Lo stato termico di un corpo è individuato mediante la sua temperatura T: proprietà di stato 

La temperatura indica il moto delle molecole presente in quel momento nel corpo.

1°parte
Tra due corpi a diversa temperatura avviene un trasferimento di energia, che chiamiamo calore, dal corpo caldo al corpo freddo fino a che si raggiunge l'equilibrio termico
Q è proprietà di trasformazione 
Il calore è energia meccanica a livello microscopico.

EQUILIBRIO

Formulo una spiegazione per il concetto di calore.

2° parte
Uno dei due corpi può essere anche il corpo umano che però ha caratteristiche diverse dagli altri corpi poichè avverte (sente) non solo che l'altro corpo è caldo o freddo, ma anche che sta avvenendo un trasferimento di energia e con quale velocità avviene

EQUILIBRIO 

Il ns. corpo è come un serbatoio di energia che tende adesaurirsi e che si rinnova con il cibo.

EQUILIBRIO

In ogni piccola parte del nostro corpo avvengono processi di trasformazione di energia.

CONSERVAZIONE

TERZA UNITA’ DI LAVORO

Parliamo di calore quando.....uno dei due corpi è il corpo umano. 

• FASE A: Richiamo dei concetti di calore e temperatura  
• FASE B: Il corpo umano si comporta come gli altri, con delle differenze : esso " svela " ciò che avviene dentro di lui  
• FASE C: La sensazione rende conto del processo di trasferimento di calore dal corpo più caldo al corpo più freddo  
• FASE D: Il processo avviene con una certa velocità. Materiali diversi richiedono tempi diversi per raggiungere l'equilibrio termico  
• FASE E: Il corpo umano registra la trasformazione: lenta o veloce. Il termometro lo stato del sistema.  
• FASE F: Trasformazione lenta - lieve sensazione - corpi isolanti.    Trasformazioneveloce - forte sensazione - corpi conduttori  

Nodi concettuali
Trasformazione: trasferimento di energia termica ( calore) dal corpo più caldo al corpo più freddo 
Equilibrio: equilibrio termico , cioè stessa temperatura 

L'allievo impara a:
  - comprendere che anche il corpo umano , quando viene a contatto con corpi a diversa temperatura, riceve o cede energia termica 
 - riconoscere che questa energia di trasferimento è ciò che si chiama calore 
 - comprendere che la percezione di caldo o freddo non è solo relativa allo stato ma anche a ciòche sta avvenendo , al processo dunque 
 - riconoscere che a parità di temperatura dei corpi con cui si viene a contatto la sensazione di più o meno caldo e di più o meno freddo dipende dalla velocità con cui avviene il trasferimento di energia . 

 U. L. 3           Parliamo di calore quando..... uno dei due corpi è il corpo umano

U.L.3                         FASE      A                                           SAPERI NATURALI 
 CHE COSA SAI?
Il compito esperto che si viene a trattare è il terzo, quindi si inserisce in un percorso già avviato. A questo punto dovrebbero essere già acquisiti i concetti di temperatura e calore. Ritengo comunque importante partire sempre da concetti noti e per una questione di continuità didattica e per non mettere sin dall'inizio i bambini davanti alla difficoltà che può presentare una situazione del tutto nuova. 

L'insegnante quindi pone una situazione problematica: 
 tocco diversi oggetti : acqua , polistirolo, sabbia, alcool, plastilina, metalli . . .( che si trovano a diversa temperatura tra loro) e in relazione ad essi vengono poste delle domande: 

