del calore nei diversi mezzi

fisici".

NATURA

I segmenti disciplinari individuati si configurano, all'interno della macrosezione, come un insieme basilare di acquisizioni formative e cognitive che si intende

proporre ai ragazzi secondo una logica costruttivista, partendo dalle loro

preconoscenze per giungere gradualmente alla comprensione dei significati e

alla successiva concettualizzazione, attraverso esperimenti, modelli, schemi, mappe concettuali, problematizzazione delle situazioni, attività di

progettazione, ragionamenti - tipo, discussioni in gruppo ristretto e allargato,

approfondimenti su manuali, riviste scientifiche e Internet,

SIGNIFICATIVITA'

I contenuti *distillati* si ritengono particolarmente significativi in quanto

avviano gli alunni ad una osservazione/riflessione sulla natura del calore come

forma di scambio di energia, in riferimento al sistema uomo e alla complessità

delle sue interazioni con la società

Si studieranno , pertanto, in modo qualitativo e semiquantitativo la diversa

natura delle grandezze fisiche calore e temperatura anche alla luce del modello

microscopico della materia; si osserveranno le diverse modalità della dilatazione dei corpi, nei tre fondamentali stati di aggregazione fisica, e la

propagazione del calore nei vari mezzi fisici in modo che gli allievi acquisiscano

conoscenze indispensabili per poter affrontare, in seguito, esperimenti

quantitativi gradualmente adeguati alle loro accresciute capacità di astrazione e di formalizzazione della realtà indagata.

FUNZIONALITA' DIDATTICA

La strutturazione del Modulo D, nei quattro sottomoduli individuati, intende realizzare un segmento omogeneo ed unitario di contenuti, organizzato

secondo una logica evidente di gerarchizzazione di questi rispetto al grado di

NATURA, SIGNIFICATIVITA' E FUNZIONALITA' DIDATTICA DEI

SEGMENTI DISCIPLINARI INDIVIDUATI ALL'INTERNO DELLA 4^ MACROSEZIONE


difficoltà nella loro comprensione, al fine di essere di "servizio" rispetto alle

competenze che il modulo intende sollecitare.

Si propone, inoltre, di essere didatticamente funzionale all'acquisizione, da

parte degli alunni, di un codice linguistico specifico di base, al riconoscimento e alla selezione dei fenomeni oggetto d'indagine, al ragionamento reticolare

semplificato.

Il Modulo D, quindi, vuole essere un modulo di base, ma con caratteristiche di

approfondimento e di avanzamento delle questioni trattate , che, selezionando contenuti essenziali, privilegia una forte solidità dei nessi concettuali fra questi,

privandoli di quanto risulta ridondante e sterilmente ripetitivo, oltre che

meccanicamente applicativo, contribuendo a sviluppare negli alunni una rete

concettuale di significati, indispensabile tanto per l'approfondimento nel livello scolare successivo quanto per l'orientamento e l'inserimento nel mondo del

lavoro alla fine dell'obbligo scolastico.

TEMPI DI SVOLGIMENTO: dieci settimane complessive (dal 22/03/2002 al 31/05/2002) rispetto alle otto previste in fase di progettazione, per due ore

settimanali.

1° sottomodulo due settimane ( 22/03 - 5/04/2002)

2° sottomodulo due settimane (12/04 - 19/04/2002)

3° sottomodulo due settimane (26/04 - 3/05/2002) 4° sottomodulo quattro settimane (10 - 17 - 24 - 31/05/2002)

I tempi fissati sono stati osservati con una certa rigorosità, nel rispetto di una

ragionevole flessibilità dovuta alle variabili intervenute durante la sperimentazione del modulo.

PREREQUISITI( necessari ad affrontare il modulo D)

1. Saper utilizzare oggetti e strumenti in maniera funzionale al loro uso, tra cui il termometro a mercurio.

2. Saper rilevare e tabulare dati.

3. Saper costruire grafici temperatura/tempo.

4. Saper utilizzare le unità di misura della temperatura, in uso nel S.I.

5. Riconoscere gli stati di aggregazione fisica della materia. 6. Riconoscere e utilizzare i passaggi di stato fisico per l'interpretazione di

fenomeni termici basilari.

7. Saper utilizzare il modello microscopico della materia per la previsione e

l'interpretazione dei passaggi di stato. 8. Riconoscere le varie forme di energia.

9. Saper utilizzare le unità di misura dell'energia, in uso nel S.I.

10. Saper utilizzare grandezze fondamentali e loro unità di misura,

come lunghezza, superficie, volume, tempo, velocità, forza, densità. 11. Saper utilizzare grandezze direttamente e inversamente proporzionali

anche attraverso l'impiego della loro espressione formale.

12. Saper eseguire calcoli di aree e volumi.


COMPETENZE SPECIFICHE DA PERSEGUIRE A FINE MODULO

L' allievo, alla fine del modulo, dovrà essere in grado di :

A. riconoscere il calore come una forma di energia;

B. individuare la differenza esistente tra calore e temperatura; C. distinguere le diverse modalità della dilatazione dei corpi;

D. distinguere i tre principali meccanismi con cui si propaga il calore;

E. distinguere i materiali conduttori da quelli isolanti;

F. distinguere tra assorbimento ed emissione di radiazioni termiche.

Affinchè tali competenze possano essere verificate, è necessario esplicitarle in

termini di descrittori di conoscenze e di abilità certificabili, come di seguito

indicato.

L'allievo alla fine del modulo dovrà essere in grado di:

1. riconoscere e descrivere semplici situazioni e fenomeni in cui il calore si

evidenzia concretamente come una forma di energia; 2. individuare la relazione tra calore e movimento;

3. distinguere il calore da altre forme di energia;

4. rilevare che il calore si trasferisce da un corpo caldo a uno meno caldo;

5. rilevare che c'è trasferimento di calore fra due corpi fino a quando non

hanno raggiunto la stessa temperatura; 6. rilevare la relazione tra calore (acquistato/perduto) e variazione della

temperatura di un corpo;

7. riconoscere la temperatura come una caratteristica fisica dei corpi;

8. rilevare che il calore viene scambiato e non posseduto dai corpi; 9. utilizzare correttamente le unità di misura del calore ( caloria, joule) e

della temperatura ( grado centigrado);

10. distinguere tra la dilatazione lineare e quella volumetrica di un corpo;

11. rilevare la dipendenza della dilatazione lineare da variabili quali: materiale, quantità di calore fornito, lunghezza, spessore, tempo di

esposizione al calore;

12. rilevare che la dilatazione dei gas è maggiore di quella dei liquidi e dei

solidi, a parità di calore fornito;

13. utilizzare il modello microscopico della materia per spiegare qualitativamente la differenza tra calore e temperatura;

14. utilizzare il modello microscopico della materia per spiegare la diversa

dilatazione dei corpi;

15. riconoscere i meccanismi di propagazione del calore in semplici fenomeni termici;

16. distinguere tra conduzione, convezione e irraggiamento;

17. saper descrivere qualitativamente la dilatazione dei corpi verbalmente o

attraverso schemi e mappe concettuali; 18. rilevare che la conduzione avviene principalmente nei solidi, la

convezione nei fluidi, l'irraggiamento nel vuoto;

19. spiegare in termini microscopici i tre meccanismi di propagazione del

calore; 20. riconoscere l'emissione e l'assorbimento delle radiazioni termiche in

semplici fenomeni;


21. rilevare che superfici scabre e scure emettono ed assorbono di più rispetto

a superfici lucide e speculari;

22. spiegare in termini microscopici il diverso assorbimento ed emissione delle

radiazioni termiche da parte delle superfici dei corpi.

Sulla base delle diverse capacità evidenziate dagli allievi, si rende opportuno

fissare specifici livelli di apprendimento con l'indicazione dei relativi

descrittori di competenza, come illustrato nella tabella che segue.

LIVELLI DI APPRENDIMENTO DESCRITTORI DI COMPETENZA

1. FONDAMENTALE

L'allievo è in grado di : 1. riconoscere e descrivere semplici situazioni e

fenomeni in cui il calore si evidenzia concretamente come una forma di energia;

2. individuare la relazione tra calore e

movimento; 4. rilevare che il calore si trasferisce da un

corpo caldo a uno meno caldo;

5. rilevare che c'è trasferimento di calore fra due corpi fino a quando non hanno raggiunto

la stessa temperatura;

6. rilevare la relazione tra calore

(acquistato/perduto) e variazione della temperatura di un corpo;

7. riconoscere la temperatura come una

caratteristica fisica dei corpi; 9. utilizzare correttamente le unità di misura del

calore ( caloria, joule) e della temperatura

( grado centigrado); 10. distinguere tra la dilatazione lineare e quella

volumetrica di un corpo;

12.rilevare che la dilatazione dei gas è

maggiore di quella dei liquidi e dei solidi, a parità di calore fornito;

15. riconoscere i meccanismi di propagazione

del calore in semplici fenomeni termici; 16. distinguere tra conduzione, convezione e

irraggiamento;

17.saper descrivere qualitativamente la dilatazione dei corpi verbalmente, o

attraverso schemi e mappe concettuali;

18. rilevare che la conduzione avviene

principalmente nei solidi, la convezione nei fluidi, l'irraggiamento nel vuoto;

L'allievo è in grado di : 1. riconoscere e descrivere semplici situazioni e

fenomeni in cui il calore si evidenzia concretamente come una forma di energia;

2. individuare la relazione tra calore e

movimento; 3. distinguere il calore da altre forme di


2. DI CONSOLIDAMENTO

energia;

4. rilevare che il calore si trasferisce da un

corpo caldo a uno meno caldo; 5. rilevare che c'è trasferimento di calore fra

due corpi fino a quando non hanno raggiunto

la stessa temperatura;

6. rilevare la relazione tra calore (acquistato/perduto) e variazione della


7. riconoscere la temperatura come una caratteristica fisica dei corpi;

8. rilevare che il calore viene scambiato e non

posseduto dai corpi; 9. utilizzare correttamente le unità di misura del

calore ( caloria, joule) e della temperatura (

grado centigrado);

10.distinguere tra la dilatazione lineare e quella volumetrica di un corpo;

11.rilevare la dipendenza della dilatazione

lineare da variabili quali: materiale, quantità di calore fornito, lunghezza, spessore, tempo

di esposizione al calore;

12.rilevare che la dilatazione dei gas è maggiore di quella dei liquidi e dei solidi, a parità di

calore fornito;

15. riconoscere i meccanismi di propagazione

del calore in semplici fenomeni termici; 16. distinguere tra conduzione, convezione e

irraggiamento;

17. saper descrivere qualitativamente la d dilatazione dei corpi verbalmente, o

attraverso schemi e mappe concettuali;

18. rilevare che la conduzione avviene principalmente nei solidi, la convezione

nei fluidi, l'irraggiamento nel vuoto;

L'allievo è in grado di : 1. riconoscere e descrivere semplici

situazioni e fenomeni in cui il calore si

evidenzia concretamente come una forma

di energia; 2. individuare la relazione tra calore e

movimento;

3. distinguere il calore da altre forme di energia;

4. rilevare che il calore si trasferisce da un

corpo caldo a uno meno caldo; 5. rilevare che c'è trasferimento di calore fra

due corpi fino a quando non hanno

raggiunto la stessa temperatura;

6. rilevare la relazione tra calore (acquistato/perduto) e variazione della


3. DI ECCELLENZA


7. riconoscere la temperatura come una

caratteristica fisica dei corpi; 8. rilevare che il calore viene scambiato e

non posseduto dai corpi;

9. utilizzare correttamente le unità di misura

del calore ( caloria, joule) e della temperatura

( grado centigrado);

10.distinguere tra la dilatazione lineare e quella

volumetrica di un corpo;

11.rilevare la dipendenza della dilatazione lineare da variabili quali: materiale,

quantità di calore fornito, lunghezza,

spessore, tempo

di esposizione al calore; 12.rilevare che la dilatazione dei gas è

maggiore di quella dei liquidi e dei solidi, a

parità di calore fornito; 13.utilizzare il modello microscopico della

materia per spiegare qualitativamente la

differenza tra calore e temperatura; 14.utilizzare il modello microscopico della

materia per spiegare la diversa

dilatazione dei corpi;

15.riconoscere i meccanismi di propagazione del calore in semplici fenomeni termici;

16. distinguere tra conduzione, convezione e

irraggiamento; 17.saper descrivere qualitativamente la

dilatazione dei corpi verbalmente, o

attraverso schemi e mappe concettuali; 18.rilevare che la conduzione avviene

principalmente nei solidi, la convezione

nei fluidi, l'irraggiamento nel vuoto;

19.spiegare in termini microscopici i tre meccanismi di propagazione del calore;

20.riconoscere l'emissione e l'assorbimento

delle radiazioni termiche in semplici fenomeni;

21. rilevare che superfici scabre e scure

emettono ed assorbono di più rispetto

a superfici lucide e speculari; 22. spiegare in termini microscopici il diversi

assorbimento ed emissione delle radiazioni

termiche da parte delle superfici dei corpi.


