Corso Speciale Abilitante - Classe A059- a.a. 2006/2007
Unità Didattica:
“CALORE E TEMPERATURA”
Bergamini Elena
Ghidoni Chiara
Mantovani Carlotta
Pellati Ilaria
Ricci Laura
Trombello Giuseppina
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DESTINATARI
Il seguente percorso è ideato per una classe terza media.
L’argomento è collocato nella programmazione disciplinare all’inizio del secondo quadrimestre,
dopo avere trattato la meccanica e i fluidi e prima di passare allo studio dell’elettromagnetismo,
all’interno dell’unità didattica di apprendimento FENOMENI FISICI.
OBIETTIVI GENERALI
Conoscere i principali fenomeni fisici.
Saper utilizzare il linguaggio specifico.
OBIETTIVI INTERMEDI
Distinguere il concetto di calore e temperatura.
Individuare i metodi di misura della temperatura.
Conoscere la teoria cinetica della materia.
Conoscere e comprendere il fenomeno della dilatazione termica.
Conoscere le modalità di propagazione del calore.
OBIETTIVI SPECIFICI
Conoscenza
Conoscere il significato di temperatura e calore e le relative unità di misura.
Conoscere la teoria cinetica della materia.
Conoscere il funzionamento di un termometro.
Conoscere le scale termometriche.
Conoscere il significato di capacità termica e calore specifico.
Conoscere il fenomeno della dilatazione termica.
Conoscere i meccanismi di propagazione del calore.
Comprensione
Saper distinguere i concetti di temperatura e calore.
Saper scrivere una temperatura nelle tre scale termometriche.
Saper distinguere i materiali conduttori ed isolanti.
Saper distinguere i diversi meccanismi di propagazione del calore.
Comprendere l’anomalo comportamento dell’acqua nell’intervallo 0° - 4°.
Competenza
Saper costruire un termometro.
Saper formulare ipotesi relative a temperatura e calore che riguardano fenomeni di cui i
ragazzi possono far esperienza nella vita quotidiana.
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PREREQUISITI
Conoscere il metodo scientifico sperimentale
Conoscere le principali grandezze fisiche e le loro unità di misura
Conoscere il significato di materia e i cambiamenti di stato.
L’accertamento dei prerequisiti cognitivi e operativi specifici, che gli alunni devono possedere per
giovare dell’intervento didattico, è eseguito attraverso una verifica iniziale diagnostica attuata con
un colloquio con gli alunni.
In base ai risultati rilevati, sono scelte le azioni didattiche compensative indispensabili per garantire
a tutti il possesso delle pre-conoscenze necessarie a realizzare l’itinerario formativo programmato.
Il tempo utilizzato per l’accertamento e il riallineamento dei prerequisiti è di circa 1 ora.
CONTENUTI
Calore e temperatura.
Misura della temperatura.
Scale termometriche.
Misura del calore.
La dilatazione termica.
Propagazione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento.
METODOLOGIA
Per il conseguimento degli obiettivi si utilizzano le seguenti metodologie, scelte secondo i diversi
momenti e contenuti dell’attività didattica:
Lezione frontale e dialogica: i momenti d’esposizione frontale sono fondamentali per fornire
definizioni, trasmettere e fissare alcuni concetti nel modo più chiaro ed esauriente possibile. Nello
stesso tempo, le lezioni frontali devono essere alternate a momenti di interazione, devono in altre
parole coinvolgere gli studenti in modo da sviluppare in loro un atteggiamento critico ed esplorativo
e monitorare costantemente l’apprendimento.
Attività di consolidamento: si richiede di riflettere su fenomeni reali e si assegnano compiti a
casa graduati in difficoltà, non ripetitivi e selezionati tra quelli proposti nel libro di testo. In questo
modo gli studenti possono consolidare autonomamente quanto appreso.
Esperienze di laboratorio tradizionali svolte a gruppi dagli studenti o dimostrative svolte
dall’insegnante.
Nell’attività sperimentale tradizionale, organizzata con lavori di gruppo, l’allievo si pone come
protagonista attivo della sua formazione culturale, collaborando con i compagni. All’attività di
laboratorio sono poi connesse alcune peculiarità, quali la capacità di descrivere per mezzo di schemi
le apparecchiature utilizzate e di acquisire flessibilità nell’affrontare situazioni impreviste di natura
tecnica. Il laboratorio svolge un ruolo insostituibile nell’insegnamento della fisica
fondamentalmente per due motivi:
permette di porre i ragazzi di fronte a situazioni problematiche aperte;
permette ai ragazzi, soprattutto attraverso la realizzazione di esperimenti quantitativi, di
impadronirsi del metodo che caratterizza la ricerca della fisica.
