Classe seconda, secondaria di primo gradoPercorso edumaterial
Che cosa imparerai
- Descrivere in ordine un trasferimento e più trasformazioni di energia.
- Spiegare perché una lampadina non riceve tutta l'energia della corrente d'acqua.
- Controllare con una somma un bilancio energetico semplificato.
Prima di iniziare
- Moto di un oggetto
- Somma di quantità espresse nella stessa unità
L'idea centrale
Nel modello illustrato l'acqua in movimento fa ruotare una ruota; l'albero muove un piccolo generatore e un circuito alimenta una lampadina. Non diciamo che l'energia nasce nella ruota: l'energia viene trasferita e cambia forma lungo la catena. La luce è un effetto osservabile, mentre parti dell'energia finiscono anche come calore nell'ambiente.
- Regola e condizioni
- Per un sistema scelto e in un intervallo definito, l'energia totale si conserva: energia in ingresso = somma dell'energia trasferita nei diversi esiti. Un dispositivo reale non trasforma tutta l'energia in luce utile; attriti, resistenze e lampadina scaldano. Il calore non è energia scomparsa.
Passo per passo
- Individua l'ingresso della catena: acqua in movimento.
- Segui nell'ordine ruota, generatore e lampadina e nomina un effetto a ogni passaggio.
- Se compaiono dati numerici, controlla che tutte le quote abbiano la stessa unità e sommino all'ingresso.
- Distingui il bilancio semplificato del problema da una misura reale del dispositivo illustrato.
Esempio svolto
Un modello riceve 100 J dall'acqua; in un intervallo fissato 12 J arrivano come luce e 88 J sono trasferiti come calore. Manca energia?
- Scrivo l'ingresso: 100 J.
- Sommo gli esiti dati: 12 J + 88 J = 100 J.
- Controllo che i tre numeri si riferiscano allo stesso intervallo e siano tutti in joule.
- Controllo: 12 + 88 = 100; questi valori sono ipotetici e non misurati sull'immagine.
Nel bilancio semplificato non manca energia: 100 J entrano e 100 J sono contabilizzati.
Errore da evitare
Dire che gli 88 J sono persi nel senso di spariti: sono energia trasferita all'ambiente come calore, anche se non sono luce utile.
Per capire meglio
- Cambiare il confine del sistema cambia quali trasferimenti attraversano il confine. Se consideri solo la lampadina, il generatore è un ingresso esterno; se consideri l'intera catena, è una parte interna.
- Il disegno mostra un modello scolastico a bassa tensione. I numeri del bilancio sono dati del problema, non letture ricavate dall'illustrazione.
- Il DM 254/2012 indica il traguardo alla fine della terza media; l'esempio numerico e il posizionamento in seconda sono editoriali.
Prova subito
Metti in ordine acqua in movimento, lampadina, generatore e ruota.
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Acqua in movimento → ruota → generatore → lampadina.
Segui gli elementi collegati nel modello.
Perché una parte dell'energia non appare come luce?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Una parte viene trasferita come calore, anche per attriti e resistenze nella catena.
Il calore è un esito, non una sparizione.
Entrano 80 J; 8 J sono luce e il resto è calore nel modello. Quanti joule di calore?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 72 J, perché 80 − 8 = 72.
Gli esiti devono sommare agli 80 J in ingresso.
Un compagno dice «la ruota crea energia». Correggi usando l'acqua.
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: La ruota riceve energia dall'acqua in movimento e la trasferisce, attraverso l'albero, al generatore.
Creazione e trasformazione non sono la stessa cosa.
L'immagine dimostra che la lampadina riceve esattamente 12 J?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: No: la figura non mostra misure; 12 J è un dato ipotetico dell'esempio.
Una scena qualitativa non permette di leggere un bilancio numerico.
Allineamento curricolare e fonti
- it-dm-254-2012; obiettivi it-2012-sci-m3-02; traguardo dichiarato media-3. Il DM 254/2012 indica il traguardo alla fine della terza media; l'esempio numerico e il posizionamento in seconda sono editoriali. · DM 254/2012 · Indicazioni nazionali per il curricolo del primo ciclo
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Esercitarsi su questo: Dall'acqua alla lampadina: seguire l'energia