I CAMBIAMENTI DI STATO DELLA MATERIA |
Esperienza 1ProblemaOsservazione di vari passaggi di stato
per rispondere ai quesiti nati dalla discussione: 1. arrivare a capire qualcosa di più relativamente a temperatura e calore 2. cosa
succede alla temperatura nel passaggio di stato 3. cosa
succede al calore 4.
cosa succede alla materia 5. tutti
i materiali si comportano allo stesso modo |
Ipotesi di lavoro Proviamo a
scaldare materiali, variando il tipo, poi variando il peso dello
stesso materiale, infine variando la sorgente… Materiale Provettoni, provette, reticella e treppiede, lampada ad alcool, piastra elettrica, bacchette di vetro, bilancia analitica, cera, paradiclorobenzolo, salolo (salicilato di fenile), acqua, ghiaccio, termometri (-10, 150°), termoscopio e sonda on-line PASCO. |
Procedimento A - ci siamo procurati un beaker con ghiaccio tritato poi abbiamo inserito un termometro (fusione). B
- ci siamo procurati dei provettoni contenenti 9 g, 11 g e 15
g di PDB (paradiclorobenzolo). |
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C
- abbiamo tritato due o tre candele con un coltello, inserito la cera
in una provetta posta a scaldare nel beaker con acqua; |
Osservazioni quantitative Si vedano tabelle e grafici:
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Osservazioni Nel
caso del ghiaccio abbiamo visto che un po’ alla volta si
scioglieva e abbiamo anche tentato di accelerare il fenomeno: c’era
chi agitava con una bacchetta di vetro, chi invece alitava sul beaker,
chi ha erroneamente pensato di tenere caldo il beaker con un panno di
lana (è peggio, perché un isolante e quindi rallenta il fenomeno, ma
non abbiamo dati sperimentali corretti), chi invece avvicinava una
sorgente di calore, elettrica o a fiamma di alcol, ma si scioglieva
immediatamente e l’esperimento terminava. Nel caso del PDB, in fusione ci sono stati problemi notevoli, ci si aspettava, come per il ghiaccio, una sosta di temperatura che, invece, è salita ugualmente, forse perché c’è molta materia e si scioglie a isolette; spostando il termometro all’interno si rilevavano molte variazioni di temperatura. Per
il raffreddamento invece abbiamo dei dati costanti per tutta la durata
del fenomeno. Nel
caso della cera invece non otteniamo una sosta termica neanche in
solidificazione. Le
prove on-line col Salolo ci hanno stupito molto. Il grafico è
interessante. Prima
scende, poi risale un po’ e, infine, si stabilizza e fa un
pianerottolo a 39°C. Da dove prenderà il calore se l’ha
già ceduto? |
Discussione e conclusioniCome mai succede questo? La
sorgente che può essere artificiale oppure l’ambiente, come nel
caso del ghiaccio, è più calda del ghiaccio stesso, viceversa per il
PDB è più calda la sostanza dell’ambiente stesso, eppure per un po’
di tempo, a volte 20/30 minuti la temperatura registrata col
termometro si è mantenuta costante. Cosa succede allora dentro la materia? Qualche studente ipotizza: ad esempio, nel caso del ghiaccio, il calore gli serve per sciogliersi, assorbe calore per poter passare allo stato liquido, poi successivamente raggiunge la stessa temperatura dell’ambiente. |