isolanti

MATERIALI PER MANTENERE CALDO

MATERIALI PER TENERE AL FRESCO

All’esperimento hanno partecipato 23 alunni di classe 4^, divisi in 5 gruppi omogenei.

Due gruppi hanno lavorato con acqua fredda e tre con acqua calda.

I materiali utilizzati sono stati recuperati dai bambini. L’acqua è stata posta in vasi di vetro ( del sugo da 250 g ) per due gruppi; in vasi di alluminio da pelati per tre gruppi. Tutti i vasetti sono stati riempiti quasi fino all’orlo.

Sapevamo già che esistono materiali e sostanze che hanno una proprietà isolante, ma non sappiamo in che modo e quanto riescono a mantenere la temperatura di un corpo.

Abbiamo formulato diverse ipotesi, anche bisticciando tra di noi e abbiamo deciso di verificare.

Per conoscere l’influenza dell’isolante scelto sull’acqua che andremo a misurare, abbiamo deciso che dobbiamo partire con:

- acqua alla stessa temperatura

- stessa quantità di acqua

- vasetti uguali

- svolgere l’esperienza nello stesso luogo

Ogni gruppo aveva a disposizione 3 vasetti (il gruppo C :4) di vetro o di alluminio; 2 materiali che ritenevamo isolanti; acqua calda o fredda; termometro e cronometro.Un vaso serviva da controllo.

Ci siamo suddivisi i compiti.

Abbiamo registrato i risultati in tabelle.

La temperatura dell’aula era di 21°C.

GRUPPO A: Marta, Irene, Gianluca, Anthony

Avevamo a disposizione tre vasetti di vetro, con coperchio, riempiti di acqua fredda (l’abbiamo raffreddata mettendo dei ghiaccioli nell’acqua di rubinetto).

Un vasetto è rimasto svestito, per usarlo come controllo, uno l’abbiamo rivestito di plastica a bolle e il terzo l’abbiamo infilato in una matassa di lana blu che lo copriva tutto.

Appena messa nei vasi, l’acqua misurava 6°. Dopo 10, 20, 30 minuti, la temperatura era sempre un po’ diversa. Dopo mezz’ora l’acqua con la lana aveva una temperatura di 9°, quella con la plastica a bolle di 10° e quella senza niente era a 12°. Abbiamo concluso che la lana è più isolante della plastica a bolle, ma entrambe sono dei buoni isolanti.

GRUPPO B: Valentina, Angela, Mattia, Andrea G., Jeanpiere

Abbiamo messo acqua molto fredda in tre vasetti di vetro uguali. Uno era rivestito di un foglio di alluminio in tre strati; un altro era ricoperto da una sciarpa in tessuto di lana; il terzo serviva da controllo.

All’inizio l’acqua misurava 6°C. Dopo mezz’ora, nel vaso di controllo, la temperatura è salita di 7°, in quello con la sciarpa di 4°; in quello con l’alluminio è addirittura scesa di un grado. Il fatto ci lascia perplessi. L’alluminio, non solo isola ma anche raffredda? Forse era rimasto del ghiaccio nell’acqua e non ce ne eravamo accorti? Dovremo ripetere l’esperienza.

La lana si conferma un buon isolante.

GRUPPO C: Ilenia, Giada, Diego B., Marco, Riccardo

Avevamo a disposizione 4 vasi di pelati vuoti: uno l’abbiamo tenuto per controllo; uno l’abbiamo immerso in una bacinella piena di pezzetti di polistirolo; il terzo l’abbiamo messo sepolto nella sabbia; infine uno l’abbiamo tutto ricoperto di nastro isolante giallo ( quello usato dagli elettricisti). Tra una misurazione e l’altra tenevamo i vasetti coperti con del cartoncino.

Trascorsa mezz’ora, la temperatura dell’acqua, nel vaso di controllo, era scesa di 17°, nel vaso insabbiato di 26°, nel vaso col nastro isolante di 24°, in quello nel polistirolo di 12°.

Conclusione: pensavamo che il nastro isolante isolasse anche il calore ma forse non è così. Ci ha meravigliato la sabbia che ha fatto raffreddare subito l’acqua. Qualcuno pensava che il polistirolo non isolasse, invece ha mantenuto alta la temperatura dell’acqua, molto di più di tutti gli altri materiali.

GRUPPO D: Giulia, Ilaria, Emanuele, Andrea O., Tommaso

Abbiamo versato acqua calda in 3 vasetti di vetro: uno l’abbiamo tenuto spoglio, uno l’avevamo ricoperto di plastica ( la copertina di un quaderno), l’ultimo l’avevamo avvolto in un pezzo di materiale plastico, spesso e nero, che usano gli idraulici per isolare i tubi.

Dopo mezz’ora, la temperatura era scesa in tutti i vasi: nel vaso di controllo era scesa di 19°; in quello con la copertina di 15°; in quello con la gomma nera solo di 9°.

Conclusione:entrambi i materiali che abbiamo utilizzato sono isolanti, ma l’isolante nero portato da Andrea lo è in maniera maggiore.

GRUPPO E: Silvia, Gloria, Diego M., Alvaro

Avevamo tre vasi in metallo, pieni d’acqua a 57°C . Uno era senza rivestimento, uno avvolto in uno strato di cotone idrofilo, l’ultimo avvolto in plastica a bolle.La temperatura è scesa di 13° nel vaso di controllo, di 12° in quello con la plastica a bolle, di 10° in quello con il cotone.

Concludendo: il materiale più isolante è il cotone, ma anche la plastica a bolle trattiene il calore.

OSSERVAZIONI

Abbiamo usato termometri a espansione e per fare la lettura, bisogna estrarli; ciò disturba la lettura, la rende difficoltosa e forse poco precisa.

Le nostre misurazioni possono risultare un po’ falsate perché dovevamo alzare i coperchietti, per introdurre il termometro; inoltre tenevamo le nostre teste vicino ai vasi e alitavamo sopra, e il nostro alito è caldo.

Da tutti i gruppi è emerso che la temperatura cambiava in tutti i vasi, più o meno velocemente.

Ma quando smette di scendere o salire?

Abbiamo ripetuto la misurazione della temperatura in tutti i vasi, 19 ore dopo aver concluso l’esperimento iniziale. In tutti la temperatura era di 19°( con la differenza di 0.5 ° in più o in meno in alcuni di essi). La temperatura dell’aria dell’aula era di 21°.

Abbiamo dedotto che sia l’acqua calda che l’acqua fredda tendono a livellarsi con la temperatura ambiente. L’acqua fredda prende il calore dell’aria calda della stanza, l’acqua calda cede il calore all’aria.

Abbiamo fatto altre osservazioni, puntando l’attenzione sulla differenza di temperatura tra la prima misurazione e quella dopo 30 minuti. Il calo o l’aumento di temperatura non è costante.

In particolare abbiamo preso in esame i valori registrati nei vasi usati per controllo, cioè senza isolante.

Abbiamo notato che l’acqua tendeva a raggiungere la temperatura ambiente (di 21°)

come se ne fosse attratta.

La differenza dipende anche dal fatto che nei diversi gruppi si è partiti da temperature diverse.

La temperatura molto più alta di quella ambiente si abbassa più rapidamente.

Diversità di comportamento possono derivare dalla copertura dei vasi, che dovevamo alzare spesso, oltre che dalla temperatura di partenza.