Temperatura ed equilibrio termico
Il calore è l’energia trasferita tra due oggetti a causa della loro differenza di temperatura, ed è misurato in joule.
Quando diciamo che c’è un trasferimento di calore da un oggetto A ad un oggetto B, diciamo che l’energia totale
dell’oggetto A diminuisce e quella dell’oggetto B aumenta.
Quindi un oggetto non contiene calore, ma una certa quantità di energia.
Si dice che due oggetti sono in contatto termico se tra loro può avvenire un passaggio di calore.
Può esserci contatto termico senza il contatto fisico.
Se due oggetti in contatto termico hanno una temperatura diversa, il calore fluisce da quello più caldo a quello più
freddo, fino a quando non raggiungono entrambi la stessa temperatura.
Due oggetti sono in equilibrio termico quando hanno la stessa temperatura.
La temperatura è la grandezza fisica che determina se due corpi sono in equilibrio termico oppure no.
La parte della fisica che si occupa dei fenomeni riguardanti il calore la temperatura è la termologia.
Per misurare la temperatura si usano i termometri.
Perché il termometro diventi uno strumento di misura bisogna fissare due temperature di riferimento e un intervallo
unitario di temperatura, ciò equivale a scegliere una scala termometrica.
Le scale termometriche più diffuse sono la scala Celsius e la scala Kelvin.
La differnza di temperatura è la stessa in entrambe le scale.
Gli esperimenti mostrano che esiste la temperatura al di sotto della quale non è possibile raffreddare un oggetto,
questa temperatura è detta Zero Assoluto e corrisponde allo zero nella scala Kelvin, non si può raggiungere.
Nella scala Celsius si segna il valore 0 gradi alla temperatura del ghiaccio fondente e 100 gradi alla temperatura
dell'acqua in ebollizione.
L'intervallo tra queste due temperature è quindi suddiviso in 100 gradi Celsius ed il limite inferiore dello zero assoluto
corrisponde a -273,15 gradi.
La scala Kelvin si basa sull'esistenza dello zero assoluto, infatti indichiamo come 0K lo zero della scala Kelvin che
corrisponde allo zero assoluto, quindi non esistono temperature negative.
1 grado Celsius è uguale a 1 grado Kelvin.
Conversione da gradi celsius a kelvin e viceversa
T (K)=T(°C)+273,15
T=(°C)=T(K)-273,15
La dilatazione termica
La maggior parte delle sostanze si dilata quando viene riscaldata.
Esiste la dilatazione lineare e la dilatazione volumica.
α=coefficiente di dilatazione lineare.
Legge della dilatazione termica lineare
La dilatazione termica lineare interviene sui corpi in cui la misura di una delle tre dimensioni è molto maggiore rispetto
alle altre, quindi quando un corpo è soggetto ad una variazione di temperatura si allunga.
Di quanto si allunga dipende dal materiale.
ΔL=αL˳ΔT
ΔT=ΔL/αL˳
La dilatazione volumica
La variazione del volume è direttamente proporzionale alla variazione di temperatura.
La costante di proporzionalità è detta β che è il coefficiente di proporzionalità volumica.
Nel caso in cui la sostanza che si dilati sia un solido, beta è uguale a 3 volte alfa.
Comportamento anomalo dell’acqua
L’acqua ha un comportamento molto diverso da quello delle altre sostanze.
La densità aumenta quando l’acqua viene riscaldata da 0 a 4 gradi, la massima densità la si ha a una temperatura
prossima ai 4 gradi.
Calore e lavoro meccanico
Quando il calore che fluisce da un corpo a temperatura maggiore a un corpo di temperatura minore, si presenta una
forma di energia di cui dobbiamo tenere conto quando applichiamo la legge di conservazione dell’energia totale.