STRUMENTI
Libro di testo.
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Quaderno
Strumentazione del laboratorio di fisica (con relative schede-guida)
Lavagna tradizionale.
TEMPI
Si imposta, a seguito, una griglia dei tempi di svolgimento delle attività didattiche per fornire una
indicazione generale dell’impegno che richiede tale unità didattica. Ovviamente le modalità e i
tempi di svolgimento della medesima dovranno adeguarsi alla particolare condizione della classe.
Lezioni Frontali Interattive
6,5
- Temperatura e calore
1h
- Misura della temperatura
1h
- Scale termometriche
1h
- Misura del calore
0,5h
- La dilatazione termica
1h
- Propagazione del calore
2h
Esperienze di laboratorio
5h
Problemi vari sugli argomenti.
2h
Verifica formativa
1h
Recupero/Rinforzo/Potenziamento
2h
Verifica sommativa
2h
Consegna verifica sommativa
TOTALE
0,5h
19h
VERIFICA E VALUTAZIONE DEGLI OBIETTIVI
Formativa:
domande informali (all’inizio di ogni lezione come ripasso dell’argomento precedentemente
trattato) rivolte a studenti scelti casualmente dall’insegnante; la ripetizione di concetti da
parte dei ragazzi è importante per consolidare l’apprendimento; infatti, chi ripete esercita la
propria capacità di esprimersi e di inquadrare l’argomento e chi ascolta ha la possibilità di
ripassare e comprendere meglio un contenuto rielaborato da un compagno di classe.
interventi durante le lezioni: si tiene conto dell’adeguatezza degli interventi;
controllo e correzione dei quaderni nell’interrogazione.
scritta: è svolta una verifica formativa al termine del percorso didattico allo scopo di
monitorare il livello d’apprendimento di ciascun allievo e individuare gli obiettivi non
raggiunti. È poi effettuata un’attività d’auto-correzione a coppie (tra vicini di banco) della
durata di circa 10 minuti. Allo scadere del tempo l’insegnante chiede ad alcuni studenti
appartenenti a coppie diverse le risposte elaborate sollecitando la discussione in classe. Con
tale attività d’auto-correzione e confronto ciascun allievo diventa consapevole dei propri
errori e consolida in modo mirato le proprie conoscenze.
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Sommativa:
Verifica scritta con domande ed esercizi strutturati per valutare e verificare:
la conoscenza degli obiettivi specifici
la corretta comprensione e uso del linguaggio scientifico
la capacità di applicazione delle nozioni acquisite
la facoltà di rielaborare le conoscenze e sviluppare le capacità logiche.
RECUPERO E/O POTENZIAMENTO
Recupero: Si ripercorrono le fasi basilari dell’unità didattica.
Rinforzo: Gli apprendimenti sono consolidati mediante lo svolgimento di esercizi mirati e
prove di laboratorio.
Potenziamento: Vengono aggiunti nuovi contenuti a quelli trattati.
PERCORSO DIDATTICO
1. Temperatura e Calore:
Calore e temperatura sono due parole che esprimono concetti diversi ma nel linguaggio comune
vengono spesso confuse.
Diciamo infatti che una tazza di cioccolata è calda perché ha una temperatura elevata e che
l’aranciata è una bibita fredda perché si trova ad una temperatura più bassa. Diciamo anche che
dobbiamo somministrare calore per riscaldare una stanza in una fredda giornata d’inverno, mentre
affermiamo che bisogna sottrarre calore per raffreddarla in una calda giornata estiva.
Per gli scienziati del XVIII secolo il calore era qualcosa di materiale che si trasferiva da un corpo
più caldo ad uno più freddo.
In realtà il calore non è materia e per spiegare cos’è bisogna far riferimento alla teoria cinetica della
materia. Sappiamo infatti che la materia è costituita da piccolissime particelle le quali si muovono
con velocità tanto più elevata quanto più energia esse possiedono.
