Termodinamica
Miscela caldo-freddo
Mescola un corpo caldo e uno freddo; trova la temperatura d'equilibrio.
Miscela caldo-freddo — simulazione interattiva (Termodinamica). Mescola un corpo caldo e uno freddo; trova la temperatura d'equilibrio. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Equilibrio termico
Mescola un corpo caldo e uno freddo; trova la temperatura d'equilibrio.
La calorimetria presuppone un sistema isolato: il calore perso dal corpo caldo eguaglia quello guadagnato dal freddo. La temperatura finale è la media ponderata delle iniziali quando i calori specifici combaciano. Questo preset usa capacità termiche esplicite per rendere visibile l'avvicinamento all'equilibrio.
- Q_lost = Q_gained
- T_eq pesata per mc
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Un blocco caldo di alluminio è immerso in acqua più fredda. Se usi un blocco più grande (più massa) alla stessa temperatura di partenza, la temperatura finale d'equilibrio sale o scende?
Previsioni da valutare
- Un blocco caldo più grande alza l'equilibrio finale.
- Un blocco caldo più grande abbassa l'equilibrio finale.
- La temperatura finale non dipende dalla massa del blocco.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Massa alluminio m₂ (kg)
Cosa misuri:
- Temperatura d'equilibrio T_eq (K)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset miscela e premi Reimposta. 1 kg d'acqua a 290 K (corpo 1) si mescolerà con un blocco di alluminio a 400 K (corpo 2).
- Attiva la lettura della temperatura d'equilibrio.
- Imposta la massa del blocco per ogni prova e registra l'equilibrio.
Equazione che governa
Temperatura d'equilibrio calorimetrico — T_eq = Σ mᵢcᵢTᵢ / Σ mᵢcᵢ
Quando due corpi scambiano calore senza perdite verso l'ambiente, si fermano su una temperatura media ponderata — per capacità termica m·c di ciascun corpo, non solo per massa.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) usando acqua m₁ = 1 kg; c₁ = 4186 J/(kg·K); T₁ = 290 K e alluminio c₂ = 900 J/(kg·K); T₂ = 400 K. Confronta con la tabella.
- Spiega perché aumentare la massa del blocco caldo tira l'equilibrio verso l'alto, benché il suo calore specifico (900 J/(kg·K)) sia molto inferiore a quello dell'acqua (4186 J/(kg·K)).
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- L'acqua ha un calore specifico insolitamente alto rispetto alla maggior parte dei materiali. Spiega perché i climi costieri hanno escursioni termiche più miti delle zone interne, con la stessa idea di bilancio energetico di questo esperimento.
- Il calore perso dal blocco di alluminio dovrebbe eguagliare esattamente il calore guadagnato dall'acqua (conservazione dell'energia, assumendo nessuna dispersione all'ambiente). Per una prova, verificalo usando Q = mcΔT per ciascun corpo.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.1 Thermal energy transfers
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Middle School Physical Science — Energy transfer between materials
- Benvenuto alla miscela
- Seleziona il corpo freddo
- Premi Play
- Verso una temperatura sola
- Apri il pannello Proprietà
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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