Immaginario scientifico

L'immaginario scientifico è un museo della scienza interattivo e multimediale con sede a Grignano, suddiviso in varie sezioni: noi abbiamo visitato la sezione AREA dove ci sono 50 exhibit hands-on e abbiamo partecipato ad alcune attività sperimentali nel laboratorio chiamato “Caldo e freddo”.

Scopo della prova:

Vedere quali materiali solidi conducono meglio il calore.

Materiali occorrenti:

• Una bacinella di plastica (plexiglas) a forma di parallelepipedo con cinque fori allineati orizzontalmente disposti su una faccia;
• Cinque bastoncini (legno, acciaio, rame, ottone, alluminio);
• Cinque palline di piombo;
• Cera;
• Acqua bollente;
• Una tavoletta di polistirolo

Procedimento:
Prendiamo la bacinella di plastica e inseriamo i bastoncini nei fori, in modo tale che una parte di essi si trovi all'interno. All'estremità esterna di ogni bastoncino fissiamo con della cera le palline di piombo.
Versiamo l'acqua bollente nella bacinella fino a ricoprire i bastoncini e poi chiudiamo la bacinella con la tavoletta di polistirolo in modo che non esca il calore. Osserviamo cosa succede.

Osservazioni & risultati:
Dopo un po' di tempo vediamo le palline cadere nella seguente successione:

1. Rame;
2. Alluminio;
3. Ottone;
4. Acciaio;
5. Legno (si osserva che la pallina attaccata al legno non cade).

Conclusioni:

1. Il calore dell'acqua viene trasmesso dai materiali che costituiscono i bastoncini, raggiunge la cera e la scioglie: questo causa la caduta delle palline.

2. Il calore non si propaga con la stessa velocità in tutti i bastoncini, quindi le palline non cadono nello stesso momento.
3. Il calore non si propaga nel legno e quindi la pallina posta all'estremità del bastoncino di legno non cade.

Possiamo quindi dividere i materiali in due gruppi: i conduttori, e gli isolanti.
In alcuni materiali chiamati conduttori il calore si propaga più velocemente, mentre in altri chiamati isolanti si propaga più lentamente. Il calore, nei solidi, si propaga per conduzione.

Scopo della prova:
Vedere come si comporta l'acqua a temperature diverse.

Materiali occorrenti:

• Due becher grandi, contenenti almeno 1 litro ciascuno;
• Due piccole beute di vetro trasparente;
• Due litri d'acqua a 19.4°C;
• Acqua calda a 70.4°C;
• Acqua fredda a 6.8°C;
• Carta crespa rossa e blu;

Procedimento:

• Versare 1 litro d'acqua a 19.4°C in ogni becher grande.
• Versare l'acqua a 70.4°C in una delle due beute e immergere la carta crespa rossa (per colorare l'acqua).
• Versare l'acqua a 6,8°C nell'altra beuta e immergere la carta crespa blu.
• Tappare le due provette con un tappo collegato a uno spago e inserirle nei due becher grandi (una in ogni becher).
• Togliere i tappi utilizzando lo spago.

Osservazioni
L'acqua rossa esce dalla beuta e sale in superficie, mentre l'acqua blu non esce.

Conclusioni
Tutto questo è successo perché l'acqua calda dentro la beuta (70.4°C) è più leggera dell'acqua del becher grande (19.4°C) e quindi sale verso l'alto. Mentre l'acqua di colore blu (6.8°C ) è più fredda, pesa di più e quindi non esce, pressata da quella del becher.

Cosa abbiamo imparato da questo esperimento:

• L'acqua calda è più leggera e sale verso l'alto;
• L'acqua fredda è più pesante e scende verso il basso;
• In una massa d'acqua, l'acqua fredda scende verso il basso mentre quella calda sale verso l'alto: questo moto è chiamato moto convettivo;
• Nei liquidi il calore si propaga per convezione.

Scopo della prova:
Vedere come si propaga il calore negli aeriformi.

Materiali occorrenti:

• Una piastra elettrica;
• Tre lattine (una ricoperta di carta stagnola cioè alluminio, una colorata di nero e una color opaco);
• Tre cubi di legno;
• Tre termometri elettrici.

Procedimento:
Davanti alla piastra elettrica, disposta in verticale, poniamo i tre cubi di legno e sopra le tre lattine. Infine mettiamo dentro ad ogni lattina un termometro. Aspettiamo alcuni minuti e rileviamo le nuove temperature raggiunte dall'aria dentro le lattine

Risultati:
La temperatura dell'aria dentro la lattina nera misura 54,5°C, dentro quella opaca misura 34,5°C e in quella ricoperta d'alluminio misura 24,5°C.

Conclusione:
L'aria dentro le lattine si riscalda anche se non c'e contatto tra piastra e lattine.
L'aria si riscalda di più nella lattina nera mentre in quella ricoperta d'alluminio l'aria si riscalda di meno.

Con questo esperimento abbiamo imparato che:

1. La lattina nera attira di più il calore e quindi l'aria al suo interno si riscalda maggiormente, la lattina d'alluminio riflette il colore e quindi l'aria all'interno si riscalda di meno.
2. Il calore arriva fino alle lattine attraverso l'aria (non c'è contatto tra la piastra e le lattine). Il calore che passa attraverso l'aria, si propaga per irraggiamento.