Sono riportate di seguito le varie fasi del percorso didattico, relativo ai

quattro sottomoduli, di cui consta il Modulo D, attraverso i contributi più

significativi prodotti dai sei gruppi di alunni.

Le fasi sono corredate di note esplicative e di riflessioni a carattere

didattico.

Nella trattazione del Modulo D, si è fatto ricorso in modo preponderante,

per la natura dei contenuti, al metodo induttivo - sperimentale.

Il percorso operativo è stato affrontato in maniera problematica, ricorrendo

sempre alla discussione e alla successiva attività di concettualizzazione delle

questioni oggetto di studio.

Alla fine della trattazione del Modulo, è riportata un'appendice con gli

strumenti di verifica dell'apprendimento e dei relativi criteri di valutazione e

autovalutazione utilizzati.

FASI DEL PERCORSO SPERIMENTALE CON L'INDICAZIONE DELLA

METODOLOGIA SCIENTIFICA SEGUITA, DEGLI STRUMENTI E DELLE

TECNOLOGIE UTILIZZATI


22/03/02

Gli allievi hanno osservato sperimentalmente, in seconda, il comportamento di

alcuni materiali al calore; hanno lavorato sul modello microscopico della

materia, ipotizzandolo dall'osservazione indiretta di fenomeni fisici molto comuni, e noti dall'esperienza quotidiana, quali la diffusione di un liquido

colorato nell'acqua, la dissoluzione del sale o dello zucchero in un liquido come

acqua, caffè e tè; hanno studiato gli stati fisici della materia anche in termini

microscopici.

Hanno, infine, interpretato, alla luce del modello microscopico, vari fenomeni

fisici dipendenti dal calore, rilevando e confrontando dati, costruendo tabelle

e grafici temperatura/tempo.

Le esperienze, che saranno illustrate, hanno voluto affrontare ad un primo

livello il concetto di calore attraverso le seguenti domande problematiche:

1. Il calore è una sostanza oppure è " qualcosa" di immateriale? 2. Il calore può essere considerato come "una forma di energia" ?

Le domande, scaturite dai ragazzi, sono di portata concettuale davvero

sorprendente, rapportate alla loro età, e sollevano questioni didattiche

notevoli, che dovranno essere affrontate in maniera adeguata nel successivo livello scolare.

1^ SOTTOMODULO: il calore come forma di energia


Ipotesi

Dopo animata discussione, i ragazzi hanno ipotizzato che, se il calore fosse una

qualche sostanza che si trasmette con il riscaldamento di un corpo, questo

dovrebbe pesare di più; se invece fosse „qualcosa di immateriale’, lo stesso corpo, dopo il riscaldamento, dovrebbe conservare inalterato il proprio peso.

Materiale

3 pesetti rispettivamente da 100 g, 20 g, 10 g 1 fornello a gas

1 treppiede

1 pinza di legno

1 bilancia da cucina

1 piastrella di ceramica

Il calore è una sostanza oppure è " qualcosa" di immateriale?


Procedimento

posizionare la piastrella di ceramica sulla bilancia, dopo averne tolto la base

originale in materiale plastico, facendo attenzione che l‟indice segni lo zero;

accendere la piastra elettrica; riscaldare ciascuno dei pesetti uno alla volta, ponendoli sulla piastra per 5

minuti;

trasportare, uno alla volta, i pesetti sulla bilancia, afferrandoli con la pinza

di legno; fare attenzione a pesare ciascun campioncino metallico prima e dopo il

riscaldamento, registrando i pesi in una tabella.

Peso „a freddo‟ Peso „a caldo‟

10 grammi 10 grammi

20 grammi 20 grammi

100 grammi 100 grammi

Osservazione Si è rilevato dalle misure effettuate, prima e dopo il riscaldamento, che il

peso di ciascun campioncino metallico è rimasto invariato.

Conclusioni L‟ipotesi fatta dai ragazzi è stata confermata.

Si è , quindi, concluso, in base all‟evidenza sperimentale, che il calore „non è

una sostanza ma qualcosa di immateriale.‟

DOMANDA APERTA: "Se il calore non è una sostanza, come è stato

verificato, che ‘cosa’ sarà invece?".

TABELLA


5/04/02

Ipotesi(formulata dai ragazzi)

"Attingendo alle nostre conoscenze, ricavate dai diversi ambiti, sappiamo che l’energia genera movimento. Pertanto se, con il nostro esperimento, riusciremo

ad ottenere un movimento come conseguenza del calore impiegato, potremo

rispondere affermativamente alla domanda".

Materiale:

beuta;

acqua di rubinetto;

imbuto termo - resistente;

fornello a gas; treppiede;

mattonella di ceramica

elica di stagnola con supporto, costruita dai ragazzi.

Il calore può essere considerato "una forma di energia"?


Procedimento:

accendere la piastra elettrica, dopo averla posta sulla piastrella isolante;

sistemare, sulla piastra, la beuta piena d‟acqua, coperta da un imbuto;

avvicinare l‟elica di stagnola, sul suo alto supporto, in modo da sistemarla in asse con l‟imbuto;

attendere il riscaldamento dell‟acqua, contenuta nella beuta.

Osservazione: trascorso un po‟ di tempo, con il progressivo intensificarsi dell'evaporazione,

il vapore viene convogliato dall‟imbuto verso l‟elica;

l‟elica inizia a girare, prima più lentamente e poi con più decisione

all‟aumentare della quantità di vapore acqueo; a un dato istante, spento il fornello, si osserva l‟elica rallentare il suo

movimento per poi fermarsi dopo un po‟.

Discussione e conclusioni: L‟evidenza sperimentale conferma l'ipotesi formulata: il calore è una forma

di energia in quanto attraverso il vapore induce il movimento dell‟elica.

Questo cessa quando non viene fornito più calore, con lo spegnimento del

fornello, e, di conseguenza, si riduce notevolmente la quantità di vapore

rilasciato.

DOMANDA APERTA:

"Le particelle rilasciano tutta l’energia che ricevono mediante il

riscaldamento?".

NOTA DIDATTICA

Anche questa domanda solleva questioni didattiche di notevole spessore legate al principio di conservazione dell‟energia e ai fenomeni dissipativi. In futuro tali

questioni dovrebbero essere affrontate in maniera adeguata.


12/04/02

I ragazzi adesso dispongono di elementi sufficienti a discriminare il calore dalla

temperatura. Hanno compreso che il primo è una forma di energia legata al movimento delle

particelle materiali e che esso passa da un corpo più caldo ad uno meno caldo

provocando il raffreddamento del primo e il riscaldamento del secondo.

Ad esempio, immergendo un chiodo rovente in un bicchiere con dell'acqua si ha un trasferimento di calore dal chiodo al liquido, che può essere rilevato

misurando, con un termometro, la temperatura dell'acqua prima e dopo

l'immersione del chiodo.

Hanno già potuto constatare in seconda media che, riscaldando, a fiamma

costante, masse d'acqua disuguali, queste si riscaldano diversamente.

Precisamente, alla massa più calda corrisponde una temperatura maggiore, rilevata con il termometro.

Quindi, due corpi, a cui è trasmessa una stessa quantità di calore, possono

trovarsi a temperatura differente.

I ragazzi hanno discusso a lungo sulla diversa natura di calore e temperatura, riportando, a sostegno delle loro argomentazioni, o esempi noti dal quotidiano

o i diversi fenomeni studiati nel corso della propria esperienza scolastica.

Si riportano le conclusioni condivise a cui sono pervenuti: " La temperatura e il calore sono due grandezze fisiche diverse. L a seconda è

una forma di energia, la prima ci dice quanto un corpo è caldo o freddo e, in

un certo senso, ci indica il grado di concentrazione raggiunto dal calore in un

corpo. Sappiamo che la temperatura viene rilevata con il termometro

( abbiamo svolto diverse esperienze in seconda) e che la sua unità di misura è il grado centigrado. Sappiamo anche che, quando si mettono a contatto due

2^ SOTTOMODULO:Diversa natura delle grandezze fisiche: calore e

temperatura

Trasferimento di calore


corpi a diversa temperatura, quello più caldo cede calore a quello meno caldo e

questo trasferimento continua fino a quando essi non hanno raggiunto la

stessa temperatura".

I ragazzi si sono chiesti se può essere stabilità la quantità di calore che si

trasmette da un corpo a un altro, formulando la seguente domanda.

19/04/02

Ipotesi (formulata dai ragazzi) " Se consideriamo 100 grammi d'acqua a temperatura ambiente, poniamo che

sia di 20 °C, e la riscaldiamo con un fornello elettrico fino a portarla ad una

temperatura di 21 °C, sarà necessaria una determinata quantità di calore. Se

volessimo aumentare di un grado centigrado la temperatura di un grammo

d'acqua basterebbe dividere per 100 la quantità di calore precedentemente fornita.

Questa potrebbe servire di riferimento per trovare l'unità di misura del calore.

Ma come fare e con quale strumento?"

L'ipotesi dei ragazzi non è affatto banale ma le difficoltà sorte per determinare

la quantità di calore necessaria per aumentare di un grado centigrado un

grammo d'acqua sono state veramente notevoli, per cui ho introdotto a questo

punto teoricamente il concetto di caloria, appigliandomi al loro ragionamento e specificando che avrebbero affrontato operativamente la questione nel

successivo corso di studi.

Pertanto, l'unità di misura del calore si chiama caloria: essa è la quantità di

calore necessaria per aumentare di un grado centigrado (da 14,5 °C a

15,5 °C) un grammo di acqua distillata.

Si può misurare la quantità di calore che si trasmette da un corpo ad

un altro?

Definizione di caloria


26/04/02

ISTITUTO COMPRENSIVO

STATALE "C.Bassi"

LABORATORIO SCIENTIFICO

A.S. 2001/02

Classe: 3B Data:26/04/02

Gruppo: the Draimy

PROBLEMA - DOMANDA : "Cosa succede riscaldando delle sbarrette metalliche

di materiale diverso?"

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: dilatazione lineare di sbarrette metalliche

SCOPO : osservare la dilatazione di un corpo solido ( il cui spessore è

trascurabile rispetto alla sua lunghezza).

PRINCIPI E RIFERIMENTI TEORICI: calore, temperatura, modello

microscopico della materia.

STRUMENTI

ATTREZZATURE E

APPARECCHI

MATERIALI E

SOSTANZE

1) dilatometro lineare

1) accendino

1) 1 sbarretta di ferro 2) 1 sbarretta di ottone

3) 1 sbarretta di alluminio

4) alcool denaturato NOTA: le sbarrette cilindriche sono lunghe 20 cm e lo spessore è di 5 mm circa.

PROCEDIMENTO:

per ogni misurazione, inserire un‟asticciola di metallo nei fori praticati in due

sostegni del dilatometro;

bloccarla in uno di questi fori con una vite;

porre l‟altro estremo dell‟asticciola a contatto con una leva che, quando viene premuta, regola il movimento di un indice su una scala graduata;

accendere un fornello ad alcool, situato al di sotto dell‟asticciola.

3^ Sottomodulo: esperienze sulla dilatazione termica dei corpi solidi,

liquidi, aeriformi.

1^ Esperienza: la dilatazione dei corpi solidi


NOTA: naturalmente le sbarrette si dilatano volumetricamente ma tale dilatazione

può essere considerata trascurabile rispetto a quella lineare.

DOMANDE APERTE:

1. la lunghezza della sbarretta influenza la dilatazione lineare del metallo, a parità di

altre variabili ( materiale metallico, spessore, quantità di calore fornito)?

