CALORE
quando c’è
di
uguaglianza
osservazione
quantitativa
potenziamento
osservazione
qualitativa
percezione
sensoriale
permette
presenza
di
calorimetr
o
misura della
misura del
indice di
varia di
assenza
di
MODELLIZZAZIONE
si interpreta con
interazione con
come energia
delle
particelle
modifica
stati fisici
dilatazione
termica
induce
interpretati da
in base alla
modello
particell
are della
materia
produce
RELAZIONI
MATEMATICHE
subisce
quando
esprimibile
mediante
come
fluido
freddo
CALORE
produce
fino a
trasmissione
specifico
specifico
TEMPERATURA
caldo
potenziamento
strumento
termometro
EQUILIBRIO
TERMICO
capacità
termica
dipende da
calore
specifico
ha
TRASFORMAZIONE
CHIMICA
dipende da
modifica la
ha
mass
a
ha
MATERIA
SOSTANZA
BIENNIO
SECONDARIA SUPERIORE
TERMOMETRO
CALORIMETRO
MISURA
CALORIA (J)
GRADO °C (K)
PERCEZIONE
INDICE DI
CORPI
CALORE
AI
TEMPERATURA
DEI
SI TRASMETTE
I
N
D
U
C
E
EQUILIBRIO TERMICO
INTERPRETATI
DA
MATERIA
MODELLI
PRODUCE
TRASFORMAZIONI
FISICHE
E’ PRODOTTO DA
TRASFORMAZIONI
CHIMICHE
FINALITA’ DEL TEMA
DESCRIZIONE
INTERAZIONE CALORE-MATERIA
 OSSERVAZIONE MIRATA DEI FENOMENI
 RACCOLTA DI DATI
INTERPRETAZIONE
 FORMULAZIONE DI IPOTESI
 FORMAZIONE DI ASPETTATIVE
 QUALITATIVI
 ELABORAZIONE PROVE DI VERIFICA
 QUANTITATIVI (MISURAZIONI)
ELABORAZIONE DEI DATI
 RICERCA DI LEGGI
 CREAZIONE DI MODELLI INTERPRETATIVI
 DEL TRASFERIMENTO DI CALORE
DELLA MATERIA
 USO DI FORMULE MATEMATICHE
 CAPACITA’ DI OPERARE IN LABORATORIO
PRATICA DI LABORATORIO
MODALITA’
SEQUENZA SPERIMENTALE
TRASMISSIONE DEL CALORE
CONCETTO OPERATIVO CALORE-TEMPERATURA
EQUILIBRIO TERMICO
MODELLO
DEL CALORE
COME FLUIDO
DILATAZIONE TERMICA
SOLIDI, LIQUIDI, GAS
(COEFFICIENTE DI DILATAZIONE TERMICA)
PASSAGGI DI STATO
COSTRUZIONE
DEL MODELLO
PARTICELLARE
DELLA MATERIA
TRASFERIMENTO DI CALORE AI CORPI
CAPACITA’ TERMICA E CALORE SPECIFICO
CALORE LATENTE
MATEMATIZZAZIONE
AMBITO CHIMICO
COSTRUZIONE DI MODELLI
DELLA MATERIA
SPIEGARE QUELLO CHE SI VEDE
CON QUELLO CHE NON SI VEDE
SPIEGARE COME E’ FATTA LA MATERIA
USANDO L’ENERGIA
AMBITO CHIMICO
COSTRUZIONE DI MODELLI
DELLA MATERIA
SOLIDO
LIQUIDO
GAS
AMBITO GENERALE
“ MATEMATIZZARE LA REALTA’ ”
TROVARE RELAZIONI MATEMATICHE
TRA LE GRANDEZZE CHE CARATTERIZZANO
IL SISTEMA
INTERPRETARE LE RELAZIONI
MATEMATICHE TROVATE
UTILIZZARE LE RELAZIONI
MATEMATICHE PER RISOLVERE
SITUAZIONI PROBLEMATICHE
ESPERIENZA
CALORE SPECIFICO DEI LIQUIDI
APPARATO SPERIMENTALE
ESPERIENZA
CALORE SPECIFICO DI LIQUIDI
 SI RISCALDANO LENTAMENTE ALCUNI LIQUIDI
 SI RIPORTANO IN GRAFICO I VALORI DELLA TEMPERATURA
IN FUNZIONE DEL TEMPO PER LE DIVERSE SOSTANZE
SI CONFRONTANO QUALITATIVAMENTE GLI ANDAMENTI DEI
GRAFICI
SI CERCA LA FORMULA MATEMATICA CHE ESPRIME LA
RELAZIONE TRA CALORE E INCREMENTO DI TEMPERATURA
PER LE DIVERSE SOSTANZE
SI DEFINISCE IL CALORE SPECIFICO
(SI DETERMINA IL CALORE SPECIFICO DELLE VARIE
SOSTANZE)
SI CONFRONTA CON IL RISCALDAMENTO DEI METALLI
DATI
tempo (min)
1
2
3
4
5
6
m =10 g
T1=20°C
ACQUA ALCOL OLIO
T2
T2
T2
25
28
31
31
36
44
34
44
54
39
51
65
44
60
79
48
66
90
Cs(alcol)=(T2-T1)acqua/(T2-T1)alcol
Cs(olio)=(T2-T1)acqua/(T2-T1)olio
GRAFICO
100
T (K)
90
80
70
60
ACQUA
50
ALCOL
40
OLIO
30
20
10
0
0
1
2
3
4
5
6
tempo (min)
7
PUNTI CRITICI
IPOTESI DEI RAGAZZI
 COME TROVARE IL CALORE SPECIFICO DI SOLIDI?
SI SALDA IL TERMOMETRO CON IL SOLIDO
SI POLVERIZZANO I SOLIDI OPERANDO COME CON I LIQUIDI
CHE RELAZIONE C’E’ TRA CALORE SPECIFICO E CAPACITA’ TERMICA?
QUASI SEMPRE DOPO ALCUNI TENTATIVI SI ARRIVA ALLA IPOTESI
CORRETTA
QUALE TRA LE SOSTANZE ESAMINATE HA IL MAGGIOR CALORE SPECIFICO ( E
QUINDI LA MAGGIOR CAPACITA’ TERMICA?)
(ACQUA) OLIO
UN METALLO SI RISCALDA DI PIU’ O DI MENO DELLE SOSTANZE ESAMINATE
NELLE STESSE CONDIZIONI?
DI PIU’
COME VERIFICARLO?
AL TATTO
SOLO A VOLTE CON UN RAGIONAMENTO GUIDATO SI E’ ARRIVATI A
PENSARE CHE UNA SPATOLA METALLICA IMMERSA NELLE STESSE
CONDIZIONI PUO’ FAR “FRIGGERE” UNA GOCCIA D’ACQUA VERSATA SU DI
ESSA
I METALLI HANNO GRANDE O PICCOLO CALORE SPECIFICO?
NORMALMENTE LA RISPOSTA E’ GRANDE, SOLO SE IL RAGIONAMENTO AL
PUNTO 3 E’ STATO SVOLTO IN MODO APPROFONDITO E MAGARI RIPRESO
SPESSO SI ARRIVA ALL’IPOTESI CORRETTA