Tutti noi conosciamo il calore: sentiamo sulla pelle il calore del Sole e grazie al tatto riconosciamo se un oggetto è caldo o freddo; usiamo il calore per cuocere i cibi e per riscaldare il luogo in cui viviamo.
Il calore è prodotto dalle fonti di calore. Per la Terra, il Sole è la principale fonte naturale di calore: è una stella ed è caldo perché la materia di cui è fatto brucia e produce calore. Il fornello è una fonte di calore costruita dall’uomo: produce calore bruciando un gas.
Nei due esempi il calore è prodotto da qualcosa che brucia.
Quando qualcosa brucia si verifica una combustione.
I materiali che possono bruciare si chiamano combustibili e ne esistono di diverso tipo: nelle stelle a bruciare sono dei gas, nel camino di casa è la legna...
Durante la combustione la materia si trasforma in nuove sostanze (cenere, fumo) e non può più tornare come prima.
Esistono anche altre fonti di calore: in un forno elettrico, per esempio, il calore è prodotto dall’elettricità che, mentre li attraversa, fa riscaldare dei sottili filamenti di metallo.
Gli effetti del calore
Se riscaldate, le sostanze si modificano in vari modi, per esempio: un ago di ferro posto su una fiamma diventa incandescente, la cera di una candela accesa diventa liquida, l’acqua riscaldata sul fuoco si trasforma in vapore…
Che cosa succede all’interno di una sostanza quando viene riscaldata?
Quando una sostanza è vicina a una fonte di calore, le sue molecole cominciano a muoversi più velocemente e si allontanano le une dalle altre, vincendo la forza di coesione.
I passaggi di stato
Quando una sostanza viene riscaldata si dilata, cioè occupa più spazio e, se continua a ricevere calore, può anche cambiare stato. Quando le sostanze si raffreddano, cioè perdono calore, le molecole rallentano la loro velocità e si avvicinano. Aumenta allora la loro forza di coesione.
Quando il calore aumenta
un solido diventa liquido -> FUSIONE
un liquido diventa gas -> EVAPORAZIONE
Quando il calore diminuisce
un gas diventa liquido -> CONDENSAZIONE
un liquido diventa solido -> SOLIDIFICAZIONE
ESPERIMENTO con la presenza di un adulto
1 Scalda in un pentolino alcuni cubetti di ghiaccio: fondono e diventano acqua allo stato liquido (figura a ).
2 Continua a scaldare: l’acqua a un certo punto inizia a bollire, trasformandosi in vapore (figura b ).
3 Il vapore sale e incontra il coperchio freddo: condensa e ritorna acqua (figura c ).
4 Metti dell’acqua in un apposito contenitore e ponila nel freezer; dopo qualche ora osserva che cosa è accaduto.
L’acqua si è solidificata ed è diventata ...................
Concetti CHIAVE
- Il calore è prodotto da fonti di calore naturali o costruite dall’uomo.
- Il calore si produce quando avviene una combustione, o con il passaggio di elettricità o con lo sfregamento.
- L’aumento o la diminuzione del calore può provocare il cambiamento di stato di una sostanza: fusione (da solido a liquido); evaporazione (da liquido a gas); condensazione (da gas a liquido); solidificazione (da liquido a solido).