SCHEMA DI MONTAGGIO

APPARECCHIATURE:

OSSERVAZIONI: - l‟asticella di metallo, dilatandosi per effetto del calore, muove una leva,

che, a sua volta, aziona un indice il quale, su una scala graduata, segna il

grado di dilatazione;

- l'indice segna tre differenti valori per la dilatazione di ciascuna delle sbarrette metalliche;

- la dilatazione della sbarretta di ottone, dopo 30 sec. dall'accensione del

fornelletto, fa spostare l'indice di 5 tacche sulla scala graduata;

- la dilatazione della sbarretta di alluminio, dopo 30 secondi dall'accensione , fa spostare l'indice di 7 tacche sulla scala graduata;

- la dilatazione della sbarretta di ferro, dopo 30 sec. dall'accensione, non

evidenzia una dilatazione apprezzabile dal dilatometro mentre dopo circa

2 minuti minuti fa spostare l'indice di 3 tacche sulla scala graduata;

- dopo lo spegnimento del fornello, l'indice ritorna sullo zero, con tempi diversi per le tre sbarrette metalliche.

CONCLUSIONI: - il metallo che, a parità di tempo di esposizione alla fiamma, evidenzia

una maggiore dilatazione è l'alluminio, seguito dall'ottone e dal ferro.

- La dilatazione lineare di una sbarretta metallica dipende, quindi, dal

materiale di cui è costituita, a parità di altre variabili (tempo di

esposizione alla fiamma, lunghezza, spessore ).

ViteSistema di leve

Ferro Ottone Alluminio

Dilatometro lineare


2. lo spessore della sbarretta influenza la dilatazione lineare del metallo, a parità di altre variabili ( materiale metallico, lunghezza, quantità di calore fornito)?

3/ 05/02

ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.Bassi"

LABORATORIO

SCIENTIFICO

A.S. 2001/02

Classe: 3B

Data:3/05/02

Gruppo: gli Avvoltoi

PROBLEMA - DOMANDA :"Cosa succede ad un liquido fornendogli calore?"

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: la dilatazione dei liquidi.

SCOPO : osservare la dilatazione di un liquido.

PRINCIPI E RIFERIMENTI TEORICI: temperatura, calore, modello microscopico della materia

STRUMENTI

ATTREZZATURE E APPARECCHI

MATERIALI E SOSTANZE

1) termometro

1) fornello elettrico

2) ampolla di vetro pyrex 3) tappo di gomma

forato

4) tubicino di vetro

5) becker 6) pennarello indelebile

1) acqua

2) acqua colorata

PROCEDIMENTO:

- utilizzare un‟ampolla di vetro pyrex, dotata di un tappo di gomma forato; - versare, nell'ampolla, 61 cm³ di acqua colorata;

- infilare, nel tappo, un tubicino di vetro, dopo averne misurato il diametro

( 0, 8 cm) con un calibro , e fissare l'ampolla ad un sostegno;

- inserire l'ampolla a bagnomaria nell'acqua del becker; - rilevare la temperatura ambiente dell'acqua del bagno e il volume iniziale

del liquido colorato ( 61 cm³);

- accendere il fornello e rilevare, per alcuni valori della temperatura, il livello

raggiunto dal liquido colorato dell'ampolla, marcandolo con un pennarello

2^ Esperienza: la dilatazione dei corpi liquidi


indelebile sulla parete del tubicino.


SCHEMA DI MONTAGGIO APPARECCHIATURE:

ELABORAZIONE DATI:

t (°C) V (cm³ ) h cm ΔV = π x r² h cm³

20 61, 0000 0, 0 0, 0000

38 61, 6531 1,3 0, 6531

52 62, 5072 3, 0 1, 5072

63 64, 0144 6, 0 3, 0144

74 65, 7728 9, 5 4, 7728

84 69, 7920 17, 5 8, 7920

96 72, 8064 23, 5 11, 8064

h indica il livello raggiunto dal liquido colorato nel tubicino all'aumentare della temperatura. ΔV = π x r² h indica la variazione di volume del liquido in funzione dell'altezza raggiunta dal liquido nel tubicino; r indica il raggio della sezione trasversale del tubicino. V = Vi + ΔV permette di calcolare il volume del liquido ad una determinata temperatura a partire dal volume iniziale. Riportando, in un grafico cartesiano, la variazione del volume in funzione dell'altezza del liquido si ottiene una semiretta uscente dall'origine degli assi, che esprime una funzione di proporzionalità diretta fra ΔV e h .

GRAFICO

60

62

64

66

68

70

72

74

0 50 100 150

T(°C)

V(c

m³)

Il grafico indica la variazione del volume del liquido colorato al variare della temperatura

OSSERVAZIONI:

il volume dell'acqua colorata dell'ampolla aumenta progressivamente

all'aumentare della quantità di calore che assorbe, come si può rilevare dall'elaborazione dei dati raccolti.

CONCLUSIONI:

i liquidi con il calore si dilatano, aumentando di volume, e il fenomeno è più

vistoso di quello che si osserva nei solidi.


3/05/02

ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.Bassi"

LABORATORIO

CHIMICO - FISICO

A.S. 2001/02

Classe: 3B

Data: 3/05/02

Gruppo: le Aquile nere

PROBLEMA - DOMANDA : "Cosa succede a un gas riscaldandolo?"

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: la dilatazione termica dei gas.

SCOPO : osservare la dilatazione di un gas.

PRINCIPI E RIFERIMENTI TEORICI: temperatura, calore, modello

microscopico della materia.

STRUMENTI

ATTREZZATURE E APPARECCHI

MATERIALI E SOSTANZE

1) termometro

1) siringa senz‟ ago


3) supporto con pinze 4) becKer

1) acqua

PROCEDIMENTO:

prendere una siringa senz‟ago e chiuderne ermeticamente il foro di uscita

fondendola sulla fiamma. Riempire un becker d‟acqua e posizionarlo sul fornello elettrico.

Fissare la siringa sul supporto e immergerla non completamente nell‟acqua.

Immergere un termometro vicino alla siringa, fissandolo sul supporto.

Accendere il fornello

3^ Esperienza: la dilatazione dei corpi gassosi


NOTA

E' importante notare che nel primo esperimento, relativo ala dilatazione delle sbarrette metalliche , abbiamo misurato una dilatazione lineare,

anziché una dilatazione volumetrica, perché abbiamo considerato

trascurabile lo spessore di questa rispetto alla sua lunghezza.

Nella dilatazione dell'acqua colorata ( secondo esperimento), abbiamo misurato un aumento di livello ovvero una lunghezza. Quindi, potrebbe

sembrare che sia stata misurata una dilatazione lineare. In realtà,

abbiamo misurato una variazione di volume tramite una misurazione di

lunghezza, poiché l'aumento di livello è determinato dall'aumento di volume del liquido.

Per concludere, possiamo affermare che i gas si dilatano molto di più

delle sostanze liquide e solide, e che i solidi si dilatano meno di tutti.

Questo fa comprendere come, l'aver trascurato, nel secondo

esperimento, la dilatazione dell'ampolla di vetro, porti ad un errore trascurabile.

SCHEMA DI MONTAGGIO APPARECCHIATURE:

DATI SPERIMENTALI:

Vi = 25 cm³(aria nella siringa)

Ti = 15 °C (dell'acqua nel becker)

Vf = 29 cm³( aria nella siringa) Tf = 90 °C (dell'acqua nel becker)

OSSERVAZIONE: aumentando il calore fornito, il gas all‟interno della siringa si dilata volumetricamente e lo stantuffo scorre all'indietro.

CONCLUSIONI: abbiamo osservato che anche i gas si dilatano, come succede

per i solidi e per i liquidi, e, inoltre, molto di più rispetto a questi.

Becher

Siringa

Fornello

elettrico

Supporto


10/05/2002

PREMESSA

Le esperienze, svolte per il 4^ sottomodulo, sono state introdotte, insieme alle

esperienze sulla dilatazione dei corpi del 3^ sottomodulo, per cercare di

approfondire la natura del calore.

I ragazzi hanno compreso, attraverso il percorso sperimentale seguito, che

essa ha a che fare con l'energia ma l'astrattezza del modello microscopico della

materia, anche se affrontato operativamente in seconda, pone, comunque, dei limiti di comprensione, tanto più a questa età.

D'altronde, anche noi adulti, e a volte "specialisti" della materia, non

ricorriamo, forse, a termini ed espressioni derivati dalla teoria del calorico

quando diciamo che il calore "passa" da un corpo ad un altro, come fosse una sostanza; e con analogo significato parliamo di "quantità di calore"

posseduta da un corpo, ancora oggi che siamo a conoscenza dell'esistenza

delle molecole?

Ho illustrato ai ragazzi lo scopo delle esperienze sulla propagazione del calore,

anticipando che i meccanismi fondamentali sono tre:

1. conduzione;

2. convezione; 3. irraggiamento.

4.

Le esperienze sono precedute dalla seguente attività di indagine su alcune loro

preconoscenze e di riflessione su alcuni fenomeni termici quotidiani.

Ho indotto i ragazzi a riflettere sulle differenti sensazioni termiche

provate,d'inverno, scendendo dal letto e poggiando i piedi nudi sul pavimento oppure sul tappeto;

sensazione di freddo per il pavimento;

sensazione "neutra" per il tappeto.

4^ Sottomodulo: esperienze sulla propagazione del calore nei diversi

mezzi fisici.

Preconoscenze e riflessione su alcuni fenomeni termici quotidiani.


Come mai, se pavimento e tappeto si trovano nello stesso ambiente e quindi a

uguale temperatura?

Un alunno risponde: " Sembrerebbe quasi che il pavimento sottragga calore ai nostri piedi e il tappeto no".

Il ragazzo si è avvicinato molto alla realtà; preciso, quindi, che le diverse

sensazioni termiche sono dovute, oltre che alla differenza di temperatura, anche a quanto calore viene scambiato nell'unità di tempo.

Infatti, toccando oggetti metallici o un pavimento di marmo, si avverte una

sensazione di freddo; al contrario, a contatto con legno, lana, polistirolo, la sensazione che se ne trae è, se non proprio di caldo, piuttosto neutra.

Con esperimenti quantitativi, in questo ambito non svolti, si potrebbe provare

che i materiali come il polistirolo e la lana sono cattivi conduttori di calore, al contrario i materiali che provocano sensazione di freddo sono buoni conduttori

di calore.

A questo punto sottopongo ai ragazzi la seguente domanda:

" Cosa succede quando tocchi un oggetto metallico e un oggetto di legno a

temperatura superiore a quella del tuo corpo? Quale dei due ti sembrerà più caldo?"

La maggior parte dei ragazzi ha formulato un' ipotesi esatta, ma, poiché

qualcuno era dubbioso, abbiamo effettuato la prova.

Da questa è risultato che, fra i due corpi, quello metallico fornisce questa volta

la maggiore sensazione di caldo proprio perché è un buon conduttore del

calore.


ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.BASSI"

LABORATORIO

SCIENTIFICO

A.S. 2001/02

Classe:

Data: 10/05/02

Gruppo: le H2O

PROBLEMA - DOMANDA : come si propaga il calore in una asticciola

metallica e in una di vetro?

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: La conduzione del calore nei solidi

SCOPO : osservare la propagazione del calore in due materiali diversi ( un

buon conduttore e un cattivo conduttore)

PRINCIPI E RIFERIMENTI TEORICI: concetti di calore e

temperatura, modello microscopico della materia.

STRUMENTI

ATTREZZATURE E

APPARECCHI

MATERIALI E

SOSTANZE

5)

2)

3) 4)

5)

1) un ago da maglia o

un'asticciola metallica 2) un'asticciola di vetro

3) graffette metalliche

4) pinza di legno

5) due sorgenti di calore

1) cera di candela

2)

3) 4)

5)

1^ Esperienza: la propagazione del calore per conduzione.


PROCEDIMENTO:

prendere le due asticciole, per quella metallica può andare bene anche

un ago da maglia;

fissare su entrambe, con della cera di candela fusa, alcune graffette metalliche, disposte ad intervalli regolari e uguali;

attivare due sorgenti di calore, possono andar bene anche due candele

fissate su una piastrella di maiolica;

esporre contemporaneamente le due asticciole alle sorgenti di calore e

attendere.

SCHEMA DI MONTAGGIO

APPARECCHIATURE:

Fig.1

Fig.2


OSSERVAZIONE: precisato che le due asticciole hanno la stessa lunghezza e lo stesso

spessore, dopo pochissimo tempo dall'esposizione al calore, l'asticciola

metallica si riscalda al punto da dover ricorrere ad una pinza di legno per poterla sorreggere senza scottarsi le dita; l'asticciola di vetro, invece,

non si è riscaldata in modo significativo.

La cera, che tiene fissate le graffette inizia a fondere e la prima graffetta

si stacca cadendo.

La prima graffetta dell'asticciola di vetro si stacca quando già la terza dell'ago da maglia è venuta giù, seguita subito dalla quarta e così via

dalla quinta ed ultima mentre ancora la seconda graffetta dell'asticciola

di vetro è salda al suo posto.

