Situazione problematica
La quantità del liquido influisce sul tempo necessario per riscaldarlo?
Materiale
Per ogni gruppo: due becher, una bacinella con acqua calda, due termometri, cilindro graduato, acqua fredda
Fasi di lavoro
Ogni gruppo di lavoro ha messo in un becher una certa quantità di acqua fredda e nell’altro una quantità doppia, oppure tripla, oppure quadrupla.
Abbiamo inserito in ogni becher un termometro e registrato la temperatura.
Abbiamo posizionato contemporaneamente i due becher nella vaschetta con acqua calda.
Abbiamo misurato per ciascun becher il tempo necessario per far aumentare la temperatura dell’acqua di 10 °C.

Osservazioni
A prima vista i risultati ci sono sembrati molto strani:
1. ci aspettavamo che per aumentare di 10 gradi la stessa quantità di acqua tutti i gruppi avrebbero impiegato lo stesso tempo; invece quasi tutti i gruppi hanno ottenuto risultati diversi
Ripensandoci abbiamo considerato che la temperatura dell’acqua calda non era la stessa per tutti i gruppi e quindi quelli che avevano l’acqua più calda impiegavano meno tempo
2. ci aspettavamo che per scaldare una quantità doppia di acqua ci volesse il doppio del tempo, che per scaldare una quantità tripla di acqua ci volesse il triplo del tempo, cioè ci fosse una relazione di proporzionalità diretta; invece ciò non è successo.
Tuttavia mettendo in grafico i dati in grassetto cioè quelli che venivano da gruppi con l’acqua calda alla stessa temperatura abbiamo ottenuto lo stesso una retta, anche se non passava per l’origine.

Per controllare che queste osservazioni non siano dovute al caso abbiamo fatto un esperimento più controllato:
- un’unica bacinella: così si eliminava il problema della temperatura dell’acqua calda
- i bicchieri inseriti contemporaneamente
- le temperature controllate contemporaneamente

Ecco i risultati ottenuti:

Quantità di acqua (ml)	50	100	150	200
Tempo per un aumento della temperatura di 10 °C da 11°C a 21 °C (sec)	147	229	267	418

NB: Quattro è il numero massimo di campioni che siamo riusciti a misurare contemporaneamente

Osservazioni:
I primi tre dati stanno molto vicini ad una retta che  non passa per l’origine, l’ultimo no.
Guardando bene l’apparato sperimentale ci siamo accorti che c’era ancora qualcosa che non andava: l’acqua nell’ultimo bicchiere era più alta dell’acqua calda della bacinella e ciò spiega perché ci ha messo più tempo per scaldarsi. Se le cose fossero state fatte bene anche questo punto sarebbe sceso sulla retta.
Conclusioni: il tempo necessario per scaldare l’acqua dipende dalla quantità; la relazione si può rappresentare con una retta che non passa per l’origine
Una volta disegnata la retta si possono prevedere i tempi necessari per quantità di acqua diverse

Domande aperte:
? Perché la retta non passa per l’origine: una quantità nulla di acqua richiede tempo per essere scaldata????? Forse dipende dal fatto che prima di riuscire a scaldare l’acqua dobbiamo scaldare anche il becher?
? Il tipo di liquido influisce sul tempo necessario per scaldarlo?