Esperimenti di termologia

1° esperimento

TITOLO: Dilatazione volumica di corpi solidi.

SCOPO: Verificare che un corpo che riceve calore aumenta il proprio volume.

MATERIALI: Sfera di metallo, asta di ferro, anello, becco bunsen, cronometro.

PROCEDIMENTO: Abbiamo preso una sfera di metallo che passa senza alcuna difficoltà attraverso un anello sporgente da un'asta di ferro. Dopo aver riscaldato per circa 1 minuto la sfera di metallo con il becco bunsen, abbiamo cercato di far passare la sfera attraverso l'anello, senza alcun esito. Ciò significa che la sfera è aumentata di diametro (e quindi di volume). Un'ulteriore prova l'abbiamo avuta con il raffreddamento della sfera: sottratta la fonte di calore, abbiamo appoggiato la sfera all'anello, e dopo qualche tempo, il volume della sfera è ritornato al valore iniziale e la sfera è riuscita a passare attraverso l'anello. (by Marco Gianformica, 1D)

2° esperimento

TITOLO: La dilatazione lineare

SCOPO: Verificare che un corpo sviluppato in lunghezza che riceve calore aumenta la propria lunghezza, e che materiali diversi che ricevono la stessa quantità di calore si dilatano in modo differente.

MATERIALI: scala graduata con ago, cronometro, becco bunsen, aste di ottone, ferro e alluminio.

PROCEDIMENTO: Abbiamo riscaldato per un minuto esatto le tre aste di metalli differenti, collegate ad un ago, in modo tale che, allungandosi, provocavano la rotazione dell'ago. L'ago era sufficientemente lungo da permetterci di visualizzare chiaramente l'allungamento, che, altrimenti, sarebbe stato difficile da quantificare.

1) con l'asta di alluminio l'ago si sposta in senso orario di 6 tacche.

2) con l'asta di ottone l'ago si sposta di 5 tacche.

3) con l'asta di ferro l'ago si sposta 2,5 tacche.

Questo significa che l'alluminio rispetto all'ottone e al ferro ha un maggiore coefficiente di dilatazione lineare. (by Marco Gianformica, 1D)

3° Esperimento

TITOLO: Conducibilità termica

SCOPO: Valutare la velocità di propagazione del calore (conducibilità termica) attraverso tre corpi solidi differenti

MATERIALE: aste di ottone, ferro, alluminio, palline di plastica, plastilina, cronometro, becco bunsen

Le modalità in cui il calore si trasmette nei solidi è diversa rispetto ad un fluido (liquido o aeriforme) e rispetto al vuoto. In particolare nei solidi prevale la conduzione.

PROCEDIMENTO: Su ogni asta metallica abbiamo disposto ad intervalli regolari 4 palline di plastica attaccate all'asta con della plastilina. Successivamente abbiamo messo il becco bunsen al punto d'incontro delle tre aste e abbiamo aspettato cronometrando che ogni pallina cadesse dall'asta. Ecco i tempi di caduta di ogni pallina.

	Asta di alluminio	Asta di ferro	Asta di ottone
1° pallina	50"	2' 43"	1' 4"
2° pallina	1' 16"	6' 10"	1' 55"
3° pallina	1' 40"	Non rilevata	3' 18"
4° pallina	2' 36"		5' 30"

Per concludere: la conducibilità termica nell'alluminio è maggiore rispetto all'ottone e rispetto al ferro, che, fra i materiali esaminati, possiede la conducibilità più bassa. (by Marco Gianformica, 1D)

4° Esperimento

TITOLO: dilatazione volumica di corpi liquidi

SCOPO: verificare che aumentando la temperatura di un corpo liquido aumenta anche il suo volume.

MATERIALE: Becco bunsen, treppiede, reticella, becher da 1000 ml con acqua, tre provettoni contenenti olio acqua e alcool con tappi forati, 3 tubi di vetro, termometro, pennarelli, metri.

PROCEDIMENTO: Abbiamo posizionato sopra il treppiedi il becher da 1000 ml contenente acqua, abbiamo inserito il termometro e i tre provettoni con i tre tubi di vetro (Ø 5,7 mm). Dopo aver registrato la temperatura iniziale segnata dal termometro (21 °C) e la sua sensibilità (1 °C), abbiamo collocato il becco bunsen sotto il treppiedi. Ogni 10 °C, sino a 81 °C, abbiamo indicato il livello raggiunto dai vari liquidi con un pennarello. Al termine abbiamo misurato l'incremento del livello (Dl) per ciascun liquido e abbiamo registrato i dati su una tabella.

Temperatura (°C)	Alcool Dl (cm)	Olio Dl (cm)	Acqua Dl (cm)
21	0	0	0
31	0,6	1,0	0,3
41	1,9	1,5	0,6
51	3,1	3,0	1,0
61	6,0	4,7	2,5
71	8,5	6,8	4,0
81	11,4	8,6	5,6

(by Daniela Riva, 1E)

5° Esperimento

TITOLO: pressione e temperatura di ebollizione

SCOPO: verificare che la temperatura di ebollizione dipende dalla pressione dell'ambiente circostante.

MATERIALE: Becher da 250 ml con acqua, termometro, campana di vetro, pompa per il vuoto.

PROCEDIMENTO: Abbiamo posizionato all’interno della campana di vetro il becher contenente acqua con il termometro, che indicava la temperatura di 20 °C; abbiamo acceso la pompa per il vuoto e dopo pochi minuti abbiamo osservato delle piccole bollicine (sono i gas disciolti nell'acqua che si liberano a causa della riduzione della pressione) e poi il fenomeno tumultuoso dell'ebollizione (quando la pressione dell'ambiente ha eguagliato la tensione interna del vapore). La temperatura indicata dal termometro non è variata (NdI: strano, avrebbe dovuto diminuire!). Per un'ulteriore verifica, dopo aver riequilibrato la pressione interna con la pressione esterna, abbiamo sollevato la campana e testato la temperatura dell'acqua al tatto: è risultata invariata. (by Daniela Riva, 1E)

Supervisione, simulazione delle esperienze e pubblicazione: Prof. Hedy Farfara

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