ESPERIENZA 1: la temperatura aumenta all’aumentare dell’energia cinetica
Materiale occorrente
Bottiglia di plastica
Termometro
Esecuzione
Si prende una bottiglia di plastica e si riempie fino a metà con acqua del rubinetto. Si misura la
temperatura dell’acqua con il termometro. Si chiude bene la bottiglia e si agita con forza. Si riapre
la bottiglia e si misura la temperatura dell’acqua. Confrontando la temperatura con quella iniziale si
può osservare che è aumentata di qualche grado, perché le particelle hanno aumentato il loro
movimento e sono passate da una energia media più bassa ad una energia media più elevata
ESPERIENZA 2: L’energia cinetica aumenta con la temperatura.
Materiale occorrente
2 Becker
Acqua
Inchiostro
5
Fornello
Cronometro
Esecuzione
Mettiamo l’acqua a temperatura ambiente nel primo becker e facciamo cadere nell’acqua 10 gocce
di inchiostro. Misuriamo il tempo che impiega l’inchiostro per mescolarsi completamente all’acqua.
Ora prendiamo l’acqua calda e la mettiamo nel secondo becker, facciamo cadere nuovamente 10
gocce di inchiostro e misuriamo il tempo che impiega l’inchiostro a mescolarsi.
I tempi saranno sicuramente più brevi nel secondo caso perché le particelle avranno una energia
cinetica maggiore e quindi l’inchiostro si mescolerà con l’acqua più rapidamente.
In accordo con la teoria cinetica della materia le parole freddo e caldo acquistano allora un diverso
significato. Diciamo infatti che un corpo è freddo se le sue particelle si muovono a velocità bassa,
mentre diciamo che un corpo è caldo se le sue particelle si muovono a velocità alta.
Ma non tutte le particelle di un corpo si muovono alla stessa velocità, pertanto si preferisce parlare
di energia media di tutte le sue particelle, che sarà bassa o alta a seconda che il corpo sia freddo o
caldo.
Ora possiamo affermare che, quando due corpi aventi temperature diverse vengono messi a
contatto, le particelle del corpo più caldo, con un contenuto di energia cinetica media maggiore,
cedono parte della loro energia alle particelle più lente del corpo più freddo, facendole muovere più
velocemente. Nel momento in cui il contenuto di energia delle particelle sarà lo stesso cesserà il
flusso di calore e la temperatura dei due corpi registrerà un identico valore (Fig.2).
Il CALORE è energia che si trasferisce da un corpo più caldo ad un corpo più
freddo.
La TEMPERATURA è una misura dell’energia media posseduta dalle particelle di
cui è costituito un corpo.
2. Misura della Temperatura:
Per valutare quanto caldo o freddo è un corpo non sempre ci si può affidare ai nostri sensi.
Esperienza di laboratorio 3: i nostri sensi ci ingannano
Materiale occorrente
Bacinella contenente acqua fredda
Bacinella contenente acqua calda
Bacinella contenente acqua a temperatura ambiente
Esecuzione
Immergiamo la mano, sinistra nell’acqua fredda e la mano destra nell’acqua calda e poi
simultaneamente le due mani in un recipiente contenente acqua tiepida, ci rendiamo conto che
l’acqua tiepida sembrerà calda per la mano sinistra che avevamo tenuto nell’acqua fredda e
sembrerà fredda per la mano destra che avevamo tenuto nell’acqua calda (Fig. 3)
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Fig. 3. Sperimenta quanto i tuoi sensi non sono affidabili.
È opportuno allora disporre di uno strumento per misurare in maniera accurata e oggettiva la
temperatura di un corpo, questo strumento è il termometro .
Ve ne sono di diversi tipi, ma quello comunemente usato è il termometro a liquido, che è costituito
da un tubo di vetro sottile (un capillare) chiuso alle due estremità. Quella inferiore detta bulbo, è più
larga e contiene il liquido utilizzato per la misura, generalmente mercurio o alcol etilico colorato.
Il suo funzionamento si basa sulla proprietà che ha la materia di espandersi o dilatarsi con
l’aumentare della temperatura, ma questo lo spiegheremo in dettaglio nei paragrafi successivi.
Quindi, quanto più il liquido è riscaldato, tanto più risale lungo il capillare, al contrario, quanto più
esso si raffredda tanto, più scende.
ESPERIENZA 4: Costruire un termometro.
Materiale occorrente
Bottiglia di vetro
Qualche goccia di colorante per alimenti
Una cannuccia sottile
Plastilina
Nastro adesivo
Esecuzione
Questo ci permetterà di costruire un termometro ad acqua, che anche se non ci consentirà di
misurare in gradi centigradi la temperatura ambientale, ci permetterà di verificare la variazione
termica che si ha durante il giorno.