• sono più o meno caldi di me ? 
• posso stabilire con oggettività in questo modo quale è più caldo e quale è più freddo tra essi ? 
• posso stabilire una relazione d'ordine ? 
• cosa mi serve per stabilirla ? 
• ( si fa riferimento ad una esperienza che avrebbero potuto fare durante il primo compito esperto , quello delle tre bacinelle con acqua calda , fredda , tiepida :a seconda delle condizioni iniziali , l'acqua tiepida può dare la sensazione che sia calda o fredda ; ciò aveva fatto concordare che il corpo umano nelle osservazioni non è oggettivo e quindi occorre il termometro) [avendo lavorato sul concetto di temperatura ci si aspetta quindi che rispondano correttamente poiché nel primo compito esperto hanno imparato a distinguere la misura oggettiva dalla sensazione soggettiva ; in questo modo si recupera quindi il concetto di temperatura . ] 
• cosa succede tra me e i corpi che tocco se la loro temperatura è diversa dalla mia ?  [ci si aspetta che rispondano correttamente poiché nel secondo compito esperto hanno imparato che tra corpi a contatto con diversa temperatura avviene un trasferimento di energia e che si chiama calore ; si recupera così l'altro concetto importante : il concetto di calore] 

 Si concordano così nuovamente i significati di calore e temperatura. 

RISULTATI ATTESI: Consapevolezza delle relazioni tra se e il compito :
Tramite la discussione ed il confronto reciproco si mettono in comune i saperi e condividono in questa nuova situazione i concetti di calore e temperatura in relazione ai trasferimenti di calore tra vari corpi e il corpo uman
 
 

U.L.3                    FASE          B                                      MAPPING 
DEVI SAPERE CHE . . .
L'insegnante deve guidare i bambini al trasferimento di quanto appreso al corpo umano e quindi presenta delle situazioni in cui il corpo umano è costretto a cedere o assorbire energia e quindi guida i bambini ad esprimere ed interpretare le loro sensazioni alla luce di quello che hanno imparato precedentemente sul trasferimento di calore. 

Si analizzano situazioni del tipo : 
-- tengo in mano una moneta che inizialmente era molto fredda rispetto alla temperatura della mia mano 
-- tengo in mano e manipolo un pezzo di plastilina che era stata messa precedentemente in frigo dopo un po' misuro la temperatura della plastilina e della mia mano , 
--tocco il ripiano di un tavolo di legno, tocco le zampe del tavolo , che sono di metallo e poichè fanno parte dello stesso oggetto , sono da tempo nelle stesse condizioni : dovrei concludere che sono alla stessa temperatura invece.... ho una sensazione diversa 

Poichè è difficile misurare la temperatura della moneta , del ripiano del tavoloo delle zampe , cerco di ricordare se col passare del tempo, avverto sempre la stessa sensazione durante il contatto . 

Dopo la discussione guidata si concorda che : 
Il corpo umano a contatto con corpi a diversa temperatura dalla sua in parte, si comporta come un corpo qualunque : 
- cede o assorbe calore . 
- giunge alla temperatura di equilibrio 
in parte invece
- all'equilibrio non si ha più la sensazione di caldo o di freddo 
- la temperatura di equilibrio è quella della mano che assorbe o cede calore 
- rivela una sensazione che non è d'accordo con il termometro; su questa apparente contraddizione si lavora con i bambini.

RISULTATI ATTESI: Consapevolezza del compito da affrontare:alla luce delle nuove riflessioni , gli alunni riconoscono nel corpo umano un comportamento analogo a quello degli altri corpi , pur con delle differenze ........
 
 

U L.3 .                 FASE              C                                   APPLICAZIONE 
QUEL CHE DEVI FARE
Si continua l'esperienza fatta nella fase A ( misuro la temperatura di acqua, sabbia polistirolo , plastilina...) e ciascun bambino in base a quanto appreso precedentemente ealle misure effettuate constata che, se gli oggetti sono rimasti a lungo nello stesso luogo , la temperatura di tutti gli oggetti è uguale a quella dell'ambiente in cui si trovano ; dopo questa misura si proporrà ai bambini di toccare nuovamente gli oggettie di confrontare le loro sensazioni: ma la sensazione è in accordo con il termometro ?il termometro dice che la temperatura è uguale per tutti gli oggetti, mentre la sensazione è diversa ( come si era già osservato precedentemente ) 
[ ci siaspettarispostecontrastanti: infatti anche se avranno misurato uguali temperature,in base alla sensazione diranno che la temperatura della sabbia è minore di quella del polistirolo , intrepreteranno la sensazione in termini di temperatura, secondo quella che è la conoscenza di senso comune .] 

su delle situazioni concrete si guida l'osservazione : 

• quale particolarità ha il corpo umano ? 
• egli sa cosa gli sta succedendo... 
• il termometro dice cosa gli sta succedendo ? 
• noi lo guardiamo all'inizio e alla fine del processo 
• ma se lo guardassimo sempre cosa potremmo vedere ? 

