Materiali:
* Un contenitore di vetro o metallo (come un becher o una piccola pentola)
* Acqua
* Cubi di ghiaccio
* Un termometro (opzionale, ma utile)
* Una fonte di calore (come un bruciatore da piano o una candela)
Procedura:
1. Riempi il contenitore con acqua: Riempi il contenitore a metà strada con acqua fredda.
2. Aggiungi il ghiaccio: Metti alcuni cubetti di ghiaccio nell'acqua.
3. Riscalda l'acqua: Applicare con cura il calore sul fondo del contenitore.
4. Osserva: Guarda cosa succede al ghiaccio e all'acqua.
Osservazioni e spiegazioni:
* Il ghiaccio si scioglierà lentamente: Anche se il fondo del contenitore viene riscaldato, il ghiaccio si scioglierà a un ritmo molto più lento di quanto ci si potrebbe aspettare. Questo perché l'acqua è un scarso conduttore di calore. L'energia termica dal fondo del contenitore non si trasferisce facilmente attraverso l'acqua al ghiaccio.
* L'acqua in cima rimarrà fredda: Se usi un termometro, noterai che l'acqua nella parte superiore del contenitore rimane relativamente fredda, anche dopo che il fondo è stato riscaldato.
* Convezione: Potresti notare un certo movimento all'interno dell'acqua mentre si riscalda. Ciò è dovuto alla convezione, in cui l'acqua più calda aumenta e l'acqua più fredda. Tuttavia, anche con la convezione, il trasferimento di calore attraverso l'acqua è lento rispetto ad altri materiali.
Perché funziona:
* Conduzione del calore: La conduzione è il trasferimento di calore attraverso il contatto diretto tra le molecole. Le molecole d'acqua sono vagamente legate, rendendo difficile il trasferimento di energia termica da una molecola all'altra.
* Convezione di calore: La convezione comporta il trasferimento di calore attraverso il movimento dei fluidi (come l'acqua). Mentre la convezione aiuta a distribuire il calore, è ancora un processo più lento in acqua rispetto ad altri materiali.
Conclusione:
Questa semplice attività dimostra efficacemente che l'acqua è un scarso conduttore di calore. Ci vuole una quantità significativa di tempo ed energia per l'acqua termica e il trasferimento di calore non è molto efficiente. Ecco perché ci vuole così tanto tempo per far bollire l'acqua sulla stufa!
