lezioni di fisica terza F

Terza F

Argomenti lezioni di fisica anno scolastico 2011/12:

	temperatura e calorimetria
21 set. ’11 Temperatura e termometri. Dilatazione termica. Pressione. Principio di Archimede.
22 set. ’11 Dilatazione lineare e cubica. Prima legge di Gay-Lussac. Grandezze direttamente proporzionali e relazione lineare.
29 set. ’11 Le trasformazioni di un gas. Prima e seconda legge di Gay-Lussac. Legge di Boyle. Gas ideali: equazione di stato dei gas perfetti.
01 ott. ’11 Equazione di stato dei gas perfetti e leggi dei gas. Numero di Avogadro (cenni).
05 ott. ’11 Correzione test fine capitolo.
06 ott. ’11 Correzione domande fine paragrafo. Tipologia A: Trasformazioni isoterme (per casa)
08 ott. ’11 Correzione domande fine paragrafo. Tipologia A: Trasformazioni isobare.
13 ott. ’11 Correzione test .
15 ott. ’11 Correzione test .
19 ott. ’11 Verifica. Test
25 ott. ’11 Verifica. Quesito di fisica, terza prova tipologia A completa.
28 ott. ’11 Definizione di caloria ed esperienza di Joule. Equivalente meccanico della caloria.
04 nov. ’11 Relazione fondamentale della calorimetria. Temperatura di equilibrio.
09 nov. ’11 Applicazione della relazione fondamentale della calorimetria. Propagazione del calore. Conduzione, convezione e irraggiamento.
11 nov. ’11 Passaggi di stato. Calore latente di fusione o di solidificazione. Acqua e gas d’acqua. Pressione e temperatura di ebollizione: campana di vetro e pompa pneumatica.
19 nov. ’11 Quesiti su: passaggi di stato, calore latente di fusione o di solidificazione. Pressione e temperatura di ebollizione: campana di vetro e pompa pneumatica.
23 nov. ’11 Passaggi di stato. Diagrammi di Andrews. Gas e liquefazione. Rigelo: pressione e temperatura di fusione. Diagrammi di fase. Schede.

	termodinamica
25 nov. 11 I quattro principi della termodinamica. Il principio zero della termodinamica. Il primo principio della termodinamica: equivalenza tra calore e lavoro. Secondo principio e rendimento di una macchina termica. Enunciati di Clausius e di Lord Kelvin. Terzo principio e leggi di Gay-Lussac.
30 nov. 11 Assemblea di classe
02 dic. 11 Il primo principio della termodinamica. Lavoro in una trasformazione isobara. Piano (p,V) e calcolo del lavoro. Le trasformazioni termodinamiche.
07 dic. 11 Le trasformazioni termodinamiche.
09 dic. 11 Il primo principio della termodinamica e le trasformazioni. Adiabatiche. Isocora. Isobara. Isoterma.
(10 dic. 11) Quesiti.
14 dic. 11 Quesiti.
16 dic. 11 Simulazione terza prova
20 dic. 11 Il secondo principio della termodinamica. Macchine e principio di conservazione dell’energia meccanica: impossibilità del moto perpetuo di prima specie. Macchine termiche e moto perpetuo di seconda specie. Rendimento di una macchina termica.
21 dic. 11 Il secondo principio della termodinamica. Enunciato di Clausius ed enunciato di Kelvin. Macchine termiche. Rendimento di una macchina termica. Macchina termica e rendimento massimo teorico: teorema di Carnot (senza dimostrazione). Potenza e rendimento. Descrizione del ciclo di Carnot.
11 gen. 12 Esperienza di Joule “Mulinello”
13 gen. 12 Correzione quesito.
18 gen. 12 Correzione quesito. Trasformazione isoterma e primo e secondo principio.
20 gen. 12 Definizione di entropia Dq/t. Calcolo della variazione di entropia 1)durante il passaggio di calore da un corpo caldo ad un corpo freddo DS>0 2) macchina termica ideale DS=0 trasformazione reversibile.
25 gen. 12 Esercizi
27 gen. 12 Esercizi
01 feb. 12 Definizione di entropia Dq/t. Calcolo della variazione di entropia durante il passaggio di stato: fusione di un kg di ghiaccio a 0°C. l’entropia è una funzione di stato, analogia con l’energia potenziale.