CONCLUSIONI: l'esperimento conferma qualitativamente quanto già previsto: l'asticciola

metallica è buona conduttrice del calore e quella di vetro cattiva. La quantità di

calore che si propaga nell'unità di tempo è maggiore nella prima che nella

seconda.

Cosa avviene dal punto di vista microscopico nella conduzione del

calore?

Discussione

"Sappiamo che all'aumentare della temperatura le molecole di tutti i corpi si

muovono più velocemente. Perciò, quando un corpo caldo è messo a contatto

con uno freddo, le molecole del primo cedono parte della loro energia cinetica alle molecole del secondo.

Dall'esterno non possiamo vedere cosa succede alle molecole e possiamo solo

affermare che una certa quantità di calore passa dal corpo caldo a quello

freddo fino a quando entrambi non si sono portati alla stessa temperatura".

Perché certi materiali conducono meglio il calore di certi altri?

Discussione " Il modello cinetico molecolare ci viene in aiuto. Sappiamo che nei cristalli dei

metalli le particelle elementari che li costituiscono sono disposte in modo

ordinato e compatto, come se fossero in fila, mentre nei corpi isolanti come il

vetro questo non avviene essendo la disposizione delle particelle piuttosto

disordinata. Pertanto un urto alla fila ordinata dei primi provoca una vibrazione che si trasmette a tutta la fila con la stessa ampiezza mentre la dove c'è

disordine la vibrazione non può trasmettersi con la stessa ampiezza e si dirama

in varie direzioni. Il calore, perciò, si propaga con molta difficoltà nei materiali

come il legno, il vetro, la lana."


NOTA DIDATTICA.

In realtà i corpi metallici sono buoni conduttori del calore non solo perché i loro atomi sono ordinati ma anche e soprattutto perché l'energia cinetica viene

trasportata dagli elettroni liberi di muoversi nel cristallo.

Nei liquidi le particelle sono abbastanza disordinate, nei gas, infine, il disordine

è massimo, quindi le vibrazioni si propagano con molta difficoltà nel volume da essi occupato. Questo spiega la bassissima conduttività termica dell'aria.

Dal punto di vista teorico, il modello cinetico molecolare ci offre un indizio

molto interessante sulla natura del calore:sembra che si tratti solo di

movimenti più o meno accentuati delle particelle elementari.

ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.Bassi"

LABORATORIO

CHIMICO - FISICO

A.S. 2001/02

Classe: 3B

Data: 10/05/02

Gruppo: le Aquile

nere

PROBLEMA - DOMANDA : "Come si propaga il calore in un liquido?"

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: Propagazione del calore nei liquidi per

convezione SCOPO : osservare la dilatazione di un liquido

PRINCIPI E RIFERIMENTI TEORICI: temperatura, calore, modello

microscopico della materia, passaggi di stato.

STRUMENTI

ATTREZZATURE E

APPARECCHI

MATERIALI E

SOSTANZE

6) 1 becker

2) 1 piastra elettrica

1) acqua

7) segatura

2^ Esperienza: la propagazione del calore per convezione


PROCEDIMENTO:

prendere 1 becker e riempirlo d‟acqua; aggiungerci della segatura che funzionerà come indicatore;

posizionare il sistema sulla piastra elettrica e aspettare il riscaldamento.

DOMANDA: "Perché in un liquido la propagazione del calore avviene con

trasporto di materia e in un solido invece no?"

La domanda è sorta spontaneamente in alcuni gruppi e presto si è trasformata

in discussione generale.

SCHEMA DI MONTAGGIO

APPARECCHIATURE:

OSSERVAZIONE: dopo pochi minuti si iniziano a vedere degli spostamenti:

la segatura sale verso l‟alto mano a mano che il calore aumenta e, in

prossimità dell‟ebollizione, si intravedono due vortici a spirale, simili a due circoli chiusi

Quando si toglie il becker dalla piastra e si mette a contatto con una superficie

più fredda si nota che da esso esce del vapore e che il livello dell‟acqua si è

abbassato. Contemporaneamente il movimento della segatura rallenta con la perdita di calore.

CONCLUSIONI: sulla base dell'evidenza sperimentale si è dedotto che la

propagazione del calore in un liquido avviene con trasporto di materia; i

movimenti osservati si chiamano moti convettivi.

Becker con sughero e acqua a temperatura ambiente

Piastra elettrica

Becker con sughero e acqua con temperatura maggiore di quella iniziale

Becker con sughero e acqua dopo aver spento la piastra


I ragazzi in seconda media hanno studiato approfonditamente il modello

microscopico della materia, ricavandolo in maniera indiretta, ovviamente, dallo

studio di particolari fenomeni come la dissoluzione di zucchero o sale

nell'acqua, la diffusione di una goccia di blu di metilene in acqua, i passaggi di stato dell'acqua e alcuni comportamenti termici della materia.

Pertanto, hanno messo in relazione la modalità di diffusione del calore in un

liquido con la struttura microscopica di tale stato di aggregazione.

Queste le conclusioni alle quali sono giunti, formulate con le loro parole:

" Sappiamo che in un liquido i legami interparticellari sono più deboli che in un

solido, tanto da permettere alle particelle materiali di allontanarsi abbastanza fra di loro ma fino ad un certo punto. Assorbendo calore da una sorgente le

particelle allentano ancor di più i legami di richiamo distanziandosi

ulteriormente.

Osservando i movimenti delle correnti ascensionali di acqua nel becker, messi

in evidenza dalla segatura che appare trascinata verso l'alto, sembrerebbe quasi che le particelle siano diventate più leggere.

Ma le cose stanno proprio così oppure l'energia termica acquistata le ha

velocizzate facendole risalire in superficie?

Forse sono vere entrambe le ipotesi. In effetti l'acqua calda, dilatandosi è anche meno densa e di conseguenza più leggera di quella meno calda, che si

trova nelle altre parti.

Le correnti discendenti verso il basso in effetti sembrano essere inevitabili

perché le particelle" più calde" risalite "scacciano"quelle più fredde costringendole verso il basso.

Le particelle della corrente discendente sono anche più lente perché meno

calde ed è come se rimanessero indietro rispetto a quelle più veloci che

risalgono. Quando, a loro volta, acquistano energia in vicinanza alla sorgente di

calore, risalgono richiamando le particelle più fredde e il processo continua finchè la sorgente di calore è attiva.

Quando, infatti, questa viene spenta si assiste ad un progressivo rallentamento

dei movimenti, prima vorticosi, fino a quando cessano completamente a

raffreddamento raggiunto

In definitiva, i moti convettivi osservati sembrano originati da differenze di

densità del liquido, consequenziali alle differenze di temperatura.

Questi moti, prodotti naturalmente da differenze di temperatura, vengono sfruttati in molti impianti solari per acqua calda mediante la disposizione dei

pannelli in basso e il serbatoio in alto. Tale disposizione permette all'acqua di

circolare per convezione naturale senza l'impiego di costose pompe."

Un' altra considerazione dei ragazzi è stata la seguente:


" Ci sembra che la convezione del calore avvenga anche nell'aria. Infatti,

nell'esperimento dell'elica di stagnola, questa si è messa in moto per azione

delle correnti ascensionali di aria calda, generate nell'ambiente dal sistema

scaldante fornello/beuta, , quindi, ancora per differenze di densità dell'aria, dovute alle differenze di temperatura."

NOTA DIDATTICA:

Le conclusioni dei ragazzi sono veramente interessanti e, anche se il fenomeno è molto più complesso, stanno acquisendo il giusto modo di affrontare lo

studio dei fatti scientifici.

Avranno modo di comprendere che, dal punto di vista molecolare, la

conduzione non differisce molto dalla convezione. Infatti, in entrambi i casi, il calore si propaga per urti delle molecole dal

corpo caldo al corpo freddo, ma, mentre nei fluidi il processo si manifesta con

spostamento di materia, nei solidi questo non avviene, nel senso globale del

termine.

Nel livello scolare superiore avranno modo di approfondire le questioni poste

mediante lo studio dei moti molecolari browniani, spontanei nei liquidi e nei

gas, meno accentuati nei primi e intensi nei secondi.

Moti convettivi


17/05/02

Nell'introduzione del 4^ sottomodulo, avevo già specificato ai ragazzi le tre

modalità di propagazione del calore anticipando che l'irraggiamento è la forma

più complessa per il suo grado più elevato di "astrattezza".

Prima di passare agli esperimenti ho avviato una riflessione su alcune

trasformazioni energetiche, conosciute dall'esperienza quotidiana, in cui

interviene l'irraggiamento per prepararne lo "scaffolding" più appropriato, ponendo le seguenti domande:

1. "Quando ci esponiamo sulla spiaggia ai raggi solari, è solo l'aria che ci

scalda o anche l'energia che proviene direttamente dal sole?". 2. "E quando esponiamo la nostra mano ad una fiamma o ad un

riscaldatore qualunque, a temperatura elevata?".

I ragazzi hanno convenuto che, in effetti, in queste situazioni la convezione

non è sufficiente a dare spiegazione del fenomeno, per cui è necessario ipotizzare un'altra modalità di propagazione del calore, l'irraggiamento,

appunto.

Altra domanda:

"L'energia, proveniente dal sole o da altre sorgenti ad alta temperatura, si

trasforma, secondo voi, soltanto in energia termica?".

I ragazzi,dopo aver discusso fra di loro, hanno risposto di no, portando a

sostegno della loro conclusione alcuni esempi:

le foglie degli alberi utilizzano l'energia solare per produrre energia

chimica con la fotosintesi clorofilliana;

Esperienze sulla propagazione del calore per irraggiamento.


l'abbronzatura della pelle è un effetto chimico che si aggiunge al

riscaldamento della pelle;

nella cellasolare fotovoltaica al silicio, costruita in Educazione tecnica,

si ottiene energia elettrica in grado di far funzionare un motorino.

Le conclusioni dei ragazzi non fanno una grinza, pertanto possiamo

convenire che esiste una forma di energia raggiante proveniente da sole

o da altre sorgenti ad alta temperatura, che può trasformarsi in energia termica, chimica, elettrica e in altre forme a seconda del corpo che la

riceve.

L' irraggiamento può essere considerato una modalità di trasmissione di energia da un corpo (sorgente) ad un altro, senza trasporto di materia.

Infatti, i raggi solari attraversano lo spazio vuoto tra la terra e il sole.

ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.BASSI"

LABORATORIO

SCIENTIFICO

A.S. 2001/02

Classe:

Data: 17/05/02

Gruppo: le H2O

PROBLEMA - DOMANDA : come si riscaldano diverse quantità di acqua

e quantità uguali di sostanze diverse, esposte ai raggi solari?

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: effetti dell'irraggiamento solare

SCOPO : osservare il riscaldamento di materiali uguali (presi in quantità

diverse) e di materiali diversi (presi in quantità uguali).



STRUMENTI

ATTREZZATURE E

APPARECCHI

MATERIALI E

SOSTANZE 8) quattro termometri

(sensibilità un grado

centigrado)

1) quattro secchielli da

spiaggia, di plastica

trasparente

1) acqua

2) sabbia

1^ Esperienza sull' irraggiamento.


PROCEDIMENTO:

scegliere per l'esperimento una calda giornata soleggiata ( come

abbiamo fatto noi);

predisporre due diverse quantità di acqua in due dei quattro secchielli ( ne abbiamo utilizzato 1+1/2 litro nel primo; 1/2 litro nel secondo

secchiello);

predisporre due uguali quantità di acqua e di sabbia ( 1/2 litro per la

prima e l'equivalente quantità per la seconda) negli altri due secchielli;

esporre contemporaneamente, la mattina verso le dieci; i quattro

secchielli in una zona soleggiata, all'aperto e aspettare; verso le 12.30, rilevare la temperatura raggiunta dall'acqua e dalla

sabbia, inserendo due termometri uguali contemporaneamente nei due

secchielli. Verso le 15.30 del pomeriggio, ripetere la stessa procedura per i due

secchielli contenenti acqua in quantità diverse.

SCHEMA DI MONTAGGIO

APPARECCHIATURE:

Differenti quantità di acqua Uguali quantità di acqua e di sabbia

OSSERVAZIONE: i risultati ottenuti sono illustrati nelle figure 1 e 2 per le due diverse

situazioni, sintetizzate in tabella.

