Express Yourself 2016 Autori: A. Ascolese, F. Bartiromo, R. Marallo, E. Puopolo e G. Sannino (IA, LS “F. Silvestri” di Portici, prof. F. Asprino)

2. Noi studenti della 1°A abbiamo cercato di
rispondere alla domanda di ricerca
“Quale colore bisogna dare
ad una superficie affinché assorba al meglio
la radiazione elettromagnetica?”
adottando una metodologia di lavoro che ci ha
coinvolto in attività molto interessanti.

3. Siamo partiti dall’attenta lettura di un articolo
che descrive le caratteristiche di due tipi di
pannelli che sfruttano l’energia solare:
pannelli fotovoltaici e pannello solari termici.
PANNELLI
SOLARI
TERMICI
utilizzati per
PRODURRE
ACQUA CALDA
PANNELLI
FOTOVOLTAICI
utilizzati per
PRODURRE
ELETTRICITÀ
L’articolo pone il problema di «creare» un
dispositivo
formato sia
da pannelli
solari termici
sia da pannelli
fotovoltaici

4. :
... successivamente, abbiamo deciso
di verificare la
validità dell’ipotesi:
“Un pannello solare la cui
superficie è opaca e nera è
migliore di uno la cui superficie è
lucida e bianca per scaldare
dell’acqua in quanto le superfici
scure assorbono più calore»

5. • Dopo aver discusso nei diversi gruppi di
lavoro abbiamo progettato e realizzato
un esperimento per verificare la validità
della nostra ipotesi di ricerca, in
particolare, vogliamo verificare che
• il nero assorbe più calore rispetto al
rosso, al verde, e al bianco.

6. bottigline di vetro
nastri adesivi di colori diversi: nero,
bianco, verde e rosso
 una lampadina ad incandescenza
termometri analogici con sensibilità
1°C/div
acqua di rubinetto

7. abbiamo foderato le bottigline con
i vari nastri adesivi;
abbiamo riempito le bottigline d’acqua;
abbiamo posizionato le bottigline alla
stessa distanza da una lampadina ad
incandescenza;
abbiamo misurato la temperatura
dell’acqua ogni due minuti.

8. RISCALDAMENTO VERDE
dati raccolti il 26-02-2016
BIANCO NERO VERDE ROSSO
n° mis. t(min) T(°C) T(°C) T(°C) T(°C)
1 0 22 ±1 21±1 20±1 21±1
2 2 22±1 23±1 20±1 21±1
3 4 22±1 24±1 21±1 21±1
4 6 22±1 25±1 21±1 22±1
5 8 23±1 26±1 22±1 22±1
6 10 24±1 28±1 22±1 23±1
7 12 24±1 29±1 23±1 23±1
8 14 24±1 30±1 23±1 23±1
9 16 24±1 31±1 24±1 24±1
10 18 24±1 31±1 24±1 24±1
11 20 25±1 32±1 24±1 24±1

9. Abbiamo
registrato
in un foglio
elettronico
i dati
riportati
nella
tabella, e
ottenuto
il grafico
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
BIANCO
NERO
VERDE
ROSSO
Temperaturain°C
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
tempo in minuti

10. la linea riferita alla bottiglia
ricoperta col nastro nero( )
presenta l’inclinazione più
elevata rispetto alle altre
QUINDI
nel caso del colore nero
l’aumento della temperatura
dell’acqua risulta massimo
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
BIANCO
NERO
VERDE
ROSSO
Temperaturain°C 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
tempo in minuti

11. La linea relativa alla bottiglia
ricoperta con il nastro bianco
ha un’inclinazione minore di
quella relativa al nastro nero
e dopo 16 minuti circa si
sovrappone alle linee relative
alle bottiglie ricoperte con i
nastri verde e rosso ... 0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
BIANCO
NERO
VERDE
ROSSO
Temperaturain°C 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
tempo in minuti

12. … per poter rilevare
l’eventuale differenza
di comportamento
della temperatura delle
bottiglie ricoperte con
i nastri di colori verde
e rosso, e per definire
meglio il comportamento relativo alla
bottiglina ricoperta col nastro bianco,

13. abbiamo
deciso di
sostituire
i termometri analogici
con sonde di temperatura

14. collegate al PC e di un software
(Logger Pro) per la raccolta e la
elaborazione dei dati sperimentali.

