^^Riscaldamento pentola d'acqua su piastra elettrica.

Scopo

Misurare l'andamento della temperatura in funzione del tempo, con una sorgente termica costante.

Check list preparazione

  1. Piastra elettrica. Scalda parecchio anche sotto, quindi precauzioni per evitare di rovinare il tavolo. Interponiamo la tavola di un banco scolastico dismesso.
  2. Acqua. Controllo delle quantita': 1,5 litri; con un cilindro graduato da 1l, sensibilita' 20 ml.
  3. Treppiede per tenere il termometro. Abbastanza pesante per essere stabile.
  4. 2° Termometro per misurare la temperatura anche in vicinanza .
  5. Cronometro. Verificare che tutti abbiano un cronometro.
    Minuti:Secondi. Il modo piu' comodo di misurare i tempi.
  6. Preparare tutto a freddo, poi accendere la piastra, e dare il via al tempo.
    In alternativa si puo' fare una "Partenza a caldo"
  7. Continuare per circa 20 minuti.

Strumenti

  1. Termometro. Portata: da -15°C a 110 °C, sensibilita' 0,2 °C. Per immersione in acqua.
  2. Idem per la temperatura circostante.

Materiali

Piastra elettrica

  1. Diametro piastra 18 cm. Esistono dimensioni standard, idem per le pentole.
  2. Potenza elettrica assorbita = potenza termica fornita = 1500 watt. E' il valore nominale.
  3. Termostatata, 6 gradi. Quando raggiunge un certa temperatura (non indicata) si spegne, e si riaccende quando diminuendo si scosta troppo dal valore prefissato.

Contenitore per l'acqua. Pentola di alluminio

Diametro 18cm. E' la superficie di contatto per lo scambio termico. Dovrebbe, ma il fondo e' irregolare, e quindi l'area di contatto effettiva e' molto minore.

Termometro ambiente vicino

Vuole essere simbolico del propagarsi del calore: il corpo riceve calore dalla sorgente, e a suo volta lo cede. Analogia del recipiente bucato, dell'equilibrio dinamico.

 

Procedimento

  1. Ognuno a turno va ad osservare l'acqua mentre si riscalda, e da' la propria impressione sensoriale, immergendo il dito, e altro.
  2. L'insegnante di laboratorio consiglia di limitarsi di leggere i valori ai gradi interi, poiche' e' difficoltoso leggere le piccole lineette, e porta a confusione. Quindi si legge il valore di temperatura a gradi interi e il suo tempo.

Dati. Foglio di calcolo 2012.ods

Conclusioni

  1. La ddT (differenza di Temperatura) provoca un flusso di calore dal corpo a temperatura maggiore al corpo a temperatura minore.
  2. Un corpo che riceve calore, aumenta la sua temperatura, o cambia di stato.
  3. L'acqua riceve calore dalla piastra, e contemporaneamente cede calore all'ambiente. Se il calore ricevuto pareggia quello ceduto, la temperatura rimane costante.

 

 


Approfondimento. Da non ricopiare in relazione.
 

Le scale del grafico

In un caso la T e' variata tra 14 e 80.

Nicoli ha messo:

Pero' i margini sono ridotti.

Semplificare il grafico diminuendo i dati

Invece di tracciare la temperatura ogni grado, lo facciamo ogni 2, e scala T 1q:2°C

 

La potenza della piastra.

E' un dato di costruzione, come la potenza di un'automobile o di una lampadina.

Il suo valore nominale e' di 1500 watt. Noi abbiamo voluto misurarlo.

La potenza elettrica assorbita da un utilizzatore si calcola con la formula

P = VI  tensione e corrente.

P = VI = 230V * 6,48 A = 1490 W. Conclu: e' una piastra da 1500 watt = 1,5 kW.

Si puo' notare che quando inizia a scaldarsi, la corrente diminuisce I=6,37.

E' un caso? no poiche' la resistenza elettrica dei metalli aumenta con la temperatura.

 

Il modo piu' comodo di misurare i tempi.

minuti e secondi, con un cronometro che parte quando si vuole.

Leggendo un orogloio, e' inutile segnare HH:MM:SS, dato che l'ora non cambia, basta MM:SS.

Il cronometro centesimale grosso del laboratorio arriva solo a 99 s.
 

Interpretazione del grafico

L'interpretazione del grafico dipende dalle conoscenze che si hanno, ed interpretandolo le nostre conoscenze aumentano.

Fatti, interpretazioni dei fatti.

Titolo

Riscaldamento pentola d'acqua su piastra elettrica. Incremento di temperatura in funzione del tempo.