tiziana segalini liceo ariosto-spallanzani di reggio emilia le mani sul laboratorio corso di...

24
Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia “Le mani sul laboratorio” Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Upload: tore-piva

Post on 01-May-2015

215 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

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

Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia

“Le mani sul laboratorio”Corso di aggiornamento per insegnanti

Modena, 9 dicembre 2008

Page 2: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008
Page 3: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Modulo di raccordo tra la meccanica e la termodinamica

Facilità di reperire il materiale

Piena padronanza dell’attività 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)

Page 4: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

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.

Page 5: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

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.

Page 6: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Quale temperatura segna

il termometro?

Page 7: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

La temperatura segnata dal termometro è la sua cioè l’unica misura che abbiamo dell’energia delle sue molecole

Page 8: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Termostato caldo

calore

calore

Variazione dell’energia cinetica

Variazione di T

Cambiamento di stato

T costante

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

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 .

Page 10: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008
Page 11: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

t(min)

T(°C)

T0=35°C

TF =100°C

t=0,06 °C/s

t=0,12 °C/s

Il grafico di riscaldamento

Page 12: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Il grafico di riscaldamento è una buona occasione per mostrare che• il calore trasferito sia costante e •anche la variazione della temperatura nell’intervallo 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 .

Page 13: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Possiamo quindi giustificare la formula per il calore:

Q = cs mdove cs è il calore specifico della sostanza.

Page 14: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

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

Page 15: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Il punto eutettico della miscela acqua -sale

Page 16: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

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”)

Page 17: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Determinare l’equivalente in acqua del calorimetro è un ‘esperienza da ripetere più volte.

Soprattutto per rendersi conto che la variabilità del risultato è altissima.

Page 18: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

X

X TTe

TeTmTeTmm

2211

Per trovare l’equivalente in acqua del calorimetro si usa la nota formula

e conviene utilizzare •masse uguali di acqua per ......•temperature iniziali dell’acqua da

miscelare….

Page 19: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

È un’esperienza classica, semplice ma significativa.

Accorgimenti per ottenere buoni risultati: •Non perdere calore per strada!•Campioncini di una certa massa!

Page 20: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

TeTm

TTecmmc

metmet

iOHcalmet

21

Dato che per trovare il calore specifico si confrontano le variazioni di temperatura del

campione e dell’acqua nel calorimetro,

occorre diminuire l’incertezza su queste misure: come?

Page 21: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

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

Page 22: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Cosa bisogna misurare bene per ottenere un valore affidabile del calore latente di

fusione?

la misura più critica è l’abbassamento di temperatura dell’acqua: perciò….

gh

egheOHOHFUS m

TmTTcm )0()( 122

Page 23: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

Ci sono ricadute didattiche ?

C’è stato un miglioramento della comprensione degli argomenti?

C’è stato un miglioramento dell’approccio critico degli studenti all’esperienza e alla misura?

Page 24: Tiziana Segalini Liceo Ariosto-Spallanzani di Reggio Emilia Le mani sul laboratorio Corso di aggiornamento per insegnanti Modena, 9 dicembre 2008

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