Riempiamo la bottiglia con acqua fredda, aggiungiamo il colorante e riempiamo la bottiglia con
l’acqua sino all’orlo. Applichiamo una striscia di plastilina di circa 10 cm all’estremità della
cannuccia senza schiacciarla. Ora la Fissiamo al collo della bottiglia, utilizzando la plastilina come
sigillo, stando attenti che non ci siano perdite d’aria. Un po’ di acqua colorata dovrebbe risalire
nella cannuccia. Ora immergiamo la bottiglia in un recipiente con acqua tiepida per circa cinque
minuti, l’acqua risale la cannuccia e segniamo il livello raggiunto. Successivamente il nostro
termometro su un piano.
Al nostro termometro manca una scala di riferimento che costruiamo suddividendo l’intervallo di
variazione delle temperatura in parti uguali riportandole su un cartoncino che fisseremmo alla
cannuccia. A questo punto lo si mette fuori non direttamente esposto al sole, si possono quindi
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registrare i diversi livelli dell’acqua in vari momenti della giornata e quindi compilare una tabella
che ci servirà per costruire un grafico.
La temperatura di un corpo può essere misurata con un termometro a mercurio formato da un
capillare su cui è disposta una scala graduata i cui valori sono stabiliti per convenzione. Nella scala
da noi più comunemente usata, quella centigrada o Scala Celsius, dal nome dell’astronomo e fisico
svedese che nel XVIII secolo la inventò, si assegna il valore 0 al livello raggiunto dal mercurio
quando il bulbo è immerso in ghiaccio in fusione.
Viene assegnato il valore 100 al valore raggiunto dal mercurio quando l’acqua è in ebollizione. La
distanza tra questi due punti viene suddivisa in 100 parti, ciascuna delle quali corrisponde ad 1
grado centigrado o grado Celsius con simbolo °C.
3. Altre Scale Termometriche
Nei paesi anglosassoni è ancora diffuso l’uso della Scala Fahrenheit, dal nome del fisico tedesco
del XVIII secolo che la ideò. La sua unità di misura è il grado Fahrenheit con simbolo °F. In questa
scala il ghiaccio fonde a 32°F e l’acqua bolle a 212°F. Lo spazio tra le due temperature viene diviso
in 180 intervalli ognuno dei quali corrisponde a 1°F.
I fisici usano una particolare scala chiamata scala delle temperature assolute o Scala Kelvin, dal
nome del fisico inglese che la ideò nel secolo scorso. La sua unità è il grado Kelvin con simbolo K.
Il valore assoluto più basso di questa scala si chiama zero assoluto e corrisponde alla temperatura
più bassa possibile. Essa è una temperatura limite sotto la quale non è possibile scendere. Un corpo
che trova a questa temperatura le molecole sono del tutto prive di qualsiasi energia e perfettamente
immobili.
4. Misura del calore:
Una tazza di tè bollente non è certamente in grado di riscaldare una stanza, mentre sai bene che la
stanza da bagno si riscalda ben presto se la vasca è piena di acqua calda.
D’altra parte ti sarai accorto che il tempo necessario per far bollire dell’acqua dipende dalla sua
quantità.
Come vedremo più avanti, non tutte le sostanze hanno la stessa capacità di accumulare o cedere
calore.
Esperienza 5: temperatura e calore due grandezze diverse
Materiale
Due pentolini riempiti con due quantità diverse d’acqua
Un forellino
Esecuzione
Mettere il primo pentolino sul fornellino e lasciare riscaldare l’acqua per due minuti esatti. Togliere
il pentolino dal fornellino e misurare la temperatura raggiunta con un termometro. Eseguire le stesse
operazioni con il secondo pentolino. Si osserverà che nonostante il calore somministrato sia lo
stesso la temperatura raggiunta dalle due quantità di acqua è diversa.
Si può osservare ancora che a parità di quantità di materia messa a riscaldare per uno stesso tempo e
con la stessa sorgente di calore, infatti, la temperatura raggiunta dipende dal tipo di sostanza. La
“capacità” di una sostanza di accumulare o cedere calore viene chiamata capacità termica.
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Un’altra importante caratteristica della materia è il calore specifico, che rappresenta la quantità di
calore necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di 1g di una determinata sostanza.
Anche per il calore, come per la temperatura, è necessario pertanto stabilire una unità di misura.
L’unità di misura più comunemente usata per il calore è la caloria, che corrisponde alla quantità di
calore che bisogna somministrare per aumentare da 14,5°C a 15,5°C la temperatura di un grammo
di acqua.
