Fenomeni termici

(percorso realizzato da Sandra Turra)

Introduzione, obiettivi e prerequisiti | metodologia e attività |nodi concettuali e problemi di apprendimento | schede di lavoro | approfondimenti e parole chiave| I thermos

INTRODUZIONE

La proposta, indirizzata alla fascia scolare delle medie inferiori, porta ad indagare sulle relazioni esistenti tra la sensazione di caldo e di freddo, le proprietà termiche del sistema in esame e le dinamiche di trasferimento del calore a partire da esperienze della vita quotidiana e da attività esplorative,.
Vengono in particolare presentate alcune esperienze, sperimentate in classi di prima media, che prevedono l’utilizzo di materiali tradizionali e di sensori di temperatura on line.

OBIETTIVI

Conoscenze

  1. Sorgenti con produzione di calore (sole, lampadina, termosifone, fornello, corpo umano) e senza produzione di calore
  2. Distinzione tra sensazione termica e temperatura (misurata con il termometro)
  3. Relazione tra calore (variabile di scambio nelle interazioni termiche) e temperatura (variabile che descrive lo stato del sistema)
  4. Flussi di calore tra sistemi a temperatura diversa ed equilibrio termico
  5. Conducibilità termica

Abilità

  • Riconoscere le sorgenti di calore più comuni
  • Interpretare la sensazione termica come un effetto dell’interazione tra il nostro corpo, l’oggetto toccato e l’ambiente
  • Individuare il ruolo della massa e del tipo di materiale nell’interazione termica
  • Classificare materiali diversi sulla base della loro conducibilità
  • Formulare ipotesi consistenti con l'evidenza sperimentale
  • Individuare regolarità nell’andamento di un dato fenomeno
  • Utilizzare termometro e cronometro e stimare l’incertezza nella misura
  • Raccogliere i dati in tabelle, costruire ed interpretare semplici grafici

PREREQUISITI

Conoscenze

  • Sistema come oggetto d’indagine
  • Interazione tra sistemi
  • Grandezza, strumento, unità di misura, misura ed incertezza (in relazione alla sensibilità dello strumento)
  • Rappresentazioni grafiche (a barre e cartesiane)

Abilità

  • Distinguere gli oggetti dai materiali di cui sono fatti
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  • Riconoscere alcune proprietà degli oggetti (forma, volume, massa…) e dei materiali (colore, consistenza, densità…), individuare le proprietà misurabili
  • Riconoscere e descrivere sistemi interagenti in situazioni familiari
  • Utilizzare semplici strumenti di misura (nastro metrico, righello, cilindri graduati, bilance…) e stimare l’incertezza nella misura
  • Tabulare e rappresentare graficamente dati sperimentali

La verifica dei prerequisiti può essere fatta attraverso la la proposta di alcune attività propedeutiche, quali:

  • Riconoscere il materiale/i materiali che formano oggetti di uso comune
  • Individuare materiali uguali presenti in oggetti diversi
  • Individuare proprietà caratteristiche di un materiale, riconoscendo che sono indipendenti dalla quantità considerata
  • Classificare/ordinare oggetti secondo criteri diversi (forma, materiale, colore, volume, peso…)
  • Misurare lunghezze, volumi, pesi (masse) con strumenti ed unità di misura diversi, identificando caso per caso i più opportuni.
  • Descrivere cosa succede e cosa si modifica in una serie di azioni, come: battere forte con un martello sopra un sasso, accendere un fiammifero, lasciar cadere una palla da ping pong in una bacinella piena d’acqua, impastare acqua e farina, lasciare all’aria un cubetto di ghiaccio, versare un po’ d’inchiostro in acqua…; guidare a riconoscere, in ogni azione, i sistemi interagenti.