Materiali Temperatura

in °C

Tempo di

esposizione in ore

Acqua 1/2 l 40 2+1/2

Fig.1 Fig.2


Sabbia 1/2 l 98 "

Acqua

(1+1/2) l

85 5+1/2

Acqua 1/2 l 45 "

Le temperature sono state rilevate da quattro ragazzi diversi senza il mio

controllo, ma i valori sono plausibili.

CONCLUSIONI: sulla base dell'evidenza sperimentale, si può concludere che, a parità di esposizione ad una stessa sorgente termica:

masse diverse di sostanze uguali (acqua, nella fattispecie) si riscaldano

diversamente ( maggiormente la quantità minore);

masse uguali di sostanze diverse (acqua e sabbia) si riscaldano diversamente ( di più la sabbia).

DOMANDA: " Perché l'acqua non raggiunge la temperatura di ebollizione anche se rimane

esposta per tanto tempo alle radiazioni solari?"

La domanda è stata posta da un ragazzo e non è niente affatto banale.

RISPOSTA:

"In particolare l'acqua raggiunge un riscaldamento massimo, inferiore a quello

di 100 °C, in parte perché l'evaporazione sottrae calore al sistema, in parte per altri fenomeni più complessi che approfondirete in seguito".

Questo è stato il mio modo di cavarmela anche perché sono convinta che le

situazioni di apprendimento debbano essere riprese ed approfondite con un percorso a spirale, adeguatamente alle accresciute capacità di comprensione e

di astrazione degli allievi.

La prova semiquantitativa svolta ci fornisce interessanti informazioni

sull'irraggiamento termico e sul riscaldamento dei materiali impiegati e ha fatto sorgere nei ragazzi la curiosità di sapere se le radiazioni termiche possono

essere più o meno filtrate dai diversi materiali.

Con l'esperimento seguente proveremo a rispondere a questa domanda.


24/05/02 Con questo esperimento eseguiremo alcune prove qualitative senza l'impiego

di strumenti; utilizzeremo soltanto i nostri sensi, che sono perfettamente

capaci di fornirci preziose informazioni sull'energia radiante.

ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.BASSI"

LABORATORIO

SCIENTIFICO

A.S. 2001/02

Classe 3B

Data: 24/05/02

Gruppo: gli avvoltoi

PROBLEMA - DOMANDA : come si comportano corpi diversi esposti alle

radiazioni termiche?

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: assorbimento delle radiazioni

termiche da parte dei corpi

SCOPO : osservare come si comportano corpi diversi quando sono esposti

alle radiazioni termiche.



STRUMENTI ATTREZZATURE E MATERIALI E

2^ Esperienza: assorbimento delle radiazioni termiche da parte dei corpi


APPARECCHI SOSTANZE


2) un libro

3) matita

4) carta abrasiva

5) nastro adesivo

6) schermo forato a due strati, uno

metallico e l'altro di

materiale isolante

7) supporto di legno

per lo schermo

1) lastra di vetro o di plexiglas

2) un grosso cristallo di cloruro di sodio

3) foglio di alluminio

4) foglio di alluminio annerito

5) alcool denaturato

PROCEDIMENTO: preparare una soluzione colloidale di grafite in alcool strofinando con

carta abrasiva una mina di matita, che sarà stemperata in poco alcool

denaturato. Accendere il fornello elettrico.

Disporgli vicino lo schermo forato con la superficie metallica rivolta verso

il fornello.

Porre alternativamente la mano e la guancia immediatamente vicino allo schermo, al di là del foro.

Porre la guancia a 20 -- 30 cm dallo schermo, interponendo un libro tra

la guancia e il foro.

Togliere rapidamente il libro, rimetterlo e ritoglierlo.

Interporre una lastra di plexiglas. Interporre, in modo da coprire il foro, il grosso cristallo di sale;

Fissare, mediante nastro adesivo, sul dorso della mano un pezzo di foglio

di alluminio e avvicinare la mano al foro.

Ripetere, infine, la prova utilizzando un pezzo di alluminio annerito con la soluzione colloidale di grafite, precedentemente preparata.


SCHEMA DI MONTAGGIO

APPARECCHIATURE:

Soluzione di grafite

Cristallo di cloruro di sodio lastra di plexiglas Fornello elettrico

Foglio di alluminio Schermo a due strati con foro

OSSERVAZIONE: La mano posta vicino al foro avverte una intensa sensazione di caldo

che aumenta ancora di più con la guancia. La nostra pelle è, infatti un

ottimo misuratore di radiazioni termiche.

Interponendo il libro la sensazione di caldo cessa per ricomparire

appena lo si toglie. Questo significa che la radiazione proveniente dal foro si propaga molto velocemente, in modo diverso da come si

propaga il calore per conduzione in una sbarretta metallica.

La lastra di plexiglas si comporta come il libro, è opaca alla radiazione

termica proveniente dal foro. Il grosso cristallo di cloruro di sodio, invece, non attenua la radiazione

termica e quindi è trasparente rispetto ad essa.

La sensazione di caldo avvertita avvicinando al foro la mano ricoperta

con il foglio di alluminio è meno intensa rispetto a quando la mano è nuda.

Se la mano è ricoperta con il foglio di alluminio annerito , la

sensazione di caldo è molto più intensa rispetto alle altre prove.

CONCLUSIONI: I corpi assorbono diversamente l'energia termica radiante. In particolare

una superficie nera ne assorbe molta di più rispetto a una superficie lucida; materiali come il plexiglas o la carta sono opachi rispetto alla

radiazione; il cristallo di cloruro di sodio è trasparente rispetto ad essa.

NOTA


Dopo aver considerato l'assorbimento abbiamo studiato, sempre

qualitativamente, l'emissione dell'energia radiante da parte di superfici di

materiali diversi.

ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.BASSI"

LABORATORIO

SCIENTIFICO

A.S. 2001/02

Classe 3B

Data: 24/05/02

Gruppo: gli avvoltoi

PROBLEMA - DOMANDA : come si comportano i corpi rispetto

all'emissione di radiazioni termiche?

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: emissione delle radiazioni termiche

da parte dei corpi

SCOPO : osservare come si comportano superfici diverse rispetto

all'emissione di radiazioni termiche

3^ Esperienza: emissione dell'energia termica da parte di superfici

diverse




ATTREZZATURE MATERIALI E SOSTANZE

- Fornello elettrico - lastrina di rame ben levigata

- supporto con base d'appoggio - soluzione colloidale di grafite in alcool

- pinze isolanti

PROCEDIMENTO: Accendere il fornello elettrico. Trattare con grafite colloidale una superficie della piccola lastra di rame.

Fissare la lastrina ad un supporto in modo che sia esposta, dalla parte

non annerita, alla radiazione termica, proveniente dal fornello.

Togliere la lastrina dal fornello e disporla verticalmente, afferrandola con delle pinze isolanti.

Avvicinare la guancia prima alla superficie annerita e poi a quella non

annerita.

SCHEMA DI MONTAGGIO

APPARECCHIATURE:

OSSERVAZIONE: La sensazione di caldo, avvertita dalla pelle della guancia, è molto più intensa

in prossimità della superficie annerita.

CONCLUSIONI:


Poiché la temperatura della lastra è all'incirca uguale in ogni suo punto,

essendo il rame un ottimo conduttore, si può concludere che una superficie

nera ed opaca emette più energia termica radiante rispetto ad una superficie

lucida e levigata.

NOTA DIDATTICA:

Disponendo attorno al fornello un foglio di alluminio, a forma di semicilindro, ci si può facilmente rendere conto che, a parità di distanza, la sensazione di caldo

è, adesso, più intensa.

Si può, pertanto, concludere, che:

le radiazioni termiche possono essere opportunamente concentrate mediante

superfici riflettenti, di forma appropriata.

Gli esperimenti qualitativi, svolti relativamente all'assorbimento e all'emissione delle radiazioni termiche, hanno messo in evidenza che tali fenomeni sono

legati ai diversi corpi interessati e in particolar modo alla loro superficie.

In particolare, si è potuto constatare che superfici nere assorbono ed emettono di più rispetto a superfici lucide e speculari.

Per consolidare tale evidenza sperimentale, abbiamo eseguito altri esperimenti

qualitativi, qui non riportati, che ci hanno confermato come l'assorbimento e

l'emissione di energia radiante dipendono dalle proprietà superficiali dei corpi.

In definitiva, in tali fenomeni non conta tanto che un corpo sia di rame o di

ottone o di legno o di vetro o di altro materiale quanto la natura della sua

superficie a livello microscopico.

Abbiamo potuto rilevare, sulla base dell'evidenza sperimentale, che le superfici

più ruvide e scabre hanno capacità di assorbimento e di emissione maggiore di

quelle lucide e speculari; il colore sembra poco importante, nel senso che tra due superfici, una grigio chiaro e ruvida e l'altra grigio scuro e lucida, la prima

si riscalda ed emette di più rispetto alla seconda.

Illustriamo di seguito un esperimento quantitativo con il quale abbiamo

rilevato i tempi di raffreddamento delle due diverse superfici di una stessa lastra:

una superficie ruvida e annerita;

l'altra speculare.

I risultati ottenuti, e rappresentati in un grafico comparato, confermano quanto

rilevato con gli esperimenti qualitativi.


31/05/02

ISTITUTO

COMPRENSIVO

STATALE "C.BASSI"

LABORATORIO

SCIENTIFICO

A.S. 2001/02

Classe: 3^ B

Data: 10/05/02

Gruppo: le H2O

PROBLEMA - DOMANDA : come si raffredda una lastra a due superfici,

una scabra e annerita e l'altra speculare?

TITOLO DELL'ESPERIMENTO: tempo di raffreddamento di una

lastra

SCOPO : osservare come si raffredda una lastra a due superfici, una scabra e

annerita e l'altra speculare.

4^ Esperienza: tempo di raffreddamento di una lastra a due

superfici.




STRUMENTI

ATTREZZATURE E

APPARECCHI

MATERIALI E

SOSTANZE

9) termometro a

mercurio, fondo scala

100 °C

1) una lastra di alluminio

( dimensioni 8,0 x 16,0

cm2, spessore 1,0 mm)

2) pannello di polistirolo con scanalatura

3) lampadina ad

incandescenza da 50-

70 watt

4) nastro adesivo 5) due mattoni

1) soluzione colloidale di

grafite in alcool

2) foglio di alluminio

PROCEDIMENTO:

fissare la piccola lastra di alluminio, dalla parte posteriore, al pannello di

polistirolo, che serve ad isolarla perfettamente; disporre i due mattoni in prossimità del bordo di un banco; fissare il sistema lastrina-polistirolo ai mattoni per mezzo di nastro

adesivo, in modo che la superficie di alluminio risulti perfettamente

verticale; sistemare il termometro tra la lastra di alluminio e il pannello di

polistirolo, nella scanalatura; utilizzare una parte di un foglio di alluminio da cucina, per ispessire il

bulbo del termometro e migliorare il suo contatto termico con la lastra; scaldare per contatto la lastrina di alluminio mediante la lampadina, fino

a 80 °C; togliere la lampadina e attendere che il termometro segni 75 °C; far

partire un contasecondi; aspettare che il termometro segni 70° C e leggere il tempo,

annotandolo; continuare così, di 5 in 5 °C, fino a 30 °C annotando in una tabella i

tempi rilevati; annerire con un pennellino, intriso di soluzione di grafite, la parte

anteriore della lastra di alluminio e aspettare alcuni minuti per

l'evaporazione dell'alcool; riscaldare come prima e ripetere tutti i rilevamenti temperatura-tempo


fino a 30° C; riportare i dati in un grafico comparato.

SCHEMA DI MONTAGGIO

APPARECCHIATURE:

termometro lastrina

mattone

pannello di polistirolo

TABELLA

Temperatu ra in °C

Tempo in min (superficie annerita)

Tempo in min

(superficie speculare)

75 0 0


70 0,5 1

65 1 1,5

60 1,7 2,5

55 2,5 3

50 3 3,5

45 3,5 4,7

40 3,5 6,2

35 6 8

30 8 8

Dal grafico comparato si rileva che la superficie annerita si raffredda più rapidamente

di quella speculare

OSSERVAZIONE: si può constatare, dall'andamento delle due curve, che la superficie ruvida e

annerita si raffredda più velocemente della superficie speculare.


CONCLUSIONI: poiché la conduzione è trascurabile in quanto il polistirolo è un ottimo isolante

termico, mentre la convezione è identica in entrambe la situazioni, è l'irraggiamento che fa raffreddare diversamente la superficie speculare e quella

annerita. Possiamo, pertanto, concludere che la superficie ruvida e annerita

emette molta più energia radiante nell'unità di tempo di quella speculare.