L’acqua è una delle sostanze che hanno capacità termica più elevata ed ha, quindi, una grande
capacità di mantenere il calore assorbito. Per questo motivo l’acqua è una sostanza ideale in
numerose applicazioni pratiche. Ad esempio, nei sistemi di raffreddamento dei motori o di impianti
che producono calore. Ma ha anche un potere mitigante.
4. La Dilatazione Termica
Una importante caratteristica della materia è la sua variazione di volume al variare della
temperatura. In generale, a un aumento della temperatura corrisponde un aumento del volume: si
dice cioè che la materia “si dilata”.
Poiché tale dilatazione è prodotta dall’aumento della temperatura, si parla di dilatazione termica.
Si proporrà l’esperienza dimostrativa eseguita dall’insegnante rappresentata in figura. La sfera
metallica, che a temperatura ambiente può facilmente attraversare un anello di dimensioni
opportune, dopo essere stato riscaldato non lo attraversa più.
Un corpo quando viene scaldato, aumenta l’energia cinetica delle sue particelle le quali tendono
perciò a distanziarsi facendo aumentare il volume come avviene per la sferetta di metallo.
Viceversa, quando la temperatura si abbassa diminuisce l’energia cinetica e le particelle tendono a
ravvicinarsi e il volume diminuisce.
Questo fenomeno si verifica nei solidi, nei liquidi e nei gas.
ESPERIENZA 6: Dilatazione dei gas
Materiale occorrente
Bottiglia di vetro
palloncini
Esecuzione
Prendiamo una bottiglia di vetro e infiliamo sulla sua apertura un palloncino sgonfio (a). Ora
poniamo la bottiglia nell’acqua calda, dopo un po’ di tempo il palloncino inizia a gonfiarsi (b). Si
può anche sistemare un palloncino gonfio di aria al sole o sul termosifone… questo si gonfierà
rapidamente, a volte sino a scoppiare.
L’aumento della temperatura quindi mi porta ad un aumento del volume in tutte le forme della
materia (solido, liquido e nell’esperienza nel gas)
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La dilatazione termica è una proprietà fisica che dipende dal tipo di sostanza. Per uno stesso
aumento della temperatura, sostanze diverse si dilatano in misura diversa. Inoltre la dilatazione
termica è osservabile in modo molto diverso a seconda della forma del corpo. Se il solido è una
sbarra metallica, un tubo o un filo, si parlerà di dilatazione lineare, se il solido ha forma sferica si
avrà una dilatazione volumetrica.
L’acqua presenta nei confronti della dilatazione termica un comportamento anomalo che in fondo
avrai già potuto osservare. Ti sarà capitato di trovare una bottiglia piena di acqua dimenticata nel
freezer?
Tutto ciò è dovuto al fatto che il volume dell’acqua sotto 0°C anziché diminuire, come avviene per
tutte le altre sostanze, aumenta. È per questo motivo che il ghiaccio galleggia sull’acqua: l’aumento
di volume infatti lo rende più leggero.
5. Propagazione del calore
Abbiamo già visto che il calore tende a spontaneamente a trasferirsi da un corpo più caldo ad uno
più freddo. Cerchiamo allora di capire in che modo esso si propaga.
Vi sono tre modi di propagazione del calore che dipendono soprattutto dallo stato fisico della
materia: la conduzione, la convezione e l’irraggiamento.
La conduzione
In tutti i solidi il calore si trasmette per conduzione, o per contatto: le molecole della parte più calda
del solido possiedono maggiore energia cinetica e la cedono alle particelle vicine che sono più lente.
Il passaggio di energia avviene tramite gli urti tra le particelle.
Ogni urto può trasferire ogni piccolissima quantità di energia, ma poiché gli urti sono
numerosissimi, la quantità di energia totale che viene trasferita anche in tempi brevi è
considerevole.
La rapidità con cui un solido trasmette calore dipende dalla composizione del corpo, cioè da come
sono fatte le sue particelle, e dal modo in cui esse sono legate assieme. È possibile assegnare a ogni
sostanza un valore di conducibilità termica che indica con quale velocità essa è in grado di
trasferire il calore. Una sostanza è isolante se la sua conducibilità è molto bassa. Una sostanza è un
buon conduttore se la sua conducibilità è elevata. Sono buoni conduttori i metalli, mentre sono
cattivi conduttori e perciò isolanti, materiali come vetro, le materie plastiche ed il legno. La tabella
1 riporta i valori di conducibilità di alcune sostanze, l’argento che è il miglior conduttore che si
conosca, è stato attribuito il valore di conducibilità di 100. tutte le altre hanno conducibilità
inferiore.