Si guiderà la discussione per concordare una ipotesi di spiegazione per il contrasto tra: sensazione( caldi o freddi differentemente) e misura oggettiva ( termometro) ;si porranno perciòaltre domande in modo da portare i bambini a concordare che la sensazione provata tiene conto del processo che sta avvenendo tra il corpo e gli oggetti e che solo nella fase iniziale la sensazione dà informazioni sulla temperatura del corpo rispetto a quella del corpo umano ( caldo se il corpo ha una temperatura maggiore del corpo umano , freddo se ha una temperatura minore ); il termometro invece si limita a registrare momento per momento la temperatura e non è in grado di raccontare ciò che gli succede, non ha sensazioni . 

RISULTATI ATTESI: 
Consapevolezza dei concetti e delle abilità da padroneggiare :
gli alunni sono consapevoli che alla sensazione di caldo o di freddo corrisponde non solo lo stato termicorelativo, ma anche il fatto che alla sensazione è associato il trasferimento di calore che sta avvenendo: dal corpo più caldo al corpo più freddo. 

U. L. 3                                      FASE    D                      TRANSFER
PROVA ANCHE TU
In questa fase vengono proposte altre situazioni e per rinforzare il concetto, che ciò che noi sentiamo è dovuto al processo che sta avvenendo , e per fare una prima generalizzazione.
Si modifica lo stato iniziale dei corpi con cui si viene a contatto e si riprova a descrivere le propriepercezioni : 

a) ( variazione di caso )diversa sensazione 
ad esempio , se prima la temperatura di polistirolo, sabbia, acqua ecc...era minore di quella del mio corpo , sentivo il polistirolo meno freddo dell'acqua; se ora la temperatura di polistirolo , sabbia, acqua ecc...è maggiore di quella del mio corpo, sento che il polistirolo è un pò meno caldo dell'acqua... 
Qualunque sia la temperatura iniziale , si percepisce sempre una diversa sensazione , toccando oggetti di diverso materiale 
Si propone ai bambini di cambiare punto di vista : in analogia di quanto è stato fattonel primo C, E., per stabilire una relazione d'ordine per la temperatura ( si deciso di usare il termometro) : quale strumento adesso si può usare per registrare che cosa avviene? cosa e come può raccontare il termometro ?
perciò si concorda di fare una diversa osservazione: 

b) ( modifica di struttura metodologica )misura oggettiva se faccio in modo che polistirolo ,acqua , sabbia ecc.... che hannouna temperatura molto diversa da quella dell'ambiente in cui si trovano,raggiungono la temperatura dell'ambiente, alloraregistro il tempo richiesto per questo trasferimento di calore e mi accorgo che ci sono oggetti che raggiungono la temperatura di equilibrio velocemente e altri lentamente . 
Si concorda che : 
Ognicorpo a seconda del materiale di cui è fattovà all'equilibrio in un suo tempo specifico e corrispondentemente si ha una diversa sensazione 

In quale modo il corpo umano quindi" racconta " che sta avvenendo un trasferimento di calore e come sta avvenendo ? 
In quale modo il termometro può " raccontare " che sta avvenendo un trasferimento di calore e come sta avvenendo ? 
le risposte a queste domande dovrebbero confermare o no la chiarezza del problema e il tipo di percorso che si sta seguendo. 

RISULTATI ATTESI: Consapevolezza della contestualizzazione di abilità e concetti in situazioni nuove e diverse: i
Gli alunni sono consapevoli che il processo avviene in un certo tempo e quindi con una certa velocità e che per materiali diversi tempi sono diversi e ciò produce la diversa sensazione . 

