Scaldare l'alluminio

In marzo abbiamo dedicato un fine settimana all'alluminio e ai metalli  in generale.
Francesco ha realizzato uno strumento musicale in cui si suona avvicinando o allontanando opportunamente la mano da un foglio di alluminio per alimenti: "E' necessaria una buona capacità per costruire un Theremin discreto con Arduino". Io avevo provato a giocare con termocamera, foglio d'alluminio e soffiatore d'aria calda (embosser) senza però trovare un buon effetto e lasciando quindi cadere la cosa. Ieri ho ripreso la questione e ho visto un effetto interessante.

Ho attaccato a una sottile lastra di plastica (policarbonato) una striscia di alluminio per alimenti su una faccia della lastra e una sull'altra faccia, lasciando una striscia libera fra le due.

Ho preso l'embosser (lo reggo con la sinistra), sistemato la termocamera, l'ho collegata al monitor e ho scaldato la parte della lastra opposta alla termocamera.

Quel che accade si vede nel video qui sotto (all'inizio l'immagine è sfocata ma dopo una ventina di secondi tutto si sistema). Come da convenzione tradizionale, il giallo/bianco indica le temperature più alte, il blu quelle più basse.

scaldare l'alluminio https://youtu.be/Q4Elh6HHo3s

La striscia con l'alluminio dietro la lastra (cioè verso l'embosser) si scalda rapidamente, sostanzialmente come la striscia libera: l'alluminio trasferisce bene, quindi rapidamente, il calore dell'aria calda alla lastra di plastica . La striscia con l'alluminio davanti alla lastra invece non si scalda quasi per niente: l'idea che mi sono fatto è che l'alluminio dissipi così bene il calore che arriva dalla lastra scaldata dal getto di aria calda da non aumentare la propria temperatura superficiale. Anche insistendo a scaldare proprio in corrispondenza della striscia di alluminio l'immagine non cambia.
L'allumino è un'ottimo conduttore di calore e il foglio per alimenti è molto sottile, non conosco esattamente lo spessore del foglio che ho usato io ma nel web ho trovato che lo spessore standard è 10-20 micron: mi aspettavo che dissipasse bene ma sono rimasto sorpreso ugualmente.

trasformazioni...

Nel tentativo di migliorare le attività che teniamo col pubblico e con le scuole, stiamo cercando di trovare una maniera di rendere più evidente come l'energia possa presentarsi sotto diverse forme e quanto, a conti fatti, tutto si bilanci; che l'aumento di energia di una determinata forma vada a scapito dell'energia che si esprime in altre forme con la loro diminuzione...lo chiamano principio di conservazione dell'energia.

Calore e movimento non sono mai state facili da confrontare e cimentandoci in questo tentativo stiamo procedendo cosi:

sbatacchiamo pallini di piombo e vediamo l'effetto che fa...

Qui vediamo i pallini in una ciotola prima dello "sbatacchiamento", che effettueremo in quel contenitore a sinistra isolato termicamente.

La telecamera ad infrarossi (termocamera) ci permette di evidenziare, grazie ai falsi colori, quanto tutto tenda a equilibrarsi alla stessa temperatura...21,4°
speriamo che ci evidenzi anche quanto questo equilibrio salti se ci diamo qualche scossa.

dopo 30 secondi e circa 250 scosse, più o meno 8 al secondo, vediamo i pallini un po' più caldi, un grado in più!

dopo 60 secondi, stessa frequenza di sbatacchiamento, circa 500 scosse e 2 gradi in più! 23,3°!

 

e dopo 120 secondi e un migliaio di sbattimeti...quasi 7 gradi in più!! 28,2°!!

L'equilibrio è saltato...ma con quanta fatica?