giovedì 25 novembre 2010

Fusione del ghiaccio e superfici

Oggi ci siamo chiesti: si scioglie prima un pezzo di ghiaccio sulla cattedra (che è fatta di laminato plastico) o su una superficie di metallo (acciaio inox)?
Su 23 , 17 hanno detto: sulla cattedra, mentre 6 hanno detto: sull'acciaio.
Prima di procedere all'esperimento, è stato chiesto di toccare il piano del banco e poi la gamba metallica del banco stesso, e di comunicare la sensazione. Tutti hanno detto: la gamba di metallo è "più fredda".
Poi abbiamo messo due cubetti identici di ghiaccio uno sulla cattedra e l'altro su una superficie metallica. Ecco il risultato (sulla cattedra a sinistra, sul piano di acciaio a destra):


Nella foto i due pezzi (identici) di ghiaccio a confronto. Il ghiaccio sull'acciaio si scioglie per primo. Perché? L'acciaio è un buon conduttore di calore, la plastica no. La plastica è un isolante. Tutti hanno detto che per cucinare si usano attrezzi con il manico di legno o plastica, o tutti in legno, per evitare di scottarsi. Per prendere una pentola o un coperchio usiamo le presine per non scottarci.
Eppure, nonostante tutti siano convinti di ciò, circa il 74% della classe ha fatto una previsione errata. Ciò che ha tratto in inganno la maggior parte della classe è che al tatto il metallo sembra più freddo ma ATTENZIONE! ciò non va confuso con il suo reale stato termico! Plastica e metallo hanno la stessa temperatura, quella dell'aula. Il metallo però favorisce la propagazione del calore (provocando in noi, quando lo tocchiamo, una sensazione di freddo: la temperatura del nostro corpo è superiore a quella dell'ambiente).
Riassumendo, il metallo, che ha una elevata conducibilità termica, cede calore al ghiaccio molto rapidamente (la superficie di metallo è alla stessa temperatura dell'aula, circa 22°C), per cui il ghiaccio si scioglie molto più velocemente sulla lastra di metallo di quanto non accada sul foglio di polistirolo. D'altra parte, per trasportare il gelato si usano contenitori di polistirolo e non di metallo!
Alla luce di queste esperienze risulta più semplice la corretta interpretazione della diversità delle sensazioni tattili: il corpo umano (la nostra pelle) è ad una temperatura maggiore di quella della gamba di metallo e del tavolo di laminato plastico, il metallo rapidamente acquista calore dal nostro corpo considerato come sorgente di calore a temperatura costante e quindi la mano sente subito la "sottrazione di calore" con conseguente sensazione di freddo.

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