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Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008.

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1 Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

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3 Modulo di raccordo tra la meccanica e la termodinamica Facilità di reperire il materiale Piena padronanza dellattività da parte dei ragazzi Collegamenti con la vita quotidiana Spunti teorici non banali (natura del calore, transizioni di fase, la termodinamica delle miscele, modi di propagazione del calore, variabili microscopiche e macroscopiche)

4 Un ringraziamento alla 4G del Liceo Spallanzani che ha provato tutte le esperienze di questa unità e che ha fornito parecchio del materiale di questa presentazione.

5 Fornelletti elettrici. Acqua distillata, becker in pyrex, cilindro graduato, bilancina digitale. Calorimetro, campioncini di metallo, forbici e spago. Termometro da 0 a 100°C. Termometro con portata fino a -30 °C per la miscela frigorifera, cubetti di ghiaccio naftalina, paraffina.

6 Quale temperatura segna il termometro?

7 La temperatura segnata dal termometro è la sua cioè lunica misura che abbiamo dellenergia delle sue molecole

8 Termostato caldo calore Variazione dellenergia cinetica Variazione di T Cambiamento di stato T costante

9 Esperienza sul grafico di riscaldamento di due quantità della stessa sostanza: potenza termica costante, diversa variazione di temperatura T/ t, capacità e calore specifico, cambiamento di stato = temperatura costante.

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11 t(min) T(°C) T 0 =35°C T F =100°C t=0,06 °C/s t=0,12 °C/s Il grafico di riscaldamento

12 Il grafico di riscaldamento è una buona occasione per mostrare che il calore trasferito sia costante e anche la variazione della temperatura nellintervallo di tempo, la pendenza del grafico è costante e inversamente proporzionale alla capacità termica del corpo, quindi massa e variazione di temperatura sono inversamente proporzionali.

13 Possiamo quindi giustificare la formula per il calore: Q = c s m dove c s è il calore specifico della sostanza.

14 Fusione ed ebollizione dellacqua Fusione di un sostanza tra 0 e 100 °C (sodio tiosolfato, naftalina, paraffina,…vedi lista ) Miscela frigorifera e punto eutettico

15 Il punto eutettico della miscela acqua -sale

16 Il diagramma di fase della granita, ovvero come ghiaccia una soluzione di acqua e zucchero Le 6 fasi del cioccolato (dalla rubrica di Bressanini su Le scienze)

17 Determinare lequivalente in acqua del calorimetro è un esperienza da ripetere più volte. Soprattutto per rendersi conto che la variabilità del risultato è altissima.

18 Per trovare lequivalente in acqua del calorimetro si usa la nota formula e conviene utilizzare masse uguali di acqua per temperature iniziali dellacqua da miscelare….

19 È unesperienza classica, semplice ma significativa. Accorgimenti per ottenere buoni risultati: Non perdere calore per strada! Campioncini di una certa massa!

20 Dato che per trovare il calore specifico si confrontano le variazioni di temperatura del campione e dellacqua nel calorimetro, occorre diminuire lincertezza su queste misure: come?

21 Accorgimenti per ottenere buoni risultati: Non perdere calore per strada! Fatelo sciogliere tutto!

22 Cosa bisogna misurare bene per ottenere un valore affidabile del calore latente di fusione? la misura più critica è labbassamento di temperatura dellacqua: perciò….

23 Ci sono ricadute didattiche ? Cè stato un miglioramento della comprensione degli argomenti? Cè stato un miglioramento dellapproccio critico degli studenti allesperienza e alla misura?

24 Bibliografia: 1. Il diagramma di fase della granita, D Bressanini, Le scienze settembre 2008; 2.Tutte le forme del cioccolato, D.Bressanin, Le scienze aprile 2008; 3.Fisica, A. De Marco, R. Leso, Poseidonia. 4.Wikipedia, per ricerche sulle varie sostanze da fondere e sul punto eutettico


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