calore e temperatura

Vuoi conoscere
CALORE E TEMPERATURA?
Puoi scoprirlo …
INSIEME A NOI
I.C. “Marco Polo”- Fabriano ovest
Scuola Primaria”Mazzini” Classe 4^C
Stringi le mani dei compagni
mano calda… mano fredda
poi…. le mani diventano calde uguali
Ho raffreddato
la mano di
Matteo
Ho
riscaldato
la mano di
Elena
Ha ragione
Elena o
Matteo?
Le mani possono ingannare
Una mano in acqua
molto fredda
Una mano in acqua
calda
Le due mani in acqua
tiepida
In una mano
l’acqua è più
calda, nell’altra
più fredda
Serve il
termometro per
misurare la
temperatura
TEMPERATURA CALORE
Un piccolo esperimento per capire cosa sono?
Hai bisogno di due contenitori di diversa grandezza.
Uno da 500 ml e l’altro da 120 ml.
Riempili di acqua e misura la temperatura iniziale.
Nella nostra esperienza, il termometro segnava 13°
in entrambi i contenitori.
Metti i due contenitori su una piastra riscaldata e
controlla la temperatura dopo qualche minuto.
Nella nostra esperienza:
Nel contenitore con
500ml di acqua la
temperatura è salita a
40°, mentre nell’altro con
120 ml di acqua la
temperatura ha raggiunto
60°.
Nell’acqua dei due
contenitori arriva,
dalla piastra, lo
stesso CALORE ....
ma la TEMPERATURA
è diversa!
Tutti gli oggetti hanno
ENERGIA TERMICA,
perché le molecole si
muovono.
Più gli oggetti sono
caldi, più le molecole si
muovono velocemente.
CALORE E
TEMPERATURA
SONO DUE
COSE DIVERSE
Il calore è energia
termica che si trasmette
da un oggetto all’altro e
SEMPRE DALL’OGGETTO
PIU’ CALDO A QUELLO
MENO CALDO
IL CALORE è
ENERGIA che si
trasmette.
La TEMPERATURA
è una proprietà
degli oggetti e
indica quanto sono
caldi.
CALORE – ENERGIA TERMICA CHE SI TRASMETTE
Hai bisogno di due contenitori, uno più grande che possa
contenere il più piccolo.
Metti acqua nei due contenitori.
Sistema il contenitore più grande in frigorifero o fuori
al freddo e sistema il più piccolo sopra una piastra
riscaldata.
Misura la temperatura dell’acqua nei due contenitori
Immergi il contenitore più piccolo nell’acqua del
contenitore più grande.
Misura la temperatura nei due contenitori ad intervalli
regolari di 5 minuti.
Registra le temperature in una tabella e riporta i dati in
un grafico
EQUILIBRIO TERMICO
Tempo
A
B
80
0
11°
73°
70
5
17°
27°
10
18°
24°
60
50
15
20°
22°
20
22°
22°
25
22°
22°
30
23°
23°
Questi sono i risultati
della nostra esperienza
A
40
B
30
20
10
0
0
La trasmissione di
energia termica avviene
finché due oggetti non
raggiungono la stessa
temperatura e sono in
EQUILIBRIO TERMICO
5
10
15
20
25
30
La temperatura
dell’acqua nel contenitore
A diminuisce.
La temperatura
dell’acqua nel contenitore
B aumenta.
Poi l’acqua nei due
contenitori raggiungono
la stessa temperatura
Anche le mani sono
diventate calde
uguali!
Hanno raggiunto la
stessa temperatura!
EFFETTI DEL CALORE
I cambiamento di stato sono
effetto del calore.
L’acqua diventa vapore e
ghiaccio per effetto del calore!
Il calore fa fondere il ghiaccio
la cioccolata, i metalli.
Il calore fa variare
la temperatura che
si misura con il
termometro
Il calore produce
altri effetti su
liquidi, solidi e gas.
Esegui anche tu le
nostre esperienze e
vedrai!
La sfera di metallo entra nel foro
della piastra.
Riscalda la sfera con un fiamma o
sopra una piastra arroventata.
Prova a farla passare di nuovo nel
foro
Lasciamo
raffreddare la sfera
e proviamo a vedere
cosa succede
La sfera non
entra più nel
foro.
E’ più grande!
Ora la sfera è
tornata come
prima e entra di
nuovo nel foro
Con il calore i solidi e
i metalli si dilatano.
La dilatazione è un
effetto del calore
Puoi verificare la
dilatazione termica con
un’altra esperienza.
Ti servono: un grosso
chiodo, una lattina
vuota e un martello.
Quando i metalli e i
solidi cedono calore
e “diventano
freddi” si
contraggono.
Pianta il chiodo nella
lattina e poi toglilo senza
allargare il foro che il
chiodo ha fatto.
Riscalda il chiodo e prova
ad infilarlo nel foro.
Riuscirà il chiodo ad
entrare?
Fai raffreddare il chiodo
e prova di nuovo.
Con il calore si
dilatano anche
liquidi e gas?
Progettiamo l’esperimento:
Occorrono due beute o
due bottigliette di vetro,
un palloncino, un tappo e
una cannuccia trasparente.
Una bottiglietta deve essere chiusa
da un palloncino.
L’altra bottiglietta deve essere piena
di acqua, meglio se colorata, e chiusa
con un tappo bucato. Nel buco va
inserita la cannuccia che deve
essere ben sigillata al tappo con la
plastilina.
L’acqua con il calore si
dilata e sale lungo la
cannuccia.
Anche l’aria
contenuta nella
beuta si dilata e
gonfia il palloncino
Quando acqua e aria cedono
calore, si contraggono e …..
il palloncino si sgonfia,
la cannuccia si svuota.
Dilatazione termica e termometro
La dilatazione termica è
un effetto del calore.
Solidi, liquidi e gas con il
calore si dilatano e si
contraggono.
Il termometro funziona grazie alla
dilatazione termica.
Quando il termometro quando viene a contatto
con un oggetto ( mano, aria, acqua) caldo, l’alcool
o il mercurio,contenuto nel bulbo, si dilata e sale
nella colonnina.
Quando viene a contatto con un oggetto meno
caldo, il liquido si contrae e scende nella
colonnina.
Se vuoi costruire un termometro ad acqua segui
le istruzioni
Costruisci il termometro
Quando hai eseguito
l’esperienza della dilatazione
termica dei liquidi, hai già
costruito un termometro ad
acqua. Puoi usare anche una
bottiglietta di vetro al posto
della beuta.
Metti il termometro che hai
costruito sul termosifone.
Il termosifone trasmette
energia termica all’acqua
colorata che si dilata e sale
nella cannuccia.
Se la giornata è fredda,
metti il termometro
all’aperto.
L’ acqua colorata
trasmette energia
termica all’aria fredda, si
contrae e scende nella
cannuccia.
L’ENERGIA TERMICA SI TRASMETTE,
MA ALCUNI MATERIALI RIESCONO
A RALLENTARE LA TRASMISSIONE DI CALORE
Hai bisogno di un
pezzo di stoffa di
lana, un pezzo di
cotone, un foglio di
giornale, un sacchetto
di plastica.
Non dimenticare
uno o più
termometri.
Prepara anche 5
bicchieri, o
contenitori uguali,
possono essere di
vetro, di ceramica
o di plastica
resistente.
Riscalda l’acqua,
Misura la temperatura dell’acqua
Versa la stessa quantità di acqua
riscaldata nei bicchieri
Lascia un bicchiere libero
Avvolgi gli altri bicchieri con i
diversi materiali preparati.
Sistema il quinto bicchiere in un
sacchetto di plastica
Sistema i bicchieri all’esterno
Misura, ad intervalli di tempo regolari o irregolari, la temperatura
dell’acqua nei cinque bicchieri
Registra in tabella e
riporta in un grafico
A libero
B cotone
7 min
C giornale
tem
po
0 min
A
45°
36°
22°
18°
B
45°
38°
32°
28°
C
45°
39°
34°
29°
D
45°
39°
35°
30°
E
45°
40°
36°
31°
15 min
45 min
D lana
E sacchetto
Ecco i nostri risultati
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
A
B
C
D
E
0 min
7 min
15 min
45 min
L’acqua nel bicchiere racchiuso nel
sacchetto di plastica è rimasta la
più calda.
L’aria contenuta nel sacchetto ha
isolato bene e trattenuto il calore.
L’aria è un buon isolante.
Anche la lana ha isolato abbastanza
bene, seguita dal giornale e dal
cotone.
Alcuni materiali riescono ad
isolare meglio di altri.
L’aria è un buon isolante ed è
contenuta nelle fibre della lana
della carta e del cotone.
Più aria è contenuta nelle fibre
più i materiali sono isolanti.
L’ENERGIA TERMICA SI TRASMETTE,
ALCUNI MATERIALI RIESCONO A TRASMETTE DI CALORE MEGLIO DI ALTRI
Hai bisogno di un
cucchiaio di metallo, uno
di legno e uno di plastica.
Con un pezzetto di burro,
attacca al manico di ogni
cucchiaio tre perline.
Immergi i tre cucchiai in acqua
bollente. Il calore dall’acqua si
trasmette ai cucchiai e li
riscalda facendo fondere il
burro e cadere le perline.
Cadranno insieme le perline?
Il cucchiaio di metallo si è
riscaldato velocemente e la perlina
è caduta prima della altre; seguita
da quella nel cucchiaio di plastica e
ultima è caduta quella nel cucchiaio
di legno.
I materiali, come molti metalli, sono buoni
conduttori e lasciano che il calore passi
facilmente.
Altri come la plastica, il polistirolo il sughero, il
legno, la lana, sono cattivi conduttori e non
permettono al calore di passare facilmente.
Le esperienze che
abbiamo raccontato, ci
hanno fatto capire come
“funziona” il CALORE
Come facciamo di
solito, abbiamo
riassunto tutto in
una mappa.