Esperienze di laboratorio di Fisica: proprietà termiche, elettriche e superficiali della materia

PREMESSA: La presente relazione è stata elaborata sulla base degli argomenti trattati durante il corso e delle

attività svolte in laboratorio. Per l’approfondimento teorico e la ricostruzione delle esperienze descritte sono

stati utilizzati materiali di supporto quali: registrazioni audio dei laboratori svolti (fornitemi dai miei colleghi),

video didattici reperiti online, fotografie delle dimostrazioni e ettuate in laboratorio e contenuti di

approfondimento consultati tramite libri di testo e fonti online.

Ilari Martina | TAE (821029)

Elaborato unico sulle esperienze di laboratorio sulle proprietà termiche, elettriche e

superficiali della materia

Nel corso delle attività di laboratorio di Fisica sono state svolte diverse esperienze pratiche

con l’obiettivo di osservare direttamente alcuni fenomeni studiati durante le lezioni teoriche e

di verificarne il comportamento attraverso misure sperimentali. Le prove e ettuate hanno

riguardato l’equilibrio termico tra corpi a diversa temperatura, le forze di coesione e adesione

nei liquidi, il fenomeno della capillarità, la conducibilità elettrica dell’acqua e la variazione

delle proprietà dielettriche di un materiale poroso al variare dell’umidità. Le attività hanno

permesso di applicare il metodo scientifico, basato su osservazione, misura e confronto con

le leggi fisiche note.

Equilibrio termico tra un corpo metallico riscaldato e acqua fredda contenuta in un

thermos

La prima esperienza ha riguardato lo studio dell’equilibrio termico tra un corpo metallico

riscaldato e acqua fredda contenuta in un thermos. Il fenomeno si basa sul principio secondo

cui due sistemi a temperatura diversa, messi a contatto, tendono a raggiungere una

temperatura comune di equilibrio. Dal punto di vista teorico, lo scambio di calore può essere

descritto dalla relazione Q = m·c·ΔT, dove Q rappresenta il calore scambiato, m la massa del

corpo, c il calore specifico e ΔT la variazione di temperatura. In condizioni ideali, il calore

ceduto dal corpo più caldo è uguale a quello assorbito dall’acqua, secondo la legge Qceduto

= Qassorbito. Operativamente è stato misurato il cilindro metallico tramite calibro e bilancia

digitale, mentre circa 250 mL di acqua sono stati portati a temperatura iniziale di 18 °C. Il

metallo, riscaldato in acqua bollente a circa 100 °C, è stato immerso nel liquido freddo. Dopo

alcuni minuti la temperatura si è stabilizzata intorno a 33–34 °C, con un valore medio di circa

33,7 °C. Il risultato ha confermato qualitativamente il principio dell’equilibrio termico, anche

se eventuali dispersioni di calore verso l’ambient