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Tabella 1. Valori di conducibilità di alcune sostanze.
Sostanza
Argento
Rame
Alluminio
Ferro
Cemento
Vetro
Legno
Lana
Conducibilità relativa
100
93
50
13
0,2
0,2
0,02
0,01
La Convezione
Nei fluidi e negli aeriformi la trasmissione di calore avviene con modalità diverse dai solidi, cioè
per trasporto di materia associata al calore: questo tipo di trasmissione del calore è detta perciò
convezione che significa trasporto.
ESPERIENZA 7: Correnti convettive
Materiale occorrente
Contenitore di vetro resistente al calore
Fornello
Pepe in granelli
Esecuzione
Riempiamo il contenitore di vetro con dell’acqua a temperatura ambiente e mettiamolo su un
fornello spento, aggiungiamo all’acqua i grani di pepe e quando saranno completamente immobili
accendiamo il fornello sul minimo. Cosa succederà?
Quando la temperatura aumenterà i granelli di pepe inizieranno a muoversi, guardiamo il fenomeno
e prendiamo appunti… il movimento può essere ricondotto alle correnti convettive.
Il fenomeno della convenzione spiega come mai un’intera massa d’acqua, messa a bollire in una
pentola, si riscalda uniformemente nonostante il calore erogato dalla fiamma venga trasmesso
soltanto attraverso il fondo della pentola stessa. L’acqua del fondo, infatti, che è la prima a
riscaldarsi, diventando meno densa tende a salire; quella fredda, invece, che sta in alto essendo più
pesante tende a scendere verso il basso per ricevere la sua porzione di calore . In tal modo si
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formano delle vere e proprie correnti chiamate correnti convettive, che mettono in modo la materia,
consentendo al calore di propagarsi uniformemente (Fig. 9).
L’ Irraggiamento
Il calore può propagarsi anche in assenza di materia mediante irraggiamento. Così si può spiegare
come mai i raggi solari riescono a scaldare la superficie terrestre, attraversando migliaia e migliaia
di chilometri di spazio praticamente vuoto. Il calore infatti, in assenza di materia, non potrebbe
essere trasmesso né per conduzione né per convezione. Esiste invece una particolare radiazione, la
radiazione termica, detta anche radiazione infrarossa. Si tratta di radiazioni calde ma invisibili ad
occhio nudo. Tutti i corpi caldi emettono radiazioni infrarosse: il sole, un falò, una stufa, una
lampadina, il nostro corpo etc.
Potenziamento per la fascia alta della classe
Passare dalla scala Celsius alla scala Kelvin.
- Se la temperatura è superiore ai 0°C allora basta aggiungere alla temperatura in gradi °C il valore
dello zero assoluto, 273.
Quindi:
Se °C > 0°C
273 °C = K
- Se la temperatura è inferiore ai 0°C, il suo valore dovrà essere sottratto a 273. Quindi:
Se °C< 0°C
273 - °C = K
Per passare dalla scala Fahrenheit a quella centigrada si applica la seguente formula:
( F – 32) X 100/180 = °C
Viceversa se si vuole passare dalla centigrada alla Fahrenheit si applica la seguente formula:
180/100 X °C 32 = F
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VERIFICA FORMATIVA
Completa le seguenti frasi con i termini sotto elencati
1. Il _________ è energia che si trasferisce da un corpo più _______ ad uno più
___________.
2. Quando un corpo ___________ calore un corpo aumenta la sua ____________.
3. Il ___________________ è lo strumento utilizzato per misurare la temperatura.
Assorbe – caldo – calore – freddo – temperatura – termometro.
Attribuisci il termine corretto alle seguenti definizioni:
1. __________________ = Forma di energia che si trasferisce da un corpo più
caldo ad uno più freddo.
2. __________________ = misura dell’energia media posseduta dalle particelle di
cui è costituito un corpo.
3. ___________________ = è la quantità di calore che bisogna somministrare ad
1 g. di acqua per far aumentare la sua temperatura da 14,5 a 15,5° C.
4. ___________________ = è la quantità di calore che bisogna somministrare ad
una sostanza per aumentare la sua temperatura di un grado Centigrado.
