Se mi agiti mi congelo -
Piccola esperienza per mostrare il fenomeno del sottoraffreddamento dei liquidi.
vengono utilizzate delle fialette sigillate di acqua piuttosto pura che sono conservate in un congelatore.
Quando vengono estratte, si vede chiaramente che l'acqua e' ancora liquida, ma ghiaccia rapidamente scuotendo il contenitore.
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Shake me, I get freeze
This quick experiment shows the behavior of purified liquids near their freezing point.
We put purified water in a small bottle, seal the bottle, and place it in a freezer.
When the water is at a temperature just below its freezing point (zero degrees Celsius),
we take it out very carefully. Then, when we shake it, it freezes immediately!
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l'ampolla magica magic phial
due fialette contenenti acqua: una è aperta, l'altra è sigillata.
avvicinando un accendino alla prima si ha solo un modesto riscaldamento dell'acqua,
mentre l'acqua nella seconda fialetta si mette immediatamente a bollire.
Questa esperienza spiega il fenomeno della variazione della temperatura di ebollizione
con la pressione, e introduce al concetto di tensione di vapore.
Nella fialetta sigillata e' stata molto diminuita la pressione dell'aria mentre quella
aperta e' sottoposta alla normale pressione atmosferica.
Here we observe two flasks containing water, but one is opened and the other is sealed.
If we heat both with a lighter, the water in the sealed flask boils immediately,
while the water in the open flask does not!
This experiment illustrates the dependence of the boiling point on pressure. The
closed flask was initially prepared so that the pressure inside it was less than atmospheric
pressure, while the pressure in the open flask was equal to atmospheric pressure.
The lower pressure makes it easier for the water to boil, so it boils at a lower temperature.
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la danza dell'acqua
Facciamo danzare alcune gocce d'acqua sulla piastra di un fornello elettrico.
questo fenomeno e' possibile grazie al cosiddetto effetto Leidenfrost: appena
la goccia tocca la piastra il suo strato più esterno evapora creando una sorta di cuscino d'aria
che impedisce alla goccia stessa di toccare la piastra, rallentando la trasmissione di calore, e
diminuendo l'attrito fra goccia e piastra. Le gocce cosi' sembrano danzare sopra la piastra.
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dancing water
In this experiment, we sprinkle water drops on a hot electric stove and watch them dance!
This phenomenon is called the Leidenfrost effect. As soon as the drop
touches the stove, its bottom layer evaporates, creating an air
cushion between the drop and the stove. The air cushion slows down the heat transfer to the
inside of the drop long enough for it to "dance" across the stove.
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ghost line
This experiment illustrates the effect of pressure on the freezing point.
If we attach weights to each end of a wire and then hang it over an ice cube,
the wire gradually moves through the ice cube, and the ice cube freezes behind it.
When the wire falls out of the ice cube, you cannot tell that the wire passed through.
It is like a ghost passed through!
Because of the weights attached to each end of the wire, the wire exerts pressure on the
ice directly below it. The increased pressure lowers the freezing point, so some ice directly
below the wire melts, letting the wire move down a little. Then the little bit of water on top
of the wire freezes because the pressure is not increased above the wire.
This process continues until the wire falls out of the ice cube.
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il filo fantasma
la pressione influenza anche la temperatura di congelamento dell'acqua.
un filo sottile viene posizionato a cavallo di un cubetto di ghiaccio e al filo viene applicato un peso:
la forte pressione locale provocata dal filo si traduce in una diminuzione del punto di congelamento dell'acqua che quindi, localmente, si scioglie lasciando passare il filo. appena il filo e' passato e la pressione diminuisce, la'cqua che ha mantenuto una temperatura di circa -3 gradi, ritorna ad essere ghiaccio.
risultato: il filo attraversa il cubetto, ma alla fine il cubetto di ghiaccio è ancora intero!
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sudo freddo! - cold sweat!
l'esperienza vuole presentare il principio di funzioamento della cella di Peltier.
Nel 1834 i fisico francese Jean Cherles Peltier scoprì il fenomeno di trasferimento
di calore tra due superfici in presenza di una tensione continua. La moderna cella di peltier
sfrutta questo fenomeno e ne esalta l'effetto grazie all'uso materiali semiconduttori opportunamente
accoppiati. queste celle di peltier sono oggi impiegati in sistemi di riscaldamento/raffreddamento e di termostasi.