NOTA DIDATTICA.

La trattazione del Modulo D ha comportato due settimane in più rispetto alle otto ipotizzate in fase di progettazione in quanto l'argomento, per la sua

complessità ha determinato una variabilità dei tempi, che, comunque, era stata

prevista.

APPENDICE RELATIVA AL MODULO D :

strumenti di verifica per la valutazione e l'autovalutazione dell'apprendimento; attività di recupero e di potenziamento


Sono state effettuate prove di verifica formativa ( test oggettivi veloci alla fine

dei sottomoduli) e sommativa (a fine modulo). Con le prime si sono raccolte informazioni analitiche e continue sulle modalità

di apprendimento degli allievi, utili per poter apportare dei correttivi al

percorso didattico programmato e per organizzare interventi di recupero per gli

alunni in difficoltà. Con la seconda, si sono rilevate le competenze acquisite dagli alunni, alla fine

dell'intero blocco modulare, in merito agli obiettivi fissati per i tre diversi livelli

di apprendimento individuati.

Alla fine dell'intero modulo, è stata svolta dagli alunni, organizzati in gruppi

omogenei di tre ( per quanto possibile, sulla base delle loro capacità), una

prova pratica di verifica, diversificata per i distinti livelli di apprendimento,

corredata di una relazione scritta, attraverso la quale si sono raccolte informazioni utili circa la capacità di analisi, di applicazione, di sintesi e anche

circa l'organizzazione delle idee.

Per rendere più oggettiva la valutazione di tale prova, sono state utilizzate

delle griglie di correzione per le relazioni scritte ( vedi pag.).

Sempre alla fine del modulo è stato richiesto il completamento di una mappa

concettuale semistrutturata per il livello fondamentale e la produzione

autonoma di una mappa concettuale per i livelli di consolidamento e di

eccellenza.

E' necessario somministrare, nel maggior numero possibile, un

pacchetto di prove diversificate nella loro forma in quanto i risultati

saranno più attendibili.

Importanti sono risultate anche le discussioni collettive, i brainstorming e le

interviste ai ragazzi, allo scopo di rilevare i differenti aspetti del percorso di

apprendimento.

Infine, sono stati documentati gli strumenti di autovalutazione utilizzati dagli

allievi e le attività di recupero e di potenziamento svolte per i diversi livelli

individuati nella classe

1. Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false:

In un liquido in quiete le molecole sono in continuo movimento. V F

1^ VERIFICA FORMATIVA IN ITINERE


Se si riscalda un liquido, il movimento delle sue molecole aumenta. V F

Le molecole dei solidi sono separate fra loro da larghi spazi. V F

In un solido le molecole non sono libere di allontanarsi dalle

loro posizioni. V F I legami tra le molecole aumentano quando i solidi vengono

riscaldati. V F

Nei gas le molecole sono in contatto tra loro. V F

2.

Supponi (come illustrato in figura) di immergere alcuni oggetti, di ugual peso ma

di materiale diverso, in un contenitore con dell‟acqua calda a temperatura

costante e di lasciarveli per qualche minuto. Immagina ancora di estrarli e di immergerli in recipienti diversi, contenenti la stessa quantità d‟acqua a

temperatura ambiente.

Se rilevassi la temperatura dell‟acqua nei diversi recipienti, cosa otterresti?

3. Completa le frasi seguenti utilizzando i termini in elenco:

a) Il calore emanato dal ……………………..è prodotto dalle reazioni…………………

che avvengono al suo interno.

b) Il calore è una forma di ………………………………….. c) Un esempio di fenomeno chimico è la ………………………………….., che

consiste nella combinazione di una sostanza con …………………………..

4.Inserisci il termine appropriato nelle seguenti affermazioni.

a) Il calore viene ……………………e non posseduto da un corpo.

b) Ogni sostanza ha un suo…………………………………………………………., definito come la quantità di calore necessario per per aumentare di

FIG.1

energia; combustione; sole; nucleari; ossigeno


1°C la temperatura di 1 g di sostanza.

c) Di solito il calore si trasmette dal corpo……………………………..a

quello………………………..

d) L‟unità di misura del calore è…………………………., quella della temperatura è………………………………….

e) La ………………………è una grandezza fisica che ci dice quanto un corpo è

caldo o freddo, ma non ne rileva il calore assorbito o perduto.

5. Collega le definizioni della colonna A alle parole corrispondenti della

colonna B.

A B

1. Sostanze che bruciando sviluppano calore a) calore specifico 2. Fluisce dal corpo più caldo a quello meno

caldo

b) Sole

3. Unità di misura del calore c) Temperatura 4. E‟ la fonte prima del calore d) Caloria

5. Quello dell‟acqua è elevato e) Calore

6. Viene misurata in gradi centigradi f) Combustibili

7. Viene raggiunto da due corpi quando raggiungono la stessa temperatura

g) Artificiali

8. Lo sono le sorgenti termiche diverse dal

sole

h) Equilibrio termico

6.

Fornisci una interpretazione delle grandezze calore e temperatura, utilizzando il modello microscopico della materia. Puoi anche riferirti ad uno o più esempi

specifici.

………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………..

QUESITI VELOCI IN FORMA ORALE E DISCUSSIONI

COLLETTIVE PER IL CONTROLLO IN ITINERE DELL'APPRENDIMENTO


A. Due recipienti uguali e del medesimo materiale vengono riempiti uno con 1 l

d‟acqua, l‟altro con ½ l d‟acqua alla stessa temperatura. I due recipienti vengono posti su due fornelli identici e riscaldati allo stesso modo per lo

stesso tempo. Hanno assorbito la stessa quantità di calore? Perché? L‟acqua

nei due recipienti ha la medesima temperatura?

B. Che tipo di energia passa da un corpo più caldo a uno più freddo quando li metti a contatto?

C. Il calore specifico dei metalli e delle rocce è minore di quello dell‟acqua.

Spiega con un esempio che cosa significa ciò.

D. Fai un esempio di energia cinetica che si trasforma in energia termica. E. Perché è inesatto parlare di calore posseduto dai corpi?

F. Fornendo la stessa quantità di energia termica a due corpi del medesimo

materiale ma di massa una doppia dell‟altra, come varierà la loro

temperatura? G. Spesso l‟energia termica si misura in calorie anziché in joule. Spiega che

cos‟è la caloria e a quanti joule equivale.

H. Se osserviamo crescere la temperatura di un corpo, cresce anche la sua

energia termica? Perché?

I. Il termometro è lo strumento che misura la temperatura dei corpi; qual è lo strumento che misura il calore?

J. E‟ possibile trasformare in energia termica altre forme di energia , come

l‟energia muscolare e l‟energia cinetica? Sapresti portare alcuni esempi

pertinenti? K. E‟ più esatto dire che il calore è una forma di energia o una forma di

scambio di energia? Perché?

L. Perché, percuotendo con un martello una sbarra metallica, questa si

riscalda? M. Perché, mettendo sotto il getto dell‟acqua fredda un pentolino tolto dalla

fiamma, questo si raffredda in pochissimo tempo?

NOTA DIDATTICA

I quesiti su indicati non sono stati posti in un'unica soluzione ma quando la situazione didattica lo ha reso più opportuno.

Alle volte, ho stimolato discussioni collettive lasciando che i ragazzi

intervenissero spontaneamente; altre volte ho moderato brainstorming con l'intervento, a turno, di tutti; altre, ancora, ho condotto vere e proprie

interviste ai ragazzi richiedendo una giustificazione della risposta da essi

fornita.

Le informazioni raccolte con tali modalità, insieme a quelle ottenute con i

test scritti, hanno fornito, in itinere, una valutazione attendibile sul percorso

di apprendimento.

Hanno, inoltre, permesso di intervenire, in maniera mirata, con attività di recupero rivolte ai ragazzi, che via via evidenziavano incertezze e dubbi, e

con attività di potenziamento per il livello di eccellenza.


A. Completa le seguenti affermazioni.

I corpi solidi, liquidi, aeriformi……………………..di volume se vengono

riscaldati. Questo fenomeno si chiama………………..

Un corpo si riscalda quando ……………………….termica delle sue molecole………………….

I corpi solidi, se ………………………., diminuiscono di ………………………

I binari ferroviari vengono posati lasciando un piccolo spazio fra un

tratto e l‟altro, perché il ……………………li fa…………………….. L‟acqua è l‟unico liquido che ghiacciando………………….di volume .

B.

Osserva le immagini:

Fig. 1 Fig. 2

Fig.3: Fase 1 Fig.3: Fase 2 Fig.3: Fase 3

a. Cosa rappresenta lo strumento di fig.1?

b. Che tipo di dilatazione è illustrata in fig. 2?

c. Descrivi le tre fasi illustrate in fig. 3 e indica di che tipo di dilatazione si tratta.

C.

2^ VERIFICA FORMATIVA IN ITINERE


Descrivi, anche ricorrendo ad esempi, in cosa consiste la dilatazione lineare dei

corpi e da cosa è influenzata.

………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………………

D.

Individua e correggi il/i termine/i non pertinente/i, per rendere vera l'affermazione.

1) La dilatazione lineare di un corpo è, in effetti, una dilatazione volumetrica

nella quale sono ritenute significative due dimensioni.

2) Un gas si dilata di meno rispetto a un liquido e a un solido, a parità di altre variabili.

3) I cambiamenti di stato che avvengono per riscaldamento sono

l‟evaporazione e la solidificazione.

4) I termometri, ad alcool o a mercurio, sfruttano nel loro funzionamento la dilatazione della sostanza termometrica e adoperano sempre scale

graduate uguali.

5) Il modello microscopico della materia interpreta l‟aumento di temperatura

dei corpi mediante l‟aumento dei legami molecolari.

6) Fornendo temperatura ad un corpo, questo si dilata.

E.

Disponi in tabella, secondo l‟ordine crescente del loro indice di dilatazione, i

corpi in elenco:

CORPI INDICE DI DILATAZIONE

3^VERIFICA FORMATIVA IN ITINERE

Mercurio; acqua; aria; ferro; alluminio; ottone; alcool;vetro pirex; vetro

normale; metano; ossigeno; idrogeno.


A.

Completa le frasi, inserendo il termine appropriato tra quelli elencati :

1) Nei solidi la propagazione del calore avviene per……………………………..

2) I corpi solidi vengono classificati come

…………………………..o………………..conduttori di calore. 3) Nei corpi liquidi e in quelli aeriformi, la propagazione del calore avviene per

………………………………………………………

4) La propagazione nel vuoto avviene per………………………………………………………

5) L‟ ………………………………..è alla base del riscaldamento dell‟atmosfera terrestre.

B. Scegli il completamento esatto di ciascuna frase, colorando il riquadro

corrispondente.

a) I conduttori lasciano

passare il calore

b) La quantità di calore

assorbita da un corpo

C.

Molti impianti di riscaldamento sfruttano la capacità dell‟acqua calda che circola

nei radiatori di cedere il suo calore all‟ambiente.

1) Sapresti riprodurre lo schema di un radiatore, indicando da dove entra e da

dove esce l‟acqua?

Irraggiamento; convezione; conduzione; buoni; cattivi

Molto facilmente

Con difficoltà

Dipende dalla temperatura

Dipende dalla sua massa


2) Sapresti anche proporre una tua spiegazione del fenomeno?

…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

D. Per quale ragione nei paesi molto caldi le case vengono dipinte di bianco?

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………..

E.

Osserva le due figure sotto riportate e indica i fenomeni a cui si riferiscono.

Fig.1 Fig.2

QUESITI VELOCI IN FORMA ORALE E DISCUSSIONI

COLLETTIVE PER IL CONTROLLO IN ITINERE

DELL'APPRENDIMENTO


1. Perché un mulinello di carta a spirale, se sistemato con la sua asta di

supporto sopra un radiatore, si mette a ruotare?

2. E‟ esatto dire che i nostri sensi possono ingannarci in merito alle

informazioni che ci danno sulla temperatura dei corpi? Perché? 3. Sapresti indicare gli effetti del riscaldamento sui corpi?

4. Se provi a mettere due candele accese vicino ad una porta semiaperta, una

in basso e l‟altra in alto disposta su di una mensola , vedrai la fiamma in

basso piegarsi verso l‟interno, mentre la fiamma in alto si piegherà verso l‟esterno. Sapresti fornire una spiegazione di tali differenti comportamenti?

5. Se accosti la mano a una lampadina che hai appena acceso, sentirai un lieve

calore. Sapresti indicare il meccanismo con il quale si è propagato il calore?