	elettrostatica
08 feb. 12 Elementi di struttura della materia: modello atomico. Elettrizzazione per strofinio: scala triboelettrica mica - ebanite Scheda n1: elettrostatica. Struttura dell’atomo. Numero periodico. Ioni ed atomi eccitati. Fosforescenza.
10 feb. 12 Elettrostatica. La carica elettrica. Atomi: elettroni e protoni. Conduttori ed isolanti. Legge di Coulomb: Scheda n2. Unità di misura e costanti.
17 feb. 12 Assemblea d’istituto
24 feb. 12 Legge di Coulomb e principio di sovrapposizione. legge di Coulomb. Definizione di coulomb. Costante dielettrica relativa. Costante dielettrica del mezzo.
29 feb. 12 Campo elettrico. Campo elettrico generato da una carica puntiforme positiva. Confronto con il campo gravitazionale. Analogie e differenze tra la legge di attrazione gravitazionale e la legge di Coulomb. Principio di sovrapposizione. Campo elettrico generato da due cariche positive uguali poste agli estremi di un segmento AB. Calcolo della direzione e del valore del campo elettrico in un punto dell’asse del segmento AB. Scheda n3: linee di campo elettrico.
06 mar. 12 Linee di campo elettrico. Proprietà delle di campo elettrico. Rappresentazione delle linee di campo elettrico in particolari configurazioni. Campo generato da: una carica puntiforme positiva o negativa, da due cariche uguali, da due cariche opposte. Scheda n.4
07 mar. 12 Il flusso del vettore campo elettrico. Superficie orientata
08 mar. 12 Il flusso del vettore campo elettrico. Teorema di Gauss. Applicazione del teorema di Gauss: calcolo del valore del campo elettrico generato da una distribuzione piana indefinita positiva. Condensatore piano. Scheda Cariche elettriche e forze elettriche (capitolo dodicesimo n.2). La forza tra due cariche (capitolo dodicesimo n.3).
14 mar. 12 Le forze elettriche sono conservative: calcolo del lavoro in un campo uniforme compiuto dalle forze del campo lungo due percorsi. Confronto tra il campo gravitazionale (F/m) e il campo elettrico. Scheda n5: energia potenziale. Correzione scheda.
16 mar. 12 Linee di campo elettrico. Condensatore piano e linee di campo uniforme. Moto di una carica in un campo uniforme, analogie con il moto di un corpo in un campo gravitazionale uniforme.
20 mar. 12 Condensatori. Cariche e principio di conservazione delle cariche. Correzione scheda B.
21 mar. 12 Energia potenziale elettrica in un campo uniforme e in un campo radiale. Livello di riferimento.
23 mar. 12 Potenziale elettrico e superfici equipotenziali. Conduttori in equilibrio elettrostatico. Valore del potenziale di una sfera. Schermare e caricare per induzione. La gabbia di Faraday (Bonn) -Tesla- Faraday cage. Densità di carica superficiale. Superficie di una sfera e calcolo della densità di carica superficiale. Potere delle punte: sfere conduttrici cariche a contatto: con raggi uguali e raggi diversi.
28 mar. 12 Capacità elettrica: definizione ed unità di misura. Capacità di una sfera: C=4pe₀R (dim.). Capacità di un condensatore: definizione ed unità di misura.
30 mar. 12 Calcolo della capacità di un condensatore piano C=e₀S/d (dim.). Condensatori in serie e in parallelo: capacità totale. Funzione di un condensatore piano in un circuito in corrente continua: flash. Simboli dei componenti di un circuito elettrico: generatori di corrente continua, condensatore e resistenza. Simulazione terza prova.
04 apr. 12 Correzione test. Test in linea sul 1° capitolo. Test A1 di elettrostatica
11 apr. 12 Correzione test. Test di autoverifica (segnala eventuali errori)
13 apr. 12 Correzione test. Test di autoverifica (segnala eventuali errori)
18 apr. 12 Laboratorio. Esperienze elementari di elettrostatica: elettrizzazione per strofinio, elettroscopio e bacchette di ebanite, elettroscopio a foglie d’oro. Elettrizzazione per contatto. Polarizzazione di un dielettrico. Induzione elettrostatica: elettroforo di Volta, emisferi di Cavendish, pozzo di Faraday, gabbia di Faraday, potere dispersivo delle punte: generatore di Van de Graaff, scarica elettrica. COLLEZIONE STORICA degli STRUMENTI SCIENTIFICI : elettricità e magnetismo (liceo Dettori)
20 apr. 12 Verifica test-quesiti
21 apr. 12 Verifica test-quesiti

	Ø elettrodinamica
00 mag. ’12 Prima e seconda legge di Ohm e definizione di resistività. Valori della resistività nei materiali conduttori e isolanti. Conduzione nei metalli. Velocità di deriva. Moto delle cariche all’interno di un conduttore metallico, forze di attrito e resistenza dei materiali. Resistività nulla e materiali superconduttori.
00 mag. ’12 Resistenze: collegamento in serie e parallelo (dimostrazione). Prima legge di Kichhoff: legge dei nodi (principio di conservazione della carica). Resistenze in serie e parallelo: esercizi. Seconda legge di Kichhoff: legge delle maglie (conservatività del campo elettrico).
00 mag. ’12 Conduzione nei metalli. Energia elettrica e potenza. Effetto Joule.

