Calore e temperatura spiegato ai bambini

Che cos'è il calore in fisica

TI-AIE: Concezioni alternative: calore e temperaturaCosa tratta questa unitàFin dalla più tenera età, i bambini sviluppano idee e teorie personali per spiegare il mondo che li circonda e il suo funzionamento. Le idee dei bambini costituiscono la base delle loro previsioni e delle loro regole d'azione; ad esempio, imparano subito che il fuoco è caldo e che non bisogna toccarlo. Imparano che le pietre affondano e il legno galleggia. Quando i bambini vanno a scuola, hanno già formato le loro teorie sui fenomeni scientifici che state insegnando loro. Questa unità esamina le concezioni alternative (talvolta definite "misconcezioni") associate al tema del calore e della temperatura. Si analizza poi il modo in cui, attraverso l'insegnamento, si può contribuire a sviluppare le concezioni alternative degli studenti in modo che abbraccino le idee scientifiche accettate. Cosa si può imparare in questa unitàPerché questo approccio è importante Essere consapevoli delle idee degli studenti e sapere come svilupparle è importante perché:Pausa di riflessione

Come viene prodotto il calore

Crediti immagine Calore e temperatura non sono la stessa cosa. Un po' strano, vero? In realtà, il calore è una forma di energia, mentre la temperatura è il grado di calore o di freddo di qualcosa. Questa potrebbe essere la differenza più grande tra calore e temperatura, ma è una delle tante. Esplorate le affascinanti differenze tra calore e temperatura analizzando ogni singolo termine. Quando si mette l'acqua su un fornello e si accende il bruciatore, questa bolle se viene riscaldata alla giusta temperatura. L'energia termica che il bruciatore crea per riscaldare l'acqua si chiama calore. Per definizione, il calore è una forma di energia in cui l'energia si sposta da un'area calda a un'area più fredda. In ambito scientifico, si potrebbe anche sentire la definizione di calore come l'energia cinetica totale di un oggetto o di una particella. Anche se gli scienziati amano fare i sapientoni nelle loro spiegazioni, in realtà stanno parlando di come si muove il calore.

Per capirlo, è necessario esplorare ciò che accade a livello molecolare. Quando si mette una pentola d'acqua sul fuoco e si accende il bruciatore, le molecole all'interno dell'acqua iniziano a eccitarsi e a muoversi più velocemente. Potete vedere questa eccitazione se avete mai visto l'acqua rotolare nella pentola. Questo avviene perché il calore del bruciatore è andato a colpire l'acqua più fredda. Alla fine, l'acqua calda evapora nell'aria più fredda.

Cos'è la temperatura per i bambini

Il calore e la temperatura sono argomenti strettamente correlati e, di conseguenza, la differenza tra i due può creare un po' di confusione. La differenza principale è che il calore si occupa dell'energia termica, mentre la temperatura è più interessata all'energia cinetica molecolare.

Il calore descrive il trasferimento di energia termica tra le molecole all'interno di un sistema e viene misurato in Joule.[2] Il calore misura il modo in cui l'energia si muove o fluisce. Un oggetto può guadagnare o perdere calore, ma non può avere calore. Il calore è una misura del cambiamento, mai una proprietà posseduta da un oggetto o da un sistema. Pertanto, è classificato come una variabile di processo.

La temperatura descrive l'energia cinetica media delle molecole all'interno di un materiale o di un sistema e si misura in gradi Celsius (°C), Kelvin (K), Fahrenheit (°F) o Rankine (R). È una proprietà fisica misurabile di un oggetto, nota anche come variabile di stato. Altre proprietà fisiche misurabili sono la velocità, la massa e la densità, per citarne alcune.[3]

La seconda legge della termodinamica è un argomento complesso che richiede uno studio intensivo nel campo della termodinamica per essere realmente compreso. Tuttavia, per lo scopo di questo articolo, è necessario comprendere solo un piccolo aspetto: il fatto che il calore fluisce sempre spontaneamente dalle sostanze più calde a quelle più fredde. Questa semplice affermazione spiega perché un cubetto di ghiaccio non si forma all'esterno in una giornata calda o perché si scioglie quando viene fatto cadere in una bacinella di acqua calda.

Che cos'è il calore nella scienza

Ma in caso di clima molto caldo, umidità elevata e altre condizioni, questo sistema di raffreddamento naturale può iniziare a fallire, lasciando che il calore nel corpo raggiunga livelli pericolosi. Questo può causare malattie da calore, come crampi da calore, esaurimento da calore o colpo di calore.

I crampi da calore sono crampi muscolari dolorosi alle gambe, alle braccia o alla pancia che possono verificarsi durante o dopo un esercizio fisico vigoroso in condizioni di caldo estremo. La sudorazione durante l'intensa attività fisica fa perdere al corpo sali e liquidi. Questo basso livello di sali è probabilmente la causa dei crampi muscolari.

Un luogo fresco, riposo e liquidi dovrebbero aiutare il bambino a sentirsi meglio. Somministrate acqua o liquidi che contengono sale e zucchero, come le bevande sportive. Anche fare stretching e massaggiare delicatamente i muscoli afflitti dai crampi può essere utile.  Chi soffre di crampi da calore deve stare tranquillo per qualche ora, anche quando si sente meglio.

In caso di colpo di calore, il corpo non è in grado di regolare la propria temperatura. La temperatura corporea può salire fino a 41,1°C o anche oltre e può portare a danni cerebrali o addirittura alla morte se non viene trattata subito. È necessaria una rapida assistenza medica per riportare la temperatura corporea sotto controllo.