6. Perché una superficie scabra possiede un potere di assorbimento termico maggiore di quello che si rileva per una superficie lucida o speculare?

7. Sapresti spiegare in termini microscopici la diversa dilatazione dei corpi

solidi, liquidi e aeriformi?

8. L‟acqua, come tutte le altre sostanze, può passare da uno stato fisico

all‟altro con il variare della temperatura, però si comporta diversamente dagli altri corpi in un determinato intervallo delle temperature. Sapresti

indicare tale intervallo e cosa avviene?

9. Sapresti indicare il significato delle seguenti espressioni: buoni conduttori

termici; cattivi conduttori termici; isolanti termici?

NOTA DIDATTICA

I quesiti su indicati non sono stati posti in un'unica soluzione ma quando la

situazione didattica lo ha reso più opportuno.

Alle volte, ho stimolato discussioni collettive lasciando che i ragazzi

intervenissero spontaneamente; altre volte ho moderato brainstorming

con l'intervento, a turno, di tutti; altre, ancora, ho condotto vere e proprie

interviste ai ragazzi richiedendo la giustificazione delle risposte da essi fornite.

Le informazioni raccolte con tali modalità, insieme a quelle ottenute con i

test scritti, hanno fornito, in itinere, una valutazione attendibile sul percorso di apprendimento.

Hanno, inoltre, permesso di intervenire, in maniera mirata, con attività di

recupero rivolte ai ragazzi, che via via evidenziavano incertezze e dubbi, e

con attività di potenziamento per il livello di eccellenza.

VERIFICA SOMMATIVA DI FINE MODULO


MODULO D: Energia e Società

1^ Sottomodulo: “ Il calore come forma di energia”

2^ Sottomodulo: “ Diversa natura delle grandezze fisiche: calore e temperatura”

3^ Sottomodulo: “ Esperienze sulla dilatazione dei corpi solidi, liquidi e

aeriformi”

4^ Sottomodulo: “ Esperienze sulla propagazione del calore nei vari mezzi fisici”

_______________

QUESITO A

Indica con una crocetta quali delle seguenti frasi sono vere e quali false.

FRASI VERO FALSO

1. Il calore sviluppato dai combustibili proviene dal Sole.

2. Il calore è una proprietà di un corpo.

1. La temperatura è una grandezza fisica che ci dice

quanto un corpo è caldo o freddo

2. Un corpo si riscalda quando l‟agitazione termica delle

sue particelle aumenta.

3. Il trasferimento di calore da un corpo ad un altro dipende solo dalla sua massa.

4. Quando un corpo ha elevata temperatura, cede con

facilità il suo calore.

5. La caloria è l‟unità di misura della temperatura.

QUESITO B

Abbina ogni termine con l‟esatta definizione corrispondente.

a. Livello o “grado” di calore trasferito in un corpo. b. Strumento usato per misurare la temperatura dei corpi.

c. Quantità di calore necessaria per aumentare di 1 °C la temperatura di 1

m3 di acqua distillata.

d. Scala termometrica graduata da 0 °C a 100 °C.

QUESITO C

Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false:

AFFERMAZIONI V F

Scala Celsius o centigrada; termometro; temperatura; caloria


1. La temperatura di un corpo dipende:

a) dall‟energia cinetica delle sue molecole;

b) dalla rapidità con cui si muovono le sue molecole;

c) dalla quantità di calore scambiata dal corpo.

2. In un liquido freddo le molecole sono in continuo movimento.

3. La quantità di calore fornita ad un corpo viene misurata con il termometro.

4. Fornendo/sottraendo calore ad un corpo, l‟agitazione termica delle sue

molecole aumenta/diminuisce

QUESITO D

Evidenzia le frasi errate, fornendo una spiegazione.

A. Per effetto del calore molti solidi possono diventare liquidi.

B. I solidi riscaldati sono maggiormente soggetti alla dilatazione che non i gas.

C. In generale, le sostanze, eccetto l‟acqua, passando dallo stato liquido a

quello solido diminuiscono di volume.

D. Per effetto del calore i liquidi possono diventare aeriformi. E. Le molecole dei solidi non posseggono forti legami di coesione e quindi la

loro agitazione termica è bassa.

QUESITO E Osserva l‟immagine sotto riportata e spiega il fenomeno illustrato.

QUESITO F

Crea due distinte mappe concettuali per :

a) la dilatazione dei corpi; b) la propagazione del calore.

QUESITO G

Indica il significato dei termini proposti:

a) Assorbimento termico……………………………………………………………………………….


b) Radiazioni termiche………………………………………………………………………………..

c) Irraggiamento…………………………………………………………………………………………..

d) Moti convettivi…………………………………………………………………………………………….

e) Dilatazione lineare…………………………………………………………………………………….

QUESITO H

20 g di acqua sono portati dalla temperatura di 15 °C a quella di 55 °C; calcola

la quantità di calore necessaria.

QUESITO I

Vero o falso?

1. Il calore si trasmette spontaneamente da un punto a temperatura più alta a uno a temperatura più bassa.

2. La conduzione avviene con spostamento di particelle.

3. La convezione può avvenire anche nei solidi.

4. L‟irraggiamento avviene anche nel vuoto. 5. La conduzione si verifica nei solidi, nei liquidi e nei gas.

QUESITO L

Perché una bottiglia di vetro riempita con acqua bollente può rompersi

facilmente se viene messa nel freezer? …………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………..

QUESITO M

Percorrendo in automobile i viadotti dell‟autostrada avrai certamente notato la presenza di interruzioni sull‟asfalto: qual è la loro funzione?

…………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………..

..............................................................................................................

.............................................................................................................

QUESITO N Osserva le figure. Le due situazioni indicate sono identiche o avviene qualcosa

di diverso? Sapresti dare una spiegazione?


QUESITO O

Immagina di mescolare in un unico recipiente un litro d‟acqua alla

temperatura di circa 20 °C e un litro d‟acqua alla temperatura di 50 °C. Quale

pensi che sarà la temperatura finale del miscuglio?

Circa 50 °C Circa 25 °C Circa 35 °C Circa 20 °C

QUESITO P La somma dei pesi degli alunni di una classe può essere paragonata al calore

trasferito ad un corpo, mentre il loro peso medio (cioè il rapporto tra il peso totale

degli alunni e il loro numero complessivo) può rappresentare la temperatura.

Entro quali limiti l‟analogia può considerarsi pertinente?

QUESITO Q

La tabella mostra come è variata la temperatura giornaliera di una persona

durante un‟influenza.

Tempo

( ore)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Temperatura

( °C)

37 39 40 40 40 39,5 38,3 37,7 37,3 37 37

a) Costruisci il grafico temperatura/tempo con i dati della tabella. b) Indica il valore massimo raggiunto dalla temperatura.

c) Per quante ore la temperatura ha mantenuto valori superiori al normale?

d) Dopo quante ore la temperatura ha raggiunto il valore di 38 °C?

PROVA PRATICA DI VERIFICA

Fig.2

Fig.1


CONSEGNA DI LAVORO PER I GRUPPI :

A. Per il livello di eccellenza: l’effetto serra

B. Per i livelli fondamentale e di consolidamento: il riscaldamento di corpi

diversi

Per i tre livelli di apprendimento, sono stati forniti i materiali, che i gruppi

hanno allestito autonomamente.

Gli esperimenti, assegnati ai diversi livelli in relazione al grado di difficoltà, sono stati proposti per la prima volta allo scopo di verificare l‟autonomia degli

alunni nella conduzione di un esperimento nuovo.

LIVELLI DI APPRENDIMENTO MATERIALI FORNITI 1. Fondamentale Circa 200 g di sabbia; limatura di ferro o

di alluminio; olio o altri liquidi non

facilmente infiammabili;

2. Consolidamento Come sopra

3. Eccellenza

Due barattoli uguali di vetro con tappo di plastica, in cui praticare un foro; tre

termometri, di cui due da infilare nei fori;

un foglio di carta nera, da sistemare all‟interno di uno dei barattoli per

schermarne circa la metà della parete

laterale; mascherina di cartone spesso,

per la schermatura dei bulbi dei termometri.

Ai gruppi dei tre diversi livelli è stata richiesta una sintetica relazione scritta

sull'esperimento (valutata in base alla sua significatività e chiarezza espositiva).

VERIFICA MEDIANTE MAPPA CONCETTUALE

(per completamento o come produzione autonoma)


Si ritiene opportuno, alla fine della trattazione del modulo, allo scopo di verificare ulteriori aspetti dell'apprendimento maturato dai ragazzi durante il

percorso didattico, richiedere il completamento di alcune mappe concettuali,

per il livello fondamentale, e la produzione autonoma della stessa mappa per i

livelli di consolidamento e di eccellenza.

CONSEGNA PER I LIVELLI DI CONSOLIDAMENTO E DI

ECCELLENZA:

“Riassumi con una mappa concettuale quanto hai appreso sul calore nella

trattazione del Modulo D; esprimi, inoltre, la differenza tra temperatura e

calore attraverso schemi o in altro modo, a scelta”

PER IL LIVELLO FONDAMENTALE è stato richiesto il completamento di

una mappa semistrutturata, analoga a quelle realizzate collettivamente o

proposte da me durante la trattazione dei quattro sottomoduli

Buona parte dei ragazzi ha voluto cimentarsi in una produzione autonoma, a dispetto della consegna, il che mi ha fatto piacere.

NOTA

Ogni alunno ha lavorato da solo alla realizzazione delle mappe e i risultati sono stati soddisfacenti.

Ne sono state documentate due: una per i livelli di consolidamento e di

eccellenza e l’altra per il livello fondamentale, presa, la seconda, fra quelle dei

ragazzi che non hanno voluto realizzare la mappa completamento.


Può essere…

Il calore

E‟ immateriale

Si propaga

Provoca la

dilatazione dei corpi

Solidi Liquidi Gas

Conduzione

(per

contatto)

Convezione

(con trasporto di

materia)

Provoca i cambiamenti

di stato

E‟ una forma d‟energia

Serve per molteplici usi:

riscaldare, cuocere…

Nei Per

Solare

Artificiale

nei

È rilevante nei

Fa variare la

temperatura dei corpi

Irraggiamento

nel vuoto

MAPPA PER I LIVELLI DI CONSOLIDAMENTO

E DI ECCELLENZA


Differenze e analogie tra temperatura e calore

Temperatura Calore

Sono grandezze fisiche

E‟ una caratteristica fisica dei corpi E‟ una forma di scambio d‟energia

Si misura con il termometro Si misura con il calorimetro

Una variazione termica dei corpi implica un trasferimento di calore ad

essi relativo

Un trasferimento di calore determina necessariamente una variazione

termica dei corpi

Sono, quindi, grandezze strettamente correlate, che possono essere

efficacemente interpretate con il modello microscopico della materia

MAPPA PER IL LIVELLO FONDAMENTALE

MOVIMENTO

Si trasmette tramite

contatto soprattutto

NEI SOLIDI

genera Si trasmette con trasporto di materia

NEI LIQUIDI E NEI GAS

CALORE

UN TIPO DI

ENERGIA IMMATERIALE

è


DIFFERENZA TRA CALORE E TEMPERATURA

IL CALORE Il calore è una forma di energia fornita da sorgenti; si trasmette da un corpo

caldo a uno meno caldo; con trasporto di materia nei liquidi e nei gas (moti

convettivi); per contatto nei solidi ( conduzione). La terra viene riscaldata dal sole per irraggiamento.

LA TEMPERATURA

La temperatura indica il grado di agitazione molecolare della materia. Il calore

è strettamente connesso con la temperatura, anche se sono grandezze diverse; infatti, con l‟aumentare del calore fornito, le molecole di una sostanza

si muovono più velocemente per l'allentarsi delle forze di coesione e si può

rilevare anche un aumento di temperatura.

NOTA DIDATTICA

E' importante utilizzare le mappe concettuali, sia come strumenti di verifica che

come strumenti metodologici per facilitare l'apprendimento, accanto a tutti quelli che l'insegnante reputa più opportuni nella pratica didattica.

Infatti, le mappe concettuali sono rappresentazioni della rete di informazioni

riguardanti gli aspetti significativi della conoscenza scientifica dell'alunno. Esse evidenziano un aspetto della conoscenza dichiarativa, che va oltre la

comune conoscenza che gli studenti acquisiscono perché sono una

rappresentazione di come gli studenti strutturano tale conoscenza.