U. L. 3                            FASE  E                                       RICOSTRUZIONE 
COSA HAI FATTO E PERCHE'

Attraverso la discussione guidata si ricostruisce il percorso: 

• tra due corpi a contatto e a temperatura diversa avviene un trasferimento di energia chiamato calore 
• esso avviene sempre nella stessa direzione ( da quello caldo a quello freddo ) se due corpi sono messi a contatto ed hanno la stessa temperatura , cosa succede? 
• se uno dei due corpi è il corpo umano succede pure che si ha trasferimento di calore le temperatura è una qualunque?( questa domanda proietta la discussione verso un compito esperto successivo ) 
• la diversa sensazione che il corpo umano percepisce , quando viene a contatto con oggetti di diverso materiale , ma alla stessa temperatura , dipende dalla velocità del trasferimento di calore, infatti 
• ci sono corpi che a contatto con altri corpi a diversa temperatura cedono o assorbono calore più facilmente rispetto ad altri 
• il corpo umano percepisce la trasformazione che sta avvenendo e trasmette al cervello come avviene tale trasformazione ( velocità): lenta - lieve sensazione, veloce - forte sensazione 
• perché le case in montagna sono ricoperte di legno? 
• il termometro invece non può percepire e quindi registra solo uno stato istante per istante a meno che non osserviamo la velocità con cui la colonnina di mercurio raggiunge la temperatura di equilibrio e possiamo avere una "idea " del processo. 

RISULTATI ATTESI: Revisione dell'obiettivo e riorganizzazione di quanto appreso: 
gli alunni sanno ricostruire quanto appreso nelle fasi precedenti e comprendono che il corpo umano si comporta in modo particolare : 
--avverte il processo 
--a corpi che cedono o assorbono calore con facilità ( raggiungono l’equilibrio velocemente ) corrisponde la forte sensazione 
--a corpi che cedono o assorbono calore con difficoltà ( raggiungono l’equilibrio lentamente ) corrisponde la lieve sensazione. 
 

U. L. 3                    FASE   F                    GENERALIZZAZIONE
INVENTA UNA REGOLA
La ricostruzione fatta attraverso la discussione porta alle seguenti conclusioni : 

• quando il corpo umano viene a contatto con altri corpi a diversa temperatura ,la temperatura di equilibrio è quella del corpo umano ( questa caratteristica è comune anche ad altri corpi, quelli che sono in grado di trasformare energia; ciò porta come detto prima ad una successiva unità di lavoro). Infatti: 
• Se il corpo con cui il corpo umano viene a contatto fosse il mare allora la temperatura di equilibrio sarebbe quella del mare ( il mare è molto grande e il corpo umano non è in grado di fornire l'energia sufficiente ) 
• Se il corpo con cui il corpo umano viene a contatto fosse un termosifone in funzione allora la temperatura di equilibrio sarebbe quella del termosifone( la caldaia funziona con un termostato ....) 
• la T di eq. si raggiunge in un certo tempo 
• questo è diverso a seconda del materiale 
• la sensazione non ci informa sulla temperatura dei corpi , ma sulla velocità con la quale avviene il trasferimento di calore. Infatti se dei materiali, tutti alla stessa temperatura, vengono a contatto con il corpo umano allora a seconda della velocità con cui sottraggono o cedono calore al corpo umano, si avverte una sensazione diversa: di più o meno caldo, o di più o meno freddo , nonostante il valore effettivo della temperatura uguale per tutti gli oggetti presi in considerazione: 
• I materiali che cedono o assorbono calore con facilità si chiamano conduttori termici 
• I materiali che cedono o assorbono calore con difficoltà si chiamano isolanti 

RISULTATI ATTESI: Consapevolezza riflessiva sui propri prodotti di conoscenza : 
gli alunni comprendono che : 

• il corpo umano si comporta in modo particolare 
• la temperatura di equilibrio è la sua in certe condizioni 
• comprendono la specificità del corpo umano, nell'analogia con il termometro e con altri oggetti 
• associano la diversa sensazione di caldo o freddo , relativa ad oggetti differenti , alla velocità con cui avviene il processo. 
• sanno riconoscere i conduttori e gli isolanti termici.