Vuoi conoscere CALORE E TEMPERATURA? Puoi scoprirlo … INSIEME A NOI I.C. “Marco Polo”- Fabriano ovest Scuola Primaria”Mazzini” Classe 4^C

poi…. le mani diventano calde uguali Stringi le mani dei compagni mano calda… mano fredda poi…. le mani diventano calde uguali Ho riscaldato la mano di Elena Ha ragione Elena o Matteo? Ho raffreddato la mano di 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. Nell’acqua dei due contenitori arriva, dalla piastra, lo stesso CALORE .... ma la TEMPERATURA è diversa! 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°.

Tutti gli oggetti hanno ENERGIA TERMICA, perché le molecole si muovono. Più gli oggetti sono caldi, più le molecole si muovono velocemente. Il calore è energia termica che si trasmette da un oggetto all’altro e SEMPRE DALL’OGGETTO PIU’ CALDO A QUELLO MENO CALDO CALORE E TEMPERATURA SONO DUE COSE DIVERSE 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 Questi sono i risultati della nostra esperienza 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 Tempo A B 11° 73° 5 17° 27° 10 18° 24° 15 20° 22° 20 25 30 23° La trasmissione di energia termica avviene finché due oggetti non raggiungono la stessa temperatura e sono in EQUILIBRIO TERMICO Anche le mani sono diventate calde uguali! Hanno raggiunto la stessa temperatura!

Il calore produce altri effetti su liquidi, solidi e gas. 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!

Lasciamo raffreddare la sfera e proviamo a vedere cosa succede 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 Ora la sfera è tornata come prima e entra di nuovo nel foro Lasciamo raffreddare la sfera e proviamo a vedere cosa succede La sfera non entra più nel foro. E’ più grande!

Con il calore i solidi e i metalli si dilatano. La dilatazione è un effetto del calore 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. Puoi verificare la dilatazione termica con un’altra esperienza. Ti servono: un grosso chiodo, una lattina vuota e un martello. 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.

Anche l’aria contenuta nella beuta si dilata e gonfia il palloncino L’acqua con il calore si dilata e sale lungo la cannuccia. 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. 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. Metti il termometro che hai costruito sul termosifone. Il termosifone trasmette energia termica all’acqua colorata che si dilata e sale nella cannuccia.

L’ENERGIA TERMICA SI TRASMETTE, MA ALCUNI MATERIALI RIESCONO A RALLENTARE LA TRASMISSIONE DI CALORE Non dimenticare uno o più termometri. Prepara anche 5 bicchieri, o contenitori uguali, possono essere di vetro, di ceramica o di plastica resistente. Hai bisogno di un pezzo di stoffa di lana, un pezzo di cotone, un foglio di giornale, un sacchetto di plastica.

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 Ecco i nostri risultati A libero B cotone C giornale D lana E sacchetto tempo 0 min 7 min 15 min 45 min A 45° 36° 22° 18° B 38° 32° 28° C 39° 34° 29° D 35° 30° E 40° 31°

Alcuni materiali riescono ad isolare meglio di altri. 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 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? 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. 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.