CALORE


INTRODUZIONE


Con l'invenzione del calorimetro ad opera di Lavoisier si arrriva a distinguere bene il calore dalla temperatura.
Nell'ottocento si svilupparono 2 concetti: il calore come un fluido, detto calorico, oppure il calore associato al movimento delle molecole. detto modello cinetico.
Con Bernoulli prevalse il modello cinetico, finchŔ Joule, nel 1843, dimostr˛ che il lavoro e il calore sono grandezze dello stesso tipo.
Nel 1847, Helmoltz introduce il principio di conservazione dell'energia, chiarendo che il calore ne Ŕ una forma.

EQUILIBRIO TERMICO


Per parlare di calore bisogna avere 2 corpi a diversa temperatura.
Il calore Ŕ l'energia che va dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore. fino al raggiungimento di una temperatura comune intermedia
Questa temperatura Ŕ quella di equilibrio.
Dal punto di vista miscroscopico assistiamo alla mediazione della velocitÓ delle particelle dal corpo pi¨ caldo a quello pi¨ freddo.

CALORE SPECIFICO E CAPACITA' TERMICA


Il calore specifico Ŕ l'energia da fornire a 1 kg di materiale per fargli aumentare la temperatura di 1 grado.
moltiplicando la massa dell'oggetto per il calore specifico otteniamo la capacitÓ termica, ovvero l'energia per far salire di 1 grado la temperatura del corpo
Una volta si usava la caloria, che Ŕ l'enegia da fornire a 1 grammo di acqua per farlo passare da 14,5 a 15,5 gradi. una caloria vale 4,186 J.
Per determinare il calore specifico si usa il calorimetro.


Nel video successivo approfondiamo le caratteristiche della capacitÓ termica e del calore specifico.

CALORIMETRO E TEMPERATURA DI EQUILIBRIO


Il calorimetro Ŕ uno strumento che permette di determinare il calore ceduto da un corpo al variare della sua temperatura.
Si tratta di un recipiente isolato, per cui il calore ceduto dal corpo viene preso dal liquido in cui Ŕ immerso.
Imponendo l'uguaglianza tra calore ceduto dal corpo e quello assorbito dall'acqua possiamo trovarci il calore specifico del corpo.


TRASMISIONE DEL CALORE


INTRODUZIONE


Il calore si trasmette in tre modi.
CONDUZIONE, che Ŕ una trasmissione del calore tipica dei solidi.
CONVEZIONE, che Ŕ una trasmissione del calore tipica dei fluidi.
IRRAGGIAMENTO, che avviene tramite radiazione e si trasmette anche nel vuoto.



CONDUZIONE


La conduzione avviene grazie alla trasmissione dell'agitazione termica delle molecole.
Infatti, tramite urti, l'agitazione delle molecole pi¨ calde si trasmette a quelle pi¨ fredde.
Alcuni materiali, detti conduttori, sono pi¨ portati a trasmettere il calore.
Altri invece sono meno portati e vengono detti isolanti.


La conduzione dipende da diversi parametri; il primo Ŕ un coefficiente che dipende dal materiale
Poi la conduzione Ŕ direttamente proporzionale alla differenza di temperatura e alla superficie esposta.
Inoltre il calore che fluisce dipende direttamente dal tempo.
La relazione che lega tutti questi parametri Ŕ detta legge di Fourier.


Il video seguente approfondisce il coefficiente caratteristico del materiale, chiamato conducibilitÓ termica


Osservando che il calore nell'unitÓ di tempo Ŕ una misura della potenza trasmessa da delle pareti, possiamo dedurre molte osservazioni


Nel video successivo sono messi a confronto alcuni coefficienti di trasmittanza



CONVEZIONE


La convezione avviene tra fluidi ed Ŕ caratterizzata dal trasporto del calore con la materia.
Riguarda sia i liquidi che i gas e i movimenti sono dovuti alla differente densitÓ dei fluidi caldi.
Tali movimenti, che portano in alto i fluidi caldi e in basso quelli freddi, si chiamano moti convettivi.
I moti convettivi spiegasno alcuni tipi di venti




IRRAGGIAMENTO


L'irraggiamento Ŕ la trasmissione di energia tramite le onde elettromagnetiche.
Tutti i corpi emettono onde elettromagnetiche, che poi possono viaggiare pure nel vuoto.
L'energia irradiata Ŕ proporzionale all'area irradiante e alla quarta potenza della temperatura in kelvin.
Il comportamento Ŕ descritto dalla legge di Stefan Boltzmann, che descrive la potenza irradiata.


Approfondiamo ora alcuni aspetti cominciando dalla costante: vediamone innanzitutto l'unitÓ di misura.


La costante poi dipende dal colore del corpo: nel caso di un corpo nero il suo valore Ŕ descritto dalla costante di Stefan Boltzmann.
Per gli altri colori il valore Ŕ ridotto dal coefficiente di emissione o emittivitÓ, che varia da zero ad uno.
Un corpo molto scuro ha emittivitÓ prossima ad 1, mentre uno molto chiaro ha il valorer vicino allo 0.


Una osservazione interessante si pu˛ ricavare dalla comoditÓ dell'uso dei kelvin nel calcolo.


APPROFONDIMENTI

Emissione di un corpo nero a diverse temperature.


Potenza del sole ed energia che arriva sulla terra.


L'impianto di riscaldamento.


CALORE LATENTE: introduzione | Diagramma di stato | Fusione | Solidificazione | Esempio | Ebollizione | Evaporazione | Esempio |
Principi della termodinamica



sei in HOME>FISICA>TERMOLOGIA