Riconosci lo strumento raffigurato, nomina le parti indicate e rispondi.
1.
2.
3.
4.
Quale grandezza permette di misurare?________________________________ .
Quale liquido solitamente contiene il capillare?_________________________ .
Su cosa si basa il suo funzionamento?_________________________________ .
Quale scala viene utilizzata?___________________________________________ .
Utilizzando le formule adatte completa le frasi.
1. La temperatura di 0 K corrisponde a ________________ °C.
2. Nella scala Centigrada l’acqua bolle a________________ , mentre in quella
Fahrenheit bolle a _______________________.
3. La temperatura del corpo umano è di 37°C. Tale temperatura corrisponde a
________________ gradi Fahrenheit e a ______________ gradi Kelvin.
Completa le seguenti frasi con i termini sotto elencati:
1. La_______________ è la modalità di propagazione del calore che avviene nei
solidi.
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2. La_______________ è la modalità di propagazione del calore che riguarda
liquidi e aeriformi e comporta il trasferimento di______________________ .
3. Il calore si può propagare per__________________ anche in________________
di materia.
4. Per effetto del riscaldamento la maggioranza dei corpi subiscono
una___________________ indipendentemente dal loro_______________________.
Assenza – conduzione – convenzione – dilatazione – irraggiamento – stato fisico
– materia.
Indica con una crocetta quale delle seguenti affermazioni è vera e quale
falsa.
1. Tutti i materiali hanno la stessa capacità di condurre calore. V F
2. Gli isolanti sono materiali in grado di lasciar passare calore con difficoltà.
VF
3. I solidi possono subire solo dilatazione lineare. V F
4. Il calore si può propagare solo a distanza. V F
Inserisci nella tabella le sostanze elencate distinguendoli in buoni
conduttori e isolanti del calore.
Conduttori
Isolanti
…………………………………………………..
……………………………………………………
……………………………………………………
…………………………………………………..
…………………………………………………
………………………………………………….
………………………………………………….
………………………………………………….
Ferro - argento - plastica - alluminio - vetro - lana - grasso - oro - legno
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VERIFICA SOMMATIVA:
Conoscenze acquisite
1) Completa le frasi inserendo i termini corretti (alcuni devono essere usati più
volte)
energia – temperatura – fusione – 100 – Grado – Celsius – ebolizzione
a) Il termometro serve a misurare la ___________di un corpo.
b) Se riscaldiamo una sostanza, le sue particelle aumentano la loro ___________.
c) La scala centigrada si chiama anche scala_________________ dal nome del suo
inventore. Tale scala si chiama centigrada perché è stato diviso in ________ parti
uguali l’intervallo tra 0°C (temperatura di_____________ del ghiaccio) e 100°C (
temperatura di _________________ dell’acqua). Ognuna delle ___________ parti
uguali si chiama_______________ centigrado e rappresenta l’unità di misura
della____________.
2) Completa le frasi inserendo i termini corretti (un termine si deve usare più
volte).
273 – Zero assoluto – Kelvin – Fahrenheit – 212°C - °F – 32°F
a)La temperatura assoluta è misurata in gradi___________ dal nome dello
scienziato suo inventore. Il valore più basso di questa scala si chiama_________ e
corrisponde alla temperatura di ____________ gradi della scala centigrada.
b) Nei paesi anglosassoni si usa ancora oggi la scala _____________ dal nome del
suo inventore.
In questa scala l’acqua solidifica a ______________ gradi e l’acqua bolle a
____________ gradi. L’unità è il grado ________________ indicato con il
simbolo____________.
3) Spiega che cos’è la dilatazione termica.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
4) Che cos’è la conduzione?
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
5) Che cos’è la convezione?
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
6) Che cos’è l’irraggiamento?
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
15
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________.
7) Completa la frase inserendo i termini corretti.
Convezione - irraggiamento - conduzione
Il calore prodotto dal sole giunge fino a noi per__________________ mentre il calore
di un termosifone riscalda l’aria per___________________________. Se ci scottiamo
toccando un corpo troppo caldo, il calore si è trasmesso al nostro corpo
per__________________.
8) Che cos’è il calore specifico?
Conoscenza e uso del linguaggio
1) Spiega il significato del termine DILATAZIONE.
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________.
2) Perché la scala centigrada si chiama così?
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________.
3) La parola convezione significa?
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________.
4) L’unità di misura del calore si chiama_______________________________________.
5) Un materiale che conduce male il calore si dice_______________________________
mentre un materiale che conduce bene il calore si dice__________________________.
