Calore e temperatura
Calore: energia che passa da un corpo freddo a un corpo caldo. L’energia
totale dell’oggetto A diminuisce mentre quella dell’oggetto B aumenta. Si può
dire che un oggetto non contiene calore ma contiene una certa quantità di
energia. È l’energia disperda attraverso un’onda elettromagnetica, ossia gli
infrarossi.
Si dice che due oggetti sono in equilibrio termico quando raggiungono la stessa
temperatura.
Temperatura: grandezza fisica che permette di calcolare l’energia. Per misurare
la temperatura si usano le scale termometriche; le più diffuse sono la scala
Celsius e la scala Kelvin.
Scala celsius: viene assegnato il valore 0 gradi quando il ghiaccio fonde; 100
quando è in stato di ebollizione; -273,15 rappresenta il limite inferiore dello
zero assoluto.
Scala Kelvin: si basa sull’esistenza dello zero assoluto. Qui non possono esistere
temperatura negative
Dilatazione termica: se una sbarra di lunghezza L0 assume calore la variazione
della sua lunghezza (L) è proporzionale alla variazione di temperatura e alla
lunghezza iniziale.
Se prendiamo come riferimento un volume, V è direttamente proporzionale al
volume inziale (V0) e alla variazione di temperatura.
Se un materiale si scalda aumenta il suo volume, la massa è costante e la
densità diminuisce. Se si raffredda, la densità aumenta. Nell’acqua invece la
densità aumenta quando viene riscaldata.
Calore e lavoro meccanico: l’equivalenza tra lavoro e calore fu sperimenta per
la prima volta dal fisico Joule, il quale studiò le macchine e il loro calore
attraverso uno strumento. In questo strumento egli nota che l’energia
potenziale gravitazionale delle masse che cadono si trasforma in energia
termica dell’acqua, rilevata dall’aumento della sua temperatura.
Prima di tutto ciò il calore veniva misurato in caloria: il fisico dimostrò che 1 cal
era equivalente a 4,1864 J.
Capacità termica: quantità di calore necessaria per ottenere una variazione di
temperatura di 1K. La capacità termica è sempre positiva.
Calore specifico: capacità termica di una sostanza per unità di massa. Il calore
specifico dipende sola dal tipo di sostanza e non dalla sua massa.
Se combiniamo le formule della capacità termica e del calore specifico si
ottiene la legge fondamentale della termologia.
Quando metto due corpi a contatto il calore passa da quello caldo a quello
freddo. Se mettiamo dei fluidi a contatto si ottiene una temperatura di
equilibrio.