15. tempo(min) T(°C) T(°C) T(°C) T(°C)
1 0,0 17,5 16,6 16,2 16,6
2 0,5 17,5 16,7 16,2 16,7
3 1,0 17,8 16,9 16,3 16,7
4 1,5 18,0 17,0 16,3 16,8
5 2,0 18,3 17,2 16,4 16,8
6 2,5 18,8 17,4 16,5 16,9
7 3,0 19,0 17,5 16,6 17,0
8 3,5 19,3 17,8 16,7 17,1
9 4,0 19,6 18,0 16,8 17,2
10 4,5 19,8 18,1 16,9 17,3
11 5,0 20,0 18,3 16,9 17,4
12 5,5 20,3 18,5 17,0 17,5
13 6,0 20,5 18,6 17,1 17,5
14 6,5 20,7 18,8 17,2 17,7
15 7,0 20,6 19,0 17,3 17,8
16 7,5 20,9 19,1 17,4 17,9
17 8,0 21,1 19,3 17,5 18,0
18 8,5 21,3 19,4 17,6 18,0
19 9,0 21,5 19,6 17,7 18,1
20 9,5 21,7 19,7 17,8 18,2
21 10,0 22,0 19,9 17,9 18,3
22 10,5 22,1 20,0 18,0 18,4
23 11,0 22,4 20,1 18,0 18,5
24 11,5 22,4 20,3 18,1 18,6
25 12,0 22,7 20,4 18,2 18,7
26 12,5 22,8 20,5 18,3 18,7
tempo(min) T(°C) T(°C) T(°C) T(°C)
27 13,5 23,1 20,8 18,5 18,9
28 14,0 23,2 21,0 18,5 19,0
29 14,5 23,5 21,1 18,6 19,1
30 15,0 23,6 21,2 18,7 19,1
31 15,5 23,8 21,3 18,8 19,2
32 16,0 23,9 21,4 18,9 19,3
33 16,5 24,0 21,6 19,0 19,4
34 17,0 24,2 21,7 19,0 19,5
35 17,5 24,2 21,8 19,1 19,5
36 18,0 24,4 21,9 19,2 19,6
37 18,5 24,5 22,0 19,3 19,7
38 19,0 24,7 22,1 19,3 19,8
39 19,5 24,8 22,2 19,4 19,8
40 20,0 24,9 22,3 19,5 19,9
41 20,5 25,0 22,4 19,5 20,0
42 21,0 25,1 22,5 19,6 20,0
43 21,5 25,2 22,6 19,7 20,1
44 22,0 25,4 22,7 19,8 20,2
45 22,5 25,4 22,8 19,8 20,2
46 23,0 25,5 22,9 19,9 20,3
47 23,5 25,6 23,0 20,0 20,3
48 24,0 25,6 23,1 20,0 20,4
49 24,5 25,5 23,3 20,1 20,4
50 25,0 25,8 23,3 20,2 20,5
51 25,5 25,9 23,4 20,2 20,6
52 26,0 26,1 23,5 20,3 20,7
53 26,0 26,1 23,5 20,3 20,7

16. mediante il software Logger
Pro abbiamo ottenuto i grafici
dai quali deduciamo che:
• la linea relativa alla superficie
nera si conferma quella con
inclinazione maggiore;
NERO
VERDE
BIANCO
ROSSO

17. mediante il software Logger
Pro abbiamo ottenuto i grafici
dai quali deduciamo che:
• la linea relativa alla superficie
nera si conferma quella con
inclinazione maggiore;
NERO
VERDE
BIANCO
ROSSO

18. • le linee relative alle superfici verde e
rosso ora si separano fin dalla
seconda misura (dopo circa 2
secondi);
• quella relativa alla verde ha una
inclinazione maggiore di quella
rossa, che può ritenersi uguale a
quella bianca.
NERO
VERDE
BIANCO
ROSSO

19. I risultati ottenuti ci consentono
di affermare che la superficie
nera assorbe più calore delle
superfici di colore verde, bianco
e rosso
NERO
VERDE
BIANCO
ROSSO

20. In definitiva:
Un pannello solare la cui superficie è
opaca e nera è migliore di uno la cui
superficie è lucida e bianca per
scaldare dell’acqua in quanto le
superfici scure assorbono più calore»
NERO
VERDE
BIANCO
ROSSO

21. :
“Se l’energia termica è trasportata
anche attraverso le onde
elettromagnetiche, allora anch’essa
verrà assorbita o riflessa
come un’onda”
A questo punto decidiamo di verificare
la validità della seguente previsione:

22. :
Per la verifica della validità della
previsione abbiamo progettato un
esperimento per testare se la luce
si riflette come un’onda

23. •due bottigline di vetro
•acqua
•lampadina ad incandescenza
•termometro digitale di sensibilità 0,1°C
• carta argentata.