Esistono ampi studi a sostegno delle mappe concettuali come mezzi efficaci per imparare; le recenti ricerche indicano, inoltre, che le mappe concettuali

possono essere impiegate in modo attendibile come strumento di valutazione

dell'apprendimento degli studenti, accanto agli altri strumenti di valutazione

più tradizionali


Per riuscire ad organizzare efficacemente il proprio lavoro, attraverso l'utilizzo

di una giusta strategia di studio, è necessario che l'allievo sia in grado di

valutare le varie fasi della propria attività individuandone i punti deboli. La capacità di autovalutazione rappresenta un processo metacognitivo di

controllo tra i più significativi ed è stata oggetto di ampio studio, negli ultimi

15/20 anni, da parte di molti psicologi come ad esempio i gruppi della Brown,

di Nelson e di Flavell e, per stare in Italia, il gruppo MT di Padova e altri studiosi.

L'insegnante, pertanto, deve in ogni modo incrementare tale capacità

nell'alunno adottando comportamenti quali:

rendere esplicito ciò che richiede sia nelle verifiche scritte che in quelle orali;

indicare con chiarezza i criteri di valutazione applicati.

Deve, inoltre, promuovere il confronto con i compagni e la comune ricerca di

soluzioni ai vari problemi.

Il confronto continuo con i criteri adottati dal docente, può aiutare l'alunno a fare delle previsioni valutative su verifiche già svolte o ad autovalutarsi in una

verifica già corretta, imparando a comprendere gli errori compiuti e il livello di

prestazione richiesto.

Sono qui indicate alcune proposte per l'alunno.

TABELLA PREVISIONALE E COMPARATIVA DI AUTOVALUTAZIONE.

Tipo di

verifica

Data Stima della

preparazione personale(pri

ma della verifica)

Previsione (immediatamen

te dopo lo

svolgimento)

Valutazione

dell'insegnante

Compara

zione.

Nell'ultima colonna l'alunno segnalerà se le proprie valutazioni coincidono o no con quelle dell'insegnante.

Analizzando e confrontando i dati sistematicamente, potrà imparare a dare una

valutazione del proprio livello di preparazione e a rendersi conto di come ha svolto una verifica.

STRUMENTI PER L'AUTOVALUTAZIONE DELL'ALUNNO


SCHEDA DELL'ALUNNO PER L'AUTO- VALUTAZIONE A FINE MODULO.

Nella scheda sono elencate le abilità conseguibili attraverso lo svolgimento del

modulo e sono individuate quelle in cui gli alunni manifestano maggiori difficoltà, permettendo all'insegnante di intervenire con attività di recupero

mirato.

Fai il punto del tuo percorso di lavoro

Riflettendo con sincerità su quanto appreso, segna le abilità in cui ti senti

sicuro, parzialmente sicuro, totalmente insicuro: S PS TI

Abilità S PS T I

A. Nel riconoscere il calore come una forma di

energia, mi sento…

B. Nell‟individuare la differenza esistente tra

calore e temperatura, mi sento…

C. Nel distinguere le diverse modalità della

dilatazione dei corpi, mi sento…

D. Nel distinguere i tre principali meccanismi con cui si propaga il calore, mi sento…

E. Nel distinguere i materiali conduttori da

quelli isolanti, mi sento…

F. Nel distinguere tra assorbimento ed

emissione di radiazioni termiche, mi sento…


Rifletti attentamente sulle seguenti attività svolte e cerca di individuare

quanto richiesto.

ATTIVITA'

CHE COSA HAI RILEVATO DI

SIGNIFICATIVO

CHE COSA HAI TROVATO DIFFICILE DA

COMPRENDERE O DA

SVOLGERE

Nello studio del calore come forma di energia

…………………………………….

……………………………………

Nello studio della diversa

natura di calore e

temperatura

……………………………………..

……………………………………

Nello svolgimento delle esperienze sulla

dilatazione dei corpi

………………………………………

…………………………………….

Nello studio dei moti

convettivi

………………………………………

……………………………………..

Nelle esperienze sulla conduzione del calore

……………………………………..

………………………………………

Nello studio

sull‟irraggiamento

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Nelle attività di ricerca

guidata su Internet e manuali

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Rifletti su quanto proposto e cerca di completare la tabella

LA CONDUZIONE

AVVIENE

LA CONVEZIONE

AVVIENE

L‟IRRAGGIAMENTO

AVVIENE

CORPI

SOLIDI

LIQUIDI

AERIFORMI

VUOTO

ATTIVITA' DI RECUPERO


ATTIVITA' IN LABORATORIO : " Se poniamo contemporaneamente un

cubetto di ghiaccio su una superficie di legno e un altro cubetto su di una superficie metallica, quale dei due si scioglierà per primo? Prova a formulare

un’ipotesi"

MATERIALE: una tavoletta di legno; una tavoletta di metallo; due cubetti di ghiaccio uguali; un cronometro.

PROCEDIMENTO

Deporre contemporaneamente un cubetto di ghiaccio sul legno e uno sul metallo.

Controllare con il cronometro il tempo occorrente al ghiaccio per fondere, in

entrambi i casi.

osservare quello che succede e descriverlo …………………………………………………………………………………………………………………………………

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Rispondi alle seguenti domande

La temperatura del ghiaccio era, secondo te, inferiore a quella del legno ?

Era inferiore a quella del metallo?

Tra metallo e legno chi aveva in partenza la temperatura minore? Il legno

Il metallo

Uguale

Secondo te il ghiaccio si scioglie prima Dove c‟è più calore

Dove c‟è meno calore

Dipende dal materiale, a parità di calore

Ora, dopo aver riflettuto, rispondi alla domanda :

" Perché il ghiaccio si è sciolto più velocemente su un materiale e più

lentamente sull’altro?”


1° ATTIVITA‟

Formula un‟ipotesi, rispondendo alla seguente domanda:

“Se scaldiamo 250 cc di acqua per 5 minuti su un fornello elettrico, la sua

temperatura aumenterà di un certo numero di gradi centigradi. Se poniamo sullo stesso fornello 500 cc di acqua, per quanto tempo occorrerà scaldarla

affinché si ottenga lo stesso aumento di temperatura avuto per 250 cc?”

5 minuti

10 minuti non si può prevedere

MATERIALE: due becker termoresistenti, uguali da 1000 cc; due termometri;

una piastra elettrica; acqua; due bacchette agitatrici; un cronometro.

PROCEDIMENTO E VERIFICA DELL‟IPOTESI

Versa, nel primo becker, 250 cc d‟acqua.

Misura la sua temperatura con il termometro, segnandola con T1 nella tabella che hai creato appositamente.

Disponi il becker sulla piastra elettrica e fai partire il cronometro

contemporaneamente.

Agita con la bacchetta senza interruzione. Blocca il cronometro appena trascorsi 5 minuti e togli il becker dalla

piastra.

Rileva, con il termometro, la temperatura, raggiunta dall‟acqua, che

segnerai nella tabella come T2

Calcola la differenza fra le due temperature, T2 – T1, e annotala in tabella.

Versa, adesso, 500 cc d‟acqua nel secondo becker e segui la medesima

procedura.

Segna in tabella il tempo impiegato per raggiungere la temperatura stabilita.

Rispondi, ora, alle domande seguenti.

- “ A quale dei due becker hai fornito più calore?” - “ Da che cosa lo deduci?

- “ La massa di un corpo è importante per stabilire la quantità di calore che

ha ricevuto?”

Sì No

ATTIVITA' DI POTENZIAMENTO (Livello di eccellenza)


TABELLA

RISCALDAMENTO ALLA STESSA SORGENTE DI CALORE

Grandezze 1° Becker 2° Becker

Sostanza Acqua Acqua Volume 250 cc 500 cc

Temperatura iniziale T1………………….. T1…………………

Tempo di riscaldamento 5 minuti ……………..

Temperatura finale T2……………… T2……………. Variazione temperatura

T2 – T1

………………

……………..

NOTA

L‟attività è servita per far rifletter i ragazzi sul fatto che il termometro non può

essere lo strumento giusto per misurare il calore, in quanto non tiene conto

della massa del corpo di cui misura la temperatura.

Lo strumento adatto è, invece, il calorimetro.

2° ATTIVITA‟: la taratura di un termometro

L‟esperimento consiste nel tarare un termometro, servendosi del punto di

fusione del ghiaccio e del punto di ebollizione dell’acqua. Il termometro da tarare è privo di indicazioni e di graduazione.

ATTIVITA‟ Tarare un termometro.

STRUMENTI Termometro non tarato, un becker graduato e termoresistente.

ATTREZZATURE E APPARECCHI Piastra termica.

MATERIALE E SOSTANZE Pennarello indelebile nero; fogli millimetrati; squadra; riga; compasso; acqua; ghiaccio tritato.

PROCEDIMENTO

Agitare energicamente il miscuglio di ghiaccio tritato e acqua per favorire il loro contatto termico.

Immergere il bulbo del termometro nel becker e tenervelo fino a quando il mercurio non scende più.

Segnare con un pennarello nero indelebile, sul sostegno del termometro, questo livello che rappresenta lo zero.

Togliere il termometro dal miscuglio e immergerlo nell‟acqua, che ha raggiunto nel frattempo l‟ebollizione.

In un primo tempo il livello del mercurio sale


rapidamente, poi si stabilizza. A questo punto, segnare, con una seconda tacca,

il livello che rappresenta i 100°C.

Affinché il termometro tarato possa avere una certa utilità è necessario che

abbia divisioni comprese tra lo 0 e i 100°C. Poiché non è abbastanza lungo, è solo possibile dividere l‟intervallo in 20-25

divisioni circa, ovvero si può tracciare un segno ogni 5 °C - 4 °C .

PROCEDURA PER LA SUDDIVISIONE DI UN SEGMENTO IN 25 PARTI UGUALI

Per dividere l‟intervallo 0-100 °C in parti uguali, adoperare un segmento

ausiliario A B; suddividerlo in 25 parti uguali, poi congiungere il punto B con il

punto 100 °C e tracciare via via le parallele.

Il teorema di Talete ci assicura che anche i segmenti sulla scala saranno uguali.

B

A

Per effettuare questa suddivisione, conviene eseguire la costruzione grafica su

di un foglio e poi trasferire la scala ottenuta sul supporto del termometro.

Completata la taratura, controllare se il termometro realizzato possiede caratteristiche soddisfacenti, confrontandole con quelle di un normale

termometro da laboratorio.


Prima, però, è opportuno effettuare una stima della sensibilità;

probabilmente si riuscirà a leggere i 2 °C, anche se le tacche segnate variano

di 4 in 4°C.

Utilizzando i due termometri, misurare la temperatura dell‟acqua di

rubinetto e di altri oggetti reperiti nell‟ambiente circostante.

Non si dovrebbe trovare una grande differenza tra le letture dei due termometri.

Se si otterrà un tale risultato, vorrà dire che la taratura del termometro è

migliore di quanto ci si potesse attendere!

Nota conclusiva con considerazioni sugli errori:

a parte quelli sulla costruzione grafica, è da considerare l‟errore sullo 0

°C, dovuto al fatto di aver impiegato acqua di rubinetto, contenente sali

minerali; inoltre, più rilevante è l‟errore sulla seconda temperatura di riferimento, i

100 °C, dovuto al fatto che difficilmente la pressione atmosferica è 760

mm di mercurio e al fatto che i sali minerali dell‟acqua di rubinetto

modificano di un po‟ la temperatura di ebollizione; può, però, succedere

che questi due errori siano di segno contrario e quindi si compensino, anche se in parte.

C‟è da considerare, d‟altra parte, che questa analisi degli errori è un po‟

troppo minuziosa in quanto, in un termometro che ha sensibilità di soli 2 °C, tali errori, se presenti, vengono nascosti dalla bassa sensibilità dello

strumento.


MODELLO DI GRIGLIA utilizzato per la correzione delle relazioni scritte

nelle ordinarie attività di laboratorio.

ALUNNI

RELAZIONE

N.

ESPERIENZA

CONOSCENZA DEGLI

ELEMENTI PROPRI

DELLA DISCIPLINA

OSSERVAZIONE DI FATTI

E FENOMENI (anche con

l'uso degli strumenti)

FORMULAZIONE DI

IPOTESI E LORO

VERIFICA ANCHE

SPERIMENTALE

COMPRENSIONE E USO DEI

LINGUAGGI SPECIFICI

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

ANNARITA RUBERTO – IC. “C.BASSI”- VIA GIOVANNI XXXIII, 86-CASTEL BOLOGNESE- RA


Questa opera è pubblicato sotto Licenza Creative Commons

http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/it/

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