Area 09
Ingegneria termica
Come si muove il calore, e come tenerlo dentro o fuori
L’ingegneria termica si occupa del calore: di come passa dai corpi più caldi a quelli più freddi e di come gli ingegneri usano i materiali, l’isolamento termico e la forma per tenere calda una casa, fresca una bevanda o per evitare che una macchina si surriscaldi.
A chi è adatta
Bambini che si chiedono perché un cucchiaino di metallo si scalda nel tè, e chi ama fare esperimenti con i materiali di tutti i giorni.
Che cosa imparerai
- Come il calore passa da un corpo più caldo a uno più freddo
- Perché alcuni materiali conducono bene il calore e altri fanno da isolanti
- Quanto velocemente le cose si scaldano e si raffreddano, e da che cosa dipende
- Come gli ingegneri scelgono i materiali in base alle loro proprietà termiche
Esempi di esperimenti
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Scalda un’estremità di barre fatte di materiali diversi e confronta quanto velocemente si scalda l’altra estremità.
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Avvolgi una tazza virtuale in diversi strati isolanti e guarda per quanto tempo la bevanda resta calda.
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Cambia lo spessore di una parete e confronta quanto calore la attraversa.
Cose che puoi costruire
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Un portapranzo ben isolato
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Una parete che mantiene calda una stanza
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Un semplice dissipatore di calore per un componente elettronico
Questi esempi mostrano il tipo di lavoro che si fa in quest’area. Le lezioni pubblicate potrebbero essere diverse.
Che cosa semplifica la simulazione
- La trasmissione del calore è calcolata con modelli didattici semplificati e poche proprietà per ogni materiale.
- L’aria in movimento e la luce del sole sono semplificate; gli edifici e le macchine reali sono più complessi e richiedono verifiche professionali.
Ogni simulazione semplifica la realtà. Capire in che modo lo fa è parte dello studio dell’ingegneria.
Collegamenti con le materie scolastiche
Fisica (calore e temperatura), chimica (materiali), geografia (clima), progettazione e tecnologia
Collegamenti con le altre aree
L’ingegneria termica è collegata alle strutture e ai materiali, ai circuiti elettrici (i componenti si scaldano) e ai sistemi di controllo (i termostati).
Buono a sapersi
Un thermos mantiene le bevande calde o fredde perché rallenta tutti i modi in cui il calore può propagarsi.