6)Collega il nome alla definizione:
1 legno
2 calore specifico
3 caloria
4 argento
a) fa aumentare di 1°C la temperatura di 1 g di
acqua distillata.
b) è un buon conduttore
c) Quantità di calore necessario per far aumentare di
1°C la temperatura di 1gr. di sostanza
d)è un isolante.
Formulare ipotesi:
1) Perché un palloncino pieno d’aria posto vicino ad una fonte di calore si gonfia
ancora di più fino a scoppiare?
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________.
2) Riscalda dell’acqua in un pentolino e poi riempi tre diverse tazzine da caffè .
Nella prima metti un cucchiaino di metallo, nella seconda due cucchiaini, nella
16
terza non mettere niente. Quale si raffredderà per primo e più in fretta?
Perché?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________.
TABELLA DI VALUTAZIONE:
Conoscenze acquisite
1
2
3
4
5
6
7
8
linguaggio
1
2
3
4
5
6
Formulare ipotesi
1
2
TOTALE
punteggio
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
punteggio
1
1
1
1
1
1
punteggio
0,5
0,5
10
17
CALORE E TEMPERATURA
Contenuti
- Temperatura e calore
- Misura della temperatura
- Scale termometriche
Obiettivi
Conoscere i principali fenomeni fisici.
Saper utilizzare il linguaggio specifico.
Distinguere il concetto di calore e
temperatura.
Conoscere la teoria cinetica della materia.
Saper distinguere i concetti di temperatura e
calore.
Saper formulare ipotesi relative a
temperatura e calore che riguardano
fenomeni di cui i ragazzi possono far
esperienza nella vita quotidiana.
Conoscere i principali fenomeni fisici.
Saper utilizzare il linguaggio specifico.
Individuare i metodi di misura della
temperatura.
Saper costruire un termometro.
Saper formulare ipotesi relative a
temperatura e calore che riguardano
fenomeni di cui i ragazzi possono far
esperienza nella vita quotidiana.
Conoscere i principali fenomeni fisici.
Saper utilizzare il linguaggio specifico.
Saper scrivere una temperatura nelle tre
scale termometriche.
Metodologie
Tempi
Lezione frontale e dialogica
Attività di consolidamento
Esperienze di laboratorio n°1 e 2 ore
n°2
Lezione frontale e dialogica
Attività di consolidamento
3 ore
Esperienze di laboratorio n°3 e
n°4
Lezione frontale e dialogica
Attività di consolidamento
1,5 ore
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- Misura del calore
- La dilatazione termica
- Propagazione del calore: conduzione,
convezione e irraggiamento
Conoscere i principali fenomeni fisici.
Saper utilizzare il linguaggio specifico.
Saper distinguere i materiali conduttori ed
isolanti.
Saper formulare ipotesi relative a
temperatura e calore che riguardano
fenomeni di cui i ragazzi possono far
esperienza nella vita quotidiana.
Conoscere i principali fenomeni fisici.
Saper utilizzare il linguaggio specifico.
Conoscere e comprendere il fenomeno
Comprendere l’anomalo comportamento
dell’acqua nell’intervallo 0° - 4°.
Saper formulare ipotesi relative a
temperatura e calore che riguardano
fenomeni di cui i ragazzi possono far
esperienza nella vita quotidiana.
Conoscere i principali fenomeni fisici.
Saper utilizzare il linguaggio specifico.
Conoscere le modalità di propagazione del
calore.
Saper distinguere i diversi meccanismi di
propagazione del calore. Saper formulare
ipotesi relative a temperatura e calore che
riguardano fenomeni di cui i ragazzi possono
far esperienza nella vita quotidiana.
Lezione frontale e dialogica
Attività di consolidamento
Esperienze di laboratorio n°5
2 ore
Lezione frontale e dialogica
Attività di consolidamento
Esperienze di laboratorio n° 6
2,5 ore
Lezione frontale e dialogica
Attività di consolidamento
Esperienze di laboratorio n°7
2,5 ore
19
Verifica formativa
Attività di recupero e/o potenziamento:
- Attività sperimentale a gruppi
- Quesiti relativi ai fenomeni osservati e
discussione in classe delle risposte
- Esercizi
Verifica sommativa e correzione
Verifica scritta
Esperienze in laboratorio
svolte a gruppi dagli studenti
Discussione in classe
1 ora
2 ore
Verifica scritta
2,5 ore
20