This experiment illustrates a phenomenon discovered in 1834 by the French physicist Jean Charles Peltier.
He found that if you send current through a junction of two disimilar metals, you get a temperature
difference across the junction. If you reverse the direction of current, the side that was hot
becomes cold and vice versa. Modern cells taking advantage of this effect and using semiconductors
have important uses in heating and refrigeration devices, such as in thermostats.
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la mano e il calore hands and heat
tocchiamo i diversi oggetti: "sentiremo" temperature diverse, in realtà i termometri a cristalli liquidi posti sopra ogni piastrella ci dicono che sono tutte alla stessa temperatura, quella dell'ambiente circostante.
il fenomeno si spega con la diversa "conducibilità termica" dei vari materiali, infatti la nostra sensazione di caldo o freddo al tatto deriva anche dalla velocità con cui il corpo toccato cede o assorbe calore dal nostro corpo.
questo ci fa dire che un corpo con grande conducibilità, come una piastra di rame, possa sembrare piu' freddo della tavoletta di legno
Touch the different materials and see if they feel like they are at the same or at different temperatures.
But what are their real temperatures?
If you look at the liquid crystal thermometers attached to each material,
you sill see that they are all at the same temperature, so why do some feel colder than others?
This is because
whether a material feels hot or cold to our hand depends on how quickly it conducts heat
away from our hand.
A material that conducts heat away more quickly than another feels colder to us.
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il colore della temperatura - color of temperature
scopriamo cosa sono i cristalli liquidi
Liquid crystals are materials that change color with temperature. So, we can use them as thermometers
to compare temperatures by comparing colors!
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Galileo's Thermometer
Goethe's barometer
light mill (Crookes' radiometer)
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Il termometro di Galileo
Il barometro di Goethe
Il mulino a luce (radiometro di Crookes)
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Drinking bird
The drinking bird illustrates the conversion of thermal energy into mechanical energy.
The bird consists of two hollow glass chambers (head and bottom) which are coupled
by a double walled glass tube. The outer tube provides mechanical support, and the
inner tube extends into the bottom chamber below the surface of a colored fluid with
suitably high vapor pressure. The head of the bird is coated with a fuzzy material,
and is initially soaked in water so that it will begin to cool by evaporation.
This
provides the temperature difference from head to tail necessary to run the heat engine.
As the head cools, the colored fluid is observed to rise up from the bottom of
the bird through the neck, gradually shifting the center of gravity of the bird toward
its head. The bird bends at the hips and dips its bill into a glass of water
(thus keeping the head wet and cooler than the tail). As the fluid continues to
rise into the head, the fluid level in the bottom of the bird eventually drops below
the end of the connecting tube. This allows vapor to be pulled up through the
neck to equilibrate the pressure. The fluid runs back down into the bottom
of the bird, the bird stands up again, and the cycle repeats indefinitely.
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Il papero bevitore
Il papero bevitore illustra la conversione di energia termica in energia meccanica.
L'uccello consiste di due alloggiamenti di vetro vuoti (testa e parte inferiore)
che sono accoppiati da un doppio tubo di vetro . Il tubo esterno fornisce il
supporto meccanico ed il tubo interno termina nell'alloggiamento inferiore sotto
la superficie di un liquido colorato la cui tensione di vapore sia adeguatamente
alta. La testa dell'uccello è ricoperta di materiale assorbente che viene bagnata
con acqua in modo che cominci a raffreddarsi per evaporazione. Ciò fornisce
la differenza di temperatura fra la testa e la coda necessaria per fare
funzionare il motore termico. Mentre la testa si raffredda, il liquido colorato
risale nel tubicino interno dalla parte inferiore dell'uccello
attraverso il collo fino alla testa, spostando gradualmente il centro
di gravità verso la testa.la testa appesantita fa inclinare il papero in
avanti, fino a tuffare il becco nel bicchiere pieno di acqua.
(così facendo mantiene il capo umido e permette a questo di raffreddarsi piu'
velocemente della coda).
Mentre il liquido continua ad aumentare nella testa, il livello del fluido
nella parte inferiore, abbassandosi, arriva sotto l'estremità del tubo di
collegamento. Ciò permette al vapore di risalire su attraverso il collo
per equilibrare la pressione mentre il liquido, per gravita ritorna nella parte inferiore,
il papero si rialza il ciclo si ripete...
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fonte: http://physdemo.phys.cmu.edu/drinkingbird.htm
traduzione e adattamento by Andypi
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