	Ø magnetismo
00 mag. ’12 La forza magnetica e le linee del campo magnetico. Forze tra magneti e correnti. Forze tra correnti. Definizione dell’ampere. Laboratorio. Calamite, aghi magnetici e spettri magneti (calamita lineare e a ferro di cavallo).
00 mag. ’12 Intensità del campo magnetico. La forza magnetica su un filo percorso da corrente. Il campo magnetico di un filo percorso da corrente.
00 mag. ’12 Prodotto vettoriale: forza di Lorentz. Il moto di particelle cariche in un campo magnetico- moto circolare: determinazione del raggio R=(vm)/(qB)
00 mag. ’12 Confronto tra forze elettriche e forze magnetiche. Moto di una carica in campo magnetico. Fasce di Van Allen
00 mag. ’12 Laboratorio. Esperienza di Oersted. Interazioni tra correnti (correnti concordi e discordi). Azione di un campo magnetico su una corrente (conduttore rettilineo immerso nel campo magnetico uniforme). Induzione elettromagnetica (calamita estratta da una bobina). Deduzione della legge di interazione tra correnti utilizzando l'azione di una corrente elettrica su un magnete e la Legge di Biot e Savart.

00 gen. 12 Scheda n2: macchine a vapore.

00 gen. 12 Scheda n3: James Watt e la Rivoluzione Industriale.

00 gen. 12 Scheda n4: Il rendimento delle macchine termiche. Scheda n5

00 gen. 12 Esperienza di Joule: espansione libera senza lavoro esterno.

00 gen. ’12 Laboratorio: bilancia idrostatica, calorimetro, termometro a massimo e minimo, cassetta di Ingenhousz, anello di Gravesande, bollitore di Franklin, trasmissione del calore in una sbarra metallica, dilatazione lineare nei metalli, pressione atmosferica.

PROGRAMMA DI FISICA

Testo in una adozione: James Walker Fisica vol. 3° Zanichelli.

Per svolgere il magnetismo è stato utilizzato il testo della Zanichelli “ Progetto Fisica” nel programma i relativi argomenti vengono indicati in corsivo.

Cariche elettriche, forze e campi

La carica elettrica- Separazione delle cariche

Isolanti e conduttori

La legge di Coulomb - Sovrapposizione-Distribuzione sferica di carica.

Il campo elettrico- Il campo elettrico di una carica puntiforme- Sovrapposizione.

Linee di forza del campo elettrico- Condensatori a facce piane e parallele.

Schermare e ricaricare per induzione-Schermatura- Carica per induzione.

Flusso del campo elettrico e legge di Gauss-Flusso di un campo elettrico.

Potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica

Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico.

Conservazione dell'energia.

Superfici equipotenziali e campo elettrico

Condensatori e dielettrici- Condensatori a facce piane e parallele-Dielettrici.

Corrente elettrica e circuiti in corrente continua

Corrente elettrica- Batterie e forza elettromotrice.

Resistenza e legge di Ohm- Resistività- Dipendenza dalla temperatura e superconduttività.

Energia e potenza nei circuiti elettrici- Utilizzazione dell'energia.

Resistenze in serie e in parallelo- Resistenze in serie (calcolo della resistenza equivalente)- Resistenze in parallelo (calcolo della resistenza equivalente)- Combinazione di circuiti.

La legge dei nodi di Kirchhoff- semplici applicazioni.

Amperometri e voltmetri.

Fenomeni magnetici fondamentali

La forza magnetica e le Linee del campo magnetico.

Forze tra magneti e correnti

Forze tra correnti. Definizione dell’ampere.

Intensità del campo magnetico.

La forza magnetica su un filo percorso da corrente.

Il campo magnetico di un filo percorso da corrente.

La forza magnetica sulle cariche in movimento: forza di Lorentz.

Laboratorio

Esperienze elementari di elettrostatica: elettrizzazione per strofinio (elettroscopio e bacchette di ebanite), elettrizzazione per contatto (sfere metalliche e pozzo di Faraday), elettrizzazione per induzione (elettroforo di Volta). Gabbia di Faraday e generatore di Van de Graaff (scarica elettrica)

Esperienze elementari di magnetismo: calamite, aghi magnetici e spettri magneti (calamita lineare e a ferro di cavallo). Esperienza di Oersted. Interazioni tra correnti (correnti concordi e discordi). Azione di un campo magnetico su una corrente (conduttore rettilineo immerso nel campo magnetico uniforme). Induzione elettromagnetica ( estrazione di una calamita da una bobina).

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