24. abbiamo ricoperto una bottiglina con la carta
argentata;
abbiamo riempito le bottigline d’acqua;
abbiamo posizionato le bottigline alla stessa
distanza da una lampadina ad incandescenza;
abbiamo misurato la temperatura dell’acqua
ogni 30 secondi.

25. tempo(min) T(°C) T(°C)
1 0 20,0 18,3
2 0,5 20,0 18,3
3 1,0 20,0 18,3
4 1,5 20,0 18,3
5 2,0 20,1 18,4
6 2,5 20,1 18,4
7 3,0 20,1 18,4
8 3,5 20,1 18,4
9 4,0 20,2 18,4
10 4,5 20,2 18,4
11 5,0 20,2 18,5
12 5,5 20,2 18,5
13 6,0 20,3 18,5
14 6,5 20,3 18,5
15 7,0 20,3 18,5
16 7,5 20,3 18,5
17 8,0 20,3 18,5
18 9,5 20,4 18,6
19 10,0 20,5 18,6
20 10,5 20,5 18,6
21 11,0 20,5 18,6
22 11,5 20,5 18,6
23 12,0 20,6 18,6
24 12,5 20,6 18,6
25 13,0 20,6 18,7
26 13,5 20,6 18,7
tempo(min) T(°C) T(°C)
27 14,0 20,6 18,7
28 14,5 20,7 18,7
29 15,0 20,7 18,7
30 15,5 20,7 18,7
31 16,0 20,7 18,8
32 16,5 20,7 18,8
33 17,0 20,7 18,8
34 17,5 20,8 18,8
35 18,0 20,8 18,8
36 18,5 20,8 18,8
37 19,0 20,9 18,9
38 19,5 20,9 18,9
39 20,0 20,9 18,9
40 20,5 20,9 18,9
41 21,0 20,9 18,9
42 21,5 20,9 18,9
43 22,0 21,0 18,9
44 22,5 21,0 18,9
45 23,0 21,0 19,0
46 23,5 21,0 19,0
47 24,0 21,1 19,0
48 24,5 21,1 19,0
49 25,0 21,1 19,0
50 25,5 21,1 19,0
51 26,0 21,1 19,0
52 26,5 21,2 19,0
53 27,0 21,2 19,1
54 27,5 21,2 19,1∆T= 1,2 °C ∆T= 0,8°C

26. Anche in questo caso, mediante il software
Logger Pro, abbiamo ottenuto grafici dai quali
deduciamo che la superficie argentata si
riscalda più lentamente (∆T=1,2°C) del
vetro(∆T=0,8°C).
ROSSOvetro
carta argentata
Il calore emesso dalla lampadina ad
incandescenza, incide sulle bottigline e viene
riflesso dalla carta argentata

27. Si può, quindi, affermare che il calore si comporta come la luce e si riflette
come un onda su una superfice (lucida).
Allora, possiamo ritenere corretta la previsione
“Se l’energia termica è trasportata anche attraverso le
onde elettromagnetiche, allora anch’essa verrà
assorbita o riflessa come un’onda”

28. e… molto soddisfatti … Vi ringraziamo
per l’attenzione

29. Le attività d’indagine svolte nell’ambito del
Progetto Chain Reaction ci hanno consentito di
iniziare il nostro percorso di educazione
scientifica in modo divertente e coinvolgente.
Grazie al supporto costante dei nostri docenti e
alle costanti sollecitazione della prof. F. Asprino,
abbiamo compreso l’importanza dello studio delle
discipline scientifiche, in particolare della fisica.
Ringraziamo la prof.ssa Silvia Galano e il prof.
Alessandro Zappia per le loro interessanti lezioni,
Alla nostra Preside, prof. ssa Enrichetta Idato, va
un particolare ringraziamento per aver incoraggiato
e sostenuto la nostra partecipazione al Progetto.