Costruzione e Collaudo di un Micro Scaldino

DIARIO DI BORDO
PROGETTO
SCUOLA
N. di alunni coinvolti: 16 Docenti: Vittorio Fasiello;
Crisostomo Donadei;
esterni
Domenico Di Rocco; Roberto
12 interni (gruppo 3)
Data
15/03/2016
Esperti; Anna Maria Valvetri
Descrizione delle attività svolte
Assemblaggio e collaudo di un Micro Scaldino (Calorimetro):
2^ PARTE
Nella prima lezione sono stati costruiti i diversi elementi che comporranno il micro scaldino:

un vaso a doppio guscio (coibentato con spessori di polistirolo)

il coperchio.

l’elemento che fornirà il calore ovvero la resistenza elettrica.

l’agitatore
Dopo aver assemblato tutti i componenti costruiti, facciamo due forellini nel coperchio e inseriamo la resistenza
elettrica in modo che risulti al centro del vaso , a circa 3 o 4 centimetri dal fondo.
Un terzo forellino servirà per inserire l’agitatore, facendo in modo che scorra su e giù contenendo la resistenza.
Infine sarà praticato un quarto foro, che servirà ad inserire il termometro, evitando che sia a diretto contatto
con la resistenza o con l’agitatore, seguendo lo schema presente in figura 1.
Fig. 1
A
o
Ro
oR
Il micro scaldino (calorimetro) è pronto.
O
T
RACCOLTA E ANALISI DEI DATI:
Prepariamo il dispositivo versando 200 grammi di acqua distillata all’interno del vaso.
Alimentiamo con un generatore la resistenza del calorimetro.
Conseguenza del l’energia elettrica fornita dal generatore è l’aumento della temperatura che misuriamo con il
termometro: l’energia elettrica si sta trasformando in energia termica.
Misurando il tempo con un cronometro e la relativa temperatura con il termometro riportiamo i dati
ordinatamente in tabella.
TEMPERATURA
TEMPO
( C° )
(s)
Analizzando i dati raccolti osserviamo che all’aumentare del tempo aumenta la temperatura.
Quindi all’aumentare del tempo l’acqua si sta riscaldando ovvero l’energia termica sta aumentando.
Un’analisi più dettagliata può essere osservata mediante la costruzione di un grafico.
Costruiamo il grafico della Temperatura in relazione (funzione) al Tempo.
I valori della temperatura saranno riportati sull’asse delle ordinate; i valori del tempo saranno riportati
sull’asse delle ascisse.
Scegliendo una comoda scala si può stabilire :
Tempo: 1cm ≡ 1min
Temperatura: 2cm ≡ 1C°
Utilizzando un foglio di carta millimetrata riportiamo nel grafico i dati registrati in tabella:
T(C°)
0
t (s)
Osservando i punti possiamo approssimare la congiunzione dei punti ad una retta.
La lettura e l’ interpretazione del grafico ci permettono di chiarire ulteriormente la relazione che lega la
temperatura al tempo e di conseguenza alla produzione di Energia Termica o Calore.
In ultima analisi si può osservare che spegnendo il generatore la temperatura non diminuisce ma rimane a lungo
costante. Questo dimostra che l’Energia Termica accumulata non si disperde facilmente ma viene conservata.
RISULTATI:
L’analisi dei dati e le osservazioni registrate ci hanno permesso di dimostrare come sfruttando l’effetto termico
della corrente elettrica si può trasformare l’Energia Elettrica in Energia Termica ed accumularla, utilizzandola in
seguito all’occorrenza.
DISCUSSIONE:
A questo punto esaminiamo l’operato, le fasi di costruzione, le varianti e/o modifiche nella fase di esecuzione,
gli eventuali errori, i risultati ottenuti.
Confrontiamo il lavoro e condividiamo i risultati con gli altri, per proporre e studiare eventuali miglioramenti:
- Utilizzare materiali nuovi, semplificare il lavoro, ridurre i costi
- Migliorare la trasformazione nei tempi (rendimento)
- Conservare a lungo l’accumulo di Energia Termica (coibentazione)
- Usare energia meno costosa e ecosostenibile (sole, vento, ……)
- Ecc…
CONCLUSIONI:
Costruire un micro scaldino per trasformare Energia Elettrica in Energia Termica ed accumulandola conservarla
era l’intento. L’ obiettivo è stato raggiunto!
Ma questo apre subito la strada ad un nuovo obiettivo:
“ Si può migliorare costruendone uno più funzionale e meno costoso?”
Ma la questione apre la strada ad un altro discorso e questa è un’altra storia………
Tempo impiegato (N. ore) 3
Strategie di insegnamento/apprendimento attivate
 Conversazione guidata
 Lezione interattiva
 Brain storming
 Lavori di gruppo
 Didattica laboratoriale
Strumenti utilizzati
-
Bottiglia di plastica da 1,5 l
Bottiglia di plastica da 0,5 l
Filo di Nikel-Cromo
Filo rigido
Foglio di polistirolo
Foglio di cartoncino
Penna
Forbici
Batteria o generatore
Cronometro
Punteruolo
Filo a caldo (taglia polistirolo)
Colla
Pinze
Ambienti (reali/virtuali) utilizzati
 Laboratorio di fisica
 Laboratorio di meccatronica
Problemi o difficoltà incontrati e possibili soluzioni
 Nessuno
Punti di forza delle attività svolte
 riconoscere il valore del lavoro d’insieme e del senso di aggregazione e di
appartenenza e al gruppo dei pari.
 conoscere , rispettare e interiorizzare le norme di sicurezza.
 Utilizzare le conoscenze apprese per consolidare competenze spendibili nella vita
di tutti i giorni.
Punti di debolezza delle attività svolte
 nessuno
Riflessioni
Ore 14.30, laboratorio di fisica: si conclude con l’attività odierna il progetto interno
all’ITT “Giorgi” che ha visto il coinvolgimento, oltre che degli alunni interni
partecipanti alle diverse attività programmate, anche degli studenti delle Terze classi
dell’IC SANT’ELIA – COMMENDA, oggi accompagnati dai Proff. Claudio Lonoce,
Tundo Antonio Paolo e Lofino Anna.
Il Prof. Vittorio Fasiello procede inizialmente a ripercorrere i diversi momenti che
hanno caratterizzato la fase iniziale del progetto: la costruzione delle singole parti
del calorimetro, che ora saranno assemblate.
L’attenzione è sempre puntata sulle norme che regolano la sicurezza nelle diverse
fasi operative, per cui si rimarca di agire con cautela durante l’utilizzo del generatore,
di isolare adeguatamente con guaine protettive i fili della resistenza, in modo che non
entrino in contatto con il polistirolo, bruciandolo.
Il micro scaldino è ora pronto: si procede al collaudo, prendendo nota degli aumenti di
temperatura nell’unità di tempo e controllando il suo corretto funzionamento.
L’attività è giunta al termine: gli alunni hanno oramai preso in seria considerazione le
tematiche della sicurezza, per cui si può affermare che la finalità principale del
progetto è stata